高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及一種在各種氣氛下和不同流速下高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置 及測(cè)試方法，并可對(duì)粘附性物質(zhì)進(jìn)行分析，分析其礦物質(zhì)組成特性。
[0002]
【背景技術(shù)】： 無(wú)論是氣化爐還是燃燒爐均面臨結(jié)渣的難題，結(jié)渣會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的困難，不但加 重工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，腐蝕爐膛和妨礙正常出渣，而且降低過(guò)程的氣化效率和熱效率；而固體 粉末的粘附掛壁特性與灰渣初始沉積層的形成及后續(xù)渣層的形成均有緊密的關(guān)系。但是目 前固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置還很少見到。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)變、測(cè)量準(zhǔn)確的高溫固體 粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置及測(cè)試方法，適用于腐蝕性氣氛、氧化性氣氛、還原性氣氛下 進(jìn)行測(cè)試。
[0004] 本發(fā)明的高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置，包括相互連接的石英反應(yīng)管、 硅碳管加熱爐、氣路系統(tǒng)，石英反應(yīng)管上部與進(jìn)氣進(jìn)料口密封相連，石英反應(yīng)管周圍有硅碳 管加熱爐，硅碳管加熱爐與控溫儀相連，實(shí)現(xiàn)物料升溫和控溫；氣路系統(tǒng)連接進(jìn)氣進(jìn)料口向 石英反應(yīng)管內(nèi)輸送氣體。
[0005] 進(jìn)氣進(jìn)料口分別連接進(jìn)料口和進(jìn)氣管，進(jìn)氣管連接氣路系統(tǒng)，氣路系統(tǒng)能夠輸送 單種氣體或幾種氣體的混合氣，氣路系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣室和連接儲(chǔ)氣室的若干個(gè)供氣管，儲(chǔ)氣 室還通過(guò)控制閥連接進(jìn)氣管，供氣管上設(shè)有控制閥和壓力表；進(jìn)料口連接旋轉(zhuǎn)給料機(jī)進(jìn)料。
[0006] 硅碳管加熱爐通過(guò)硅碳管接線柱、熱電偶與控溫儀相連，硅碳管加熱爐外面設(shè)有 保溫層，保溫層外面設(shè)置加熱爐護(hù)壁；石英反應(yīng)管下部有出料口和控制閥，出料口下方放有 接料槽。
[0007] 本發(fā)明的高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試方法如下： (1)將控溫儀與硅碳管加熱爐接線柱相連，控溫儀與測(cè)溫口熱電偶相連，稱量出石英反 應(yīng)管的質(zhì)量叫，放入硅碳管加熱爐，并將進(jìn)氣進(jìn)料口下端與石英反應(yīng)管密封相連； (2 )接通電源，打開控溫儀，預(yù)設(shè)反應(yīng)溫度，對(duì)儀器進(jìn)行加熱； (3) 打開旋轉(zhuǎn)給料機(jī)，以設(shè)定的質(zhì)量流速（固定值10mg/min)進(jìn)料0. 5-lh ;算出總進(jìn)料 量m ; (4) 加熱一定時(shí)間后，停止進(jìn)料和進(jìn)氣，并冷卻至室溫； (5 )打開出料口上的控制閥，放出未粘附掛壁的物料； (6)取出石英反應(yīng)管，稱量出試驗(yàn)后質(zhì)量m2，計(jì)算出粘附掛壁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
[0008] 測(cè)試樣品可以是煤、生物質(zhì)灰、各種礦物質(zhì)礦灰等粉末狀物質(zhì)。
[0009] 步驟（1)中，反應(yīng)溫度可達(dá)100°C~1500°C。
[0010] 步驟（1)中，溫控儀升溫速度范圍為1°C /min~30°C /min。
[0011] 測(cè)試氣氛可以是氮?dú)?、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣中的一種或幾種混合氣體。
[0012] 優(yōu)選方案為，步驟（1)中，利用控溫儀控制不同的試驗(yàn)溫度，850°C、900 °C、950 °C、 1000°C和1050°C，測(cè)定不同試驗(yàn)溫度下固體粉末的粘附掛壁特性。
[0013] 步驟（2)中，氣體流速為5ml/s~30ml/s。
[0014] 控溫儀為中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研宄所生產(chǎn)的PTC-2型、廈門宇電生產(chǎn)的 AI-708型或西格馬生產(chǎn)的SGM2843K型，控制硅碳管加熱爐按照一定的升溫速率升溫。
[0015] 旋轉(zhuǎn)給料機(jī)為江蘇信發(fā)振動(dòng)生產(chǎn)的GY型剛性葉輪式給料機(jī)、常州市常宏祥隆機(jī) 械科技有限公司生產(chǎn)的ZGFF型旋轉(zhuǎn)給料機(jī)或泊頭市百融環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的JDYA-B 型旋轉(zhuǎn)給料機(jī)。
[0016] 硅碳管是由山東淄博泰峰硅碳管有限公司、山東奧翔硅碳棒制品有限公司或山東 八三碳化娃熱件廠定做。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是，可以測(cè)定不同氣氛、不同氣流速度、不同溫度下固體粉末的 粘附掛壁特性。整個(gè)加熱系統(tǒng)通過(guò)控溫儀控制。通過(guò)測(cè)定固體粉末粘附掛壁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái) 考察其粘附掛壁特性，分析粘附物的理化特性分析其粘附過(guò)程和機(jī)理。該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，操作方便，測(cè)量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的硅碳管加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2為本發(fā)明的高溫固體粉末粘附掛壁測(cè)試裝置的整體示意圖。
[0020] 如圖所示，1-氫氣罐，2- -氧化碳罐，3-氮?dú)夤蓿?-氧氣罐，5-二氧化碳罐，6-壓 力表，7-控制閥，8-儲(chǔ)氣室，9-旋轉(zhuǎn)給料機(jī)，10-進(jìn)料口，11-控溫儀，12-接料槽，13-承物 架，14-出料口，15-熱電偶，16-加熱爐爐壁，17-保溫層，18-硅碳管加熱爐，19-石英反應(yīng) 管，20-硅碳管接線柱，21-密封裝置，22進(jìn)氣進(jìn)料口，23進(jìn)氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。
[0022] 本發(fā)明的高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置，包括相互連接的石英反應(yīng)管 19、硅碳管加熱爐18、氣路系統(tǒng)，石英反應(yīng)管上部與進(jìn)氣進(jìn)料口通過(guò)密封裝置21密封相連， 石英反應(yīng)管周圍有硅碳管加熱爐，硅碳管加熱爐與控溫儀11相連，實(shí)現(xiàn)物料升溫和控溫； 氣路系統(tǒng)連接進(jìn)氣進(jìn)料口 22向石英反應(yīng)管內(nèi)輸送氣體。
[0023] 進(jìn)氣進(jìn)料口分別連接進(jìn)料口 10和進(jìn)氣管23,進(jìn)氣管連接氣路系統(tǒng)，氣路系統(tǒng)能 夠輸送單種氣體或幾種氣體的混合氣，氣路系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣室8和連接儲(chǔ)氣室的若干個(gè)供氣 管，儲(chǔ)氣室還通過(guò)控制閥7連接進(jìn)氣管，供氣管上設(shè)有控制閥7和壓力表6 ;進(jìn)料口 10連接 旋轉(zhuǎn)給料機(jī)9進(jìn)料。
[0024] 硅碳管加熱爐18通過(guò)硅碳管接線柱20、熱電偶15與控溫儀11相連，硅碳管加熱 爐外面設(shè)有保溫層17,保溫層外面設(shè)置加熱爐護(hù)壁16 ;石英反應(yīng)管下部有出料口 14和控制 閥7,出料口下方放有接料槽12。
[0025] 硅碳管加熱爐的加熱爐護(hù)壁16下面設(shè)有承物架13。第一根供氣管連接氫氣罐1， 第二根供氣管連接一氧化碳罐2,第三根供氣管連接氮?dú)夤?,第四根供氣管連接氧氣罐4， 第五根供氣管連接二氧化碳罐5。
[0026] 實(shí)施例1 本發(fā)明的高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試方法如下： A稱量出石英反應(yīng)管的質(zhì)量^，打開控制電源，打開控溫儀，設(shè)置預(yù)設(shè)溫度，使管式爐按 一定的升溫速率升溫至預(yù)設(shè)值； B開啟氮?dú)夤蓿?)，先后調(diào)整控制閥控制氮?dú)饬髁糠謩e為lOml/s和30ml/s ; C利用旋轉(zhuǎn)給料機(jī)（9)將霍林河褐煤灰粉末樣品按照10mg/min的質(zhì)量流速連續(xù)進(jìn)料 lh，算出總進(jìn)料量m; D利用控溫儀（11)控制不同的試驗(yàn)溫度，850°C、900°C、950°C、1000°C和1050°C。測(cè)定 不同試驗(yàn)溫度下霍林河褐煤灰粉末的粘附掛壁特性； E打開出料口（14)下的控制閥（7)放出未發(fā)生粘附掛壁的粉末至接料槽（12)中。進(jìn) 行下一次試驗(yàn)； F取出石英反應(yīng)管，稱量出試驗(yàn)后質(zhì)量m2，計(jì)算出粘附掛壁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
[0027] 實(shí)施例2 :測(cè)試氣氛為一氧化碳，其余同實(shí)施例1。
[0028] 實(shí)施例3 :測(cè)試氣氛為氫氣，其余同實(shí)施例1。
[0029] 實(shí)施例4 :測(cè)試氣氛為60%C02+40%H2，其余同實(shí)施例1。
[0030] 表1-4依次為實(shí)施例1-4中不同溫度和不通氣流速度下霍林河褐煤灰粉末（HLH) 的粘附掛壁質(zhì)量。

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置，其特征在于：包括相互連接的石英反 應(yīng)管、娃碳管加熱爐、氣路系統(tǒng)，石英反應(yīng)管上部與進(jìn)氣進(jìn)料口密封相連，石英反應(yīng)管周圍 有娃碳管加熱爐，娃碳管加熱爐與控溫儀相連，實(shí)現(xiàn)物料升溫和控溫；氣路系統(tǒng)連接進(jìn)氣進(jìn) 料口向石英反應(yīng)管內(nèi)輸送氣體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置，其特征在于：進(jìn)氣 進(jìn)料口分別連接進(jìn)料口和進(jìn)氣管，進(jìn)氣管連接氣路系統(tǒng)，氣路系統(tǒng)能夠輸送單種氣體或幾 種氣體的混合氣，氣路系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣室和連接儲(chǔ)氣室的若干個(gè)供氣管，儲(chǔ)氣室還通過(guò)控制 閥連接進(jìn)氣管，供氣管上設(shè)有控制閥和壓力表；進(jìn)料口連接旋轉(zhuǎn)給料機(jī)進(jìn)料。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置，其特征在于：娃碳 管加熱爐通過(guò)娃碳管接線柱、熱電偶與控溫儀相連，娃碳管加熱爐外面設(shè)有保溫層，保溫層 外面設(shè)置加熱爐護(hù)壁；石英反應(yīng)管下部有出料口和控制閥，出料口下方放有接料槽。4. 一種利用權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試高溫固體粉末粘附掛壁特性的方法， 其特征在于：包括如下步驟： (1) 稱量出石英反應(yīng)管的質(zhì)量打開電源，打開控溫儀，預(yù)設(shè)反應(yīng)溫度，使管式爐按一 定的升溫速率升溫至預(yù)設(shè)值； (2) 開啟氣路系統(tǒng)中的一種或幾種測(cè)試氣氛，調(diào)整控制閥控制氣體流速為一個(gè)或幾個(gè) 固定值； (3) 利用旋轉(zhuǎn)給料機(jī)將固體粉末樣品向石英反應(yīng)管內(nèi)連續(xù)進(jìn)料；算出總進(jìn)料量m; (4) 加熱一定時(shí)間后，停止進(jìn)料和進(jìn)氣，并冷卻至室溫； (5) 打開出料口下的控制閥放出未發(fā)生粘附掛壁的粉末至接料槽中； (6) 取出石英反應(yīng)管，稱量出試驗(yàn)后質(zhì)量m2,計(jì)算出粘附掛壁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試高溫固體粉末粘附掛壁特性的方法，其特征在于：步驟 (1)中，反應(yīng)溫度為l〇〇°C-1500°C。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試高溫固體粉末粘附掛壁特性的方法，其特征在于：步驟 (1)中，溫控儀升溫速率為rc/min~30°C/min。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)試高溫固體粉末粘附掛壁特性的方法，其特征在于：步驟 (1) 中，利用控溫儀控制不同的試驗(yàn)溫度，850°C、900°C、950°C、1000°C和1050°C，測(cè)定不同 試驗(yàn)溫度下固體粉末的粘附掛壁特性。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試高溫固體粉末粘附掛壁特性的方法，其特征在于：步驟 (2) 中，氣體流速為5ml/s~30ml/s，測(cè)試氣氛是氮?dú)?、氧氣、一氧化碳、氨氣、二氧化碳中?一種或幾種。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試高溫固體粉末粘附掛壁特性的方法，其特征在于：步驟 (3) 中，旋轉(zhuǎn)給料機(jī)將固體粉末樣品按照l(shuí)Omg/min的質(zhì)量流速連續(xù)進(jìn)料0.化~比。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)試高溫固體粉末粘附掛壁特性的方法，其特征在于：測(cè)試 樣品為煤灰、生物質(zhì)灰或各種礦物質(zhì)礦塵。
【專利摘要】本發(fā)明的高溫固體粉末粘附掛壁特性的測(cè)試裝置，包括相互連接的石英反應(yīng)管、硅碳管加熱爐、氣路系統(tǒng)，石英反應(yīng)管上部與進(jìn)氣進(jìn)料口密封相連，石英反應(yīng)管周圍有硅碳管加熱爐，硅碳管加熱爐與控溫儀相連，實(shí)現(xiàn)物料升溫和控溫；氣路系統(tǒng)連接進(jìn)氣進(jìn)料口向石英反應(yīng)管內(nèi)輸送氣體。整個(gè)加熱系統(tǒng)通過(guò)控溫儀控制。通過(guò)測(cè)定固體粉末粘附掛壁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)考察其粘附掛壁特性，分析粘附物的理化特性分析其粘附過(guò)程和機(jī)理。該發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01N5/00
【公開號(hào)】CN104931376
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510216061
【發(fā)明人】李風(fēng)海, 李振珠, 樊紅莉, 徐美玲, 薛守慶, 薛兆民
【申請(qǐng)人】菏澤學(xué)院
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日