一种碳质原料烧结温度测定装置及其测定方法、测定系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种碳质原料烧结温度测定装置及其测定方法、测定系统，涉及烧结温度测量技术领域，用于实现对碳质原料烧结温度的准确测量。该碳质原料烧结温度测定装置包括：水平管反应器、加热炉和压差测量装置；水平管反应器包括直通试样管，温度测量装置通过设在直通试样管一端的密封固定件安装在直通试样管中；在直通试样管的内部，进气口和出气口之间设有装样区，温度测量装置与设在装样区的灰柱接触；加热炉套设在装样区对应的直通试样管的外围；压差测量装置的第一压力接口与装样区一侧的直通试样管连通，压差测量装置的第二压力接口与装样区另一侧的直通试样管连通。本发明专利技术提供的碳质原料烧结温度测定装置用于测量碳质原料的烧结温度。

【技术实现步骤摘要】
一种碳质原料烧结温度测定装置及其测定方法、测定系统
本专利技术涉及烧结温度测量
，尤其涉及一种碳质原料烧结温度测定装置及其测定方法、测定系统。
技术介绍
随着化工行业的不断发展，具有稳定理化性质和较高比表面积等优良性能的碳质原料被大量的应用在化工领域。这种碳质原料的组成和结构较为复杂，且在应用的过程中容易在反应器内部出现结渣现象，而由结渣现象所产生的渣块会破坏反应器操作的稳定性、堵塞通道，影响反应器的正常运行；而且，对于高温高压反应器，结渣还容易引发安全事故，造成生命财产的损失。在参加反应的过程中不同种类的碳质原料的结渣程度各不相同，而碳质原料的结渣特性除与其自身的成分有关外，还会受到添加在其内部的不同种类的化合物有关，例如碳质原料中的生物质原料因自身含有较高的碱金属或碱土金属，其在燃烧、气化工艺过程中结渣现象频有发生；又如碳质原料中的煤在燃烧、气化工艺过程中因碱性化合物的加入，同样会出现煤灰颗粒相互粘结结渣的现象；因此，对反应器内部的结渣情况做出准确的判断是十分困难的。现有技术中一般以灰熔点为依据对碳质原料的结渣特性做出判断，而判断的过程为：先将碳质原料制成灰锥，然后将灰锥放置在灰熔点测定仪中进行灰熔点测定。但由于灰熔点测定仪中的初始变形温度并不是灰团聚结渣的最低极限温度(通常反应器在低于灰熔点200～300℃的温度下也会发生结渣)，而决定灰团聚结渣作用的是煤灰的烧结温度，因此现有技术基于灰熔点对碳质原料的结渣特性所做出的判断是不够准确的。而对于烧结温度的测定，由于碳质原料烧结温度受反应压力、反应气氛以及碳质原料自身属性等多因素影响，现有的测定装置还不能够实现对碳质原料烧结温度的准确测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳质原料烧结温度测定装置及其测定方法、测定系统，用于实现对碳质原料烧结温度的准确测量。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的第一方面提供一种碳质原料烧结温度测定装置，包括：水平管反应器、加热炉和压差测量装置；其中，所述水平管反应器包括设有进气口和出气口的直通试样管，所述直通试样管的两端均设有密封固定件，温度测量装置通过设在所述直通试样管一端的所述密封固定件安装在所述直通试样管中；在所述直通试样管的内部，所述进气口和所述出气口之间设有装样区，所述温度测量装置与设在所述装样区的灰柱接触；所述加热炉套设在所述装样区对应的所述直通试样管的外围；所述压差测量装置的第一压力接口与所述装样区一侧的所述直通试样管连通，所述压差测量装置的第二压力接口与所述装样区另一侧的所述直通试样管连通。基于上述碳质原料烧结温度测定装置的技术方案，本专利技术的第二方面提供一种碳质原料烧结温度测定方法，采用上述碳质原料烧结温度测定装置测量碳质原料烧结温度，所述碳质原料烧结温度测定方法包括以下步骤：步骤101，将灰柱放置在直通试样管中的装样区，并与温度测量装置接触；步骤102，根据灰柱实际所参与反应的环境条件，设定所述直通试样管内部的压力，并通过加热炉对所述直通试样管的装样区进行升温；步骤103，根据灰柱实际所参与反应的反应气氛，选择对应的气体，并将气体从所述直通试样管的进气口通入到所述直通试样管的内部，然后使气体经过所述灰柱后从所述直通试样管的出气口排出；步骤104，根据所述温度测量装置所显示的温度数据，和压差测量装置所显示的压差数据获得碳质原料的烧结温度。基于上述碳质原料烧结温度测定装置的技术方案，本专利技术的第三方面提供一种碳质原料烧结温度测定系统，包括上述碳质原料烧结温度测定装置。本专利技术提供的碳质原料烧结温度测定装置中，将碳质原料制成的灰柱放入到直通试样管内的装样区，并能够将直通式样管内的压力设定为碳质原料在实际参加反应时的压力值；通过加热炉对放置在直通试样管内的灰柱进行加热，并根据碳质原料在实际参加反应时的反应气氛选择对应的气体(可以为混合气体)，使气体从直通试样管的进气口进入到直通试样管内部，气体流经灰柱后从直通试样管的出气口排出；由于气体在通过灰柱时会产生一定的压差，通过压差测量装置测量灰柱两侧的压差数据，结合获得的压差数据和温度测量装置所显示的温度数据，获取压差随温度变化的曲线，从而测得碳质原料的烧结温度。因此，本专利技术提供的碳质原料烧结温度测定装置能够综合考虑碳质原料自身属性、反应压力和反应气氛等多种因素，实现对碳质原料烧结温度的准确测量；而且这种碳质原料烧结温度测定装置的重复性在±10℃内。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的碳质原料烧结温度测定装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的碳质原料烧结温度测定方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的碳质原料烧结温度测定系统的结构示意图。附图标记：1-进气口，2-出气口，3-托盘，4-直通试样管，5-密封固定件，6-加热炉，7-压差传感器，8-第一热电偶，9-压力表，10-热电偶管套，11-碳质原料烧结温度测定装置，12-流量计，13-加压水泵，14-蒸汽发生器，15-气体混合器，16-安全阀，17-预热器，18-气液分离器，19-干燥器，20-背压阀。具体实施方式为了进一步说明本专利技术实施例提供的碳质原料烧结温度测定装置及其测定方法、测定系统，下面结合说明书附图进行详细描述。请参阅图1和图3，本专利技术实施例提供的碳质原料烧结温度测定装置11包括：水平管反应器、加热炉6和压差测量装置；其中，水平管反应器包括设有进气口1和出气口2的直通试样管4，直通试样管4的两端均设有密封固定件5，温度测量装置通过设在直通试样管4一端的密封固定件5安装在直通试样管4中；在直通试样管4的内部，进气口1和出气口2之间设有装样区，温度测量装置与设在装样区的灰柱接触；加热炉6套设在装样区对应的直通试样管4的外围；压差测量装置的第一压力接口与装样区一侧的直通试样管4连通，压差测量装置的第二压力接口与装样区另一侧的直通试样管4连通。碳质原料烧结温度测定装置11的具体工作过程为:先将未与温度测量装置接触的密封固定件5从直通试样管4上拆下，然后将事先制作好的灰柱放入到直通试样管4的装样区内，并对灰柱施加一定的压力以使其与温度测量装置接触良好，再将拆下的密封固定件5重新与直通试样管4组装；完成组装后，结合碳质原料实际所参与反应的环境条件，设定直通试样管4内部的压力，且加热炉6按照设定程序对直通试样管4内部的装样区进行升温；接着根据碳质原料实际所参与反应的反应气氛(结合具体工艺操作气氛)，选择相应的气体(可以为混合气体)从直通试样管4的进气口1通入到直通试样管4的装样区，气体通过放置在装样区的灰柱后，由直通试样管4的出气口2从直通试样管4排出。气体在通过灰柱时会产生一定的压差，通过压差测量装置观察压差的变化情况，同时记录温度测量装置所测得的灰柱的温度，获取压差随温度变化的曲线，从而测得烧结温度。需要特殊说明的是，气体在流经灰柱时，灰柱会对气体产生一定的阻力，使得灰柱两侧出现压力差，压差测量装置能够显示对应的压差数据，而随着加热炉6对装样区进行升温，随温度增加气体流速、粘度增大，流经灰柱的阻力降增大，即压差测量装置所测量的压差变大；在温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，包括：水平管反应器、加热炉和压差测量装置；其中，所述水平管反应器包括设有进气口和出气口的直通试样管，所述直通试样管的两端均设有密封固定件，温度测量装置通过设在所述直通试样管一端的所述密封固定件安装在所述直通试样管中；在所述直通试样管的内部，所述进气口和所述出气口之间设有装样区，所述温度测量装置与设在所述装样区的灰柱接触；所述加热炉套设在所述装样区对应的所述直通试样管的外围；所述压差测量装置的第一压力接口与所述装样区一侧的所述直通试样管连通，所述压差测量装置的第二压力接口与所述装样区另一侧的所述直通试样管连通。

【技术特征摘要】
1.一种碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，包括：水平管反应器、加热炉和压差测量装置；其中，所述水平管反应器包括设有进气口和出气口的直通试样管，所述直通试样管的两端均设有密封固定件，温度测量装置通过设在所述直通试样管一端的所述密封固定件安装在所述直通试样管中；在所述直通试样管的内部，所述进气口和所述出气口之间设有装样区，所述温度测量装置与设在所述装样区的灰柱接触；所述加热炉套设在所述装样区对应的所述直通试样管的外围；所述压差测量装置的第一压力接口与所述装样区一侧的所述直通试样管连通，所述压差测量装置的第二压力接口与所述装样区另一侧的所述直通试样管连通；所述温度测量装置包括第一热电偶，所述第一热电偶的表面套设有热电偶管套；所述第一热电偶的测量端对应的所述热电偶管套上设有托盘，所述托盘上设有若干通气孔，且所述托盘的边缘与所述直通试样管的内壁接触；所述第一热电偶的测量端对应的所述热电偶管套与所述灰柱接触，所述托盘与所述灰柱接触；所述碳质原料烧结温度测定装置还包括若干第二热电偶，所述若干第二热电偶设置在所述装样区所对应的直通试样管的外部。2.根据权利要求1所述的碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，所述第一热电偶和所述第二热电偶均为铠装热电偶。3.根据权利要求1所述的碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，所述直通试样管的内径为8mm-12mm。4.根据权利要求1所述的碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，所述直通试样管的长度为50cm-100cm。5.根据权利要求1所述的碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，所述直通试样管的最高工作温度为1000℃；所述直通试样管的最高工作压力为4MPa。6.根据权利要求1所述的碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，所述密封固定件为固定卡套，所述固定卡套与所述直通试样管螺纹连接。7.根据权利要求1所述的碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，所述加热炉为多段温控式电加热炉。8.根据权利要求1所述的碳质原料烧结温度测定装置，其特征在于，所述压差测量装置包括相连接的压差传感器和压力表，所述压差传感器的第一压力接口与所述装样区...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛燕东，怀俊天，刘雷，李克忠，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13