一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统与方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113252505A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110651054.4(22)申请日2021.06.10(71)申请人西安热工研究院有限公司地址710048陕西省西安市碑林区兴庆路136号(72)发明人向小凤张波张向宇陆续徐宏杰(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陈翠兰(51)Int.Cl.G01N5/04(2006.01)G01N25/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统与方法(57)摘要本发明一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统与方法，载体供应装置为热解炉内提供稳定的热解气氛，保证热解过程的稳定性，温控加热设备连接有热电偶和TG热解热重分析仪，热电偶对热解炉内温度实时采集并可传回温控加热设备，温控加热设备将采集温度和TG热解热重分析仪通过实验得到的温度进行比对，进而调节热解炉热解过程中的温度，实现热解过程中各个阶段的温度要求；热解炉连接挥发分集气瓶和分析单元，可对热解产生的挥发分物质进行存储和分析，得到新生半焦气化的情况；热解过程分为四个阶段，能够完整准确的采集新生半焦气化过程中的挥发分。CN113252505ACN113252505A权利要求书1/2页1.一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统，其特征在于，包括热解炉(14)、进料预处理装置(1)和载体供应装置(2)；所述热解炉(14)侧壁连接有进料预处理装置(1)、载体供应装置(2)和温控加热设备(16)；所述热解炉(14)顶部出气口(19)依次连接挥发分集气瓶(22)和分析单元(23)；所述温控加热设备(16)输入端分别连接热电偶(18)的冷端和TG热解热重分析仪(15)的信号输出端，所述热电偶(18)的热端接入热解炉(14)；所述热解炉(14)内部设置有隔层，用于承载混合样品(12)；所述进料预处理装置(1)、载体供应装置(2)和热电偶(18)与热解炉(14)的连接端分别对应混合样品(12)的承载位置设置。2.根据权利要求1所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统，其特征在于，所述进料预处理装置(1)包括依次连接的进料阀(3)、混合装置(4)、研磨过筛装置(5)和称重计量装置(6)，称重计量装置(6)的出料口接入热解炉(14)。3.根据权利要求1所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统，其特征在于，所述载体供应装置(2)包括氮气瓶(7)和二氧化碳气瓶(9)；氮气瓶(7)和二氧化碳气瓶(9)分别连接三通进气阀(11)的两输入端，三通进气阀(11)的输出端接入热解炉(14)。4.根据权利要求1所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统，其特征在于，所述热解炉(14)顶部设置有温度计(17)，用以检测挥发分气体的温度。5.一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在氮气气氛下，将混合样品(12)逐步升温第一阶段终温，升温过程中析出不稳定挥发分气体，生成脱气混合样品，完成第一阶段热解过程；步骤二，在氮气气氛下，维持第一阶段终温，将脱气混合样品保温第一设定时长，脱气混合样品的长链有机物热解，一部分挥发分持续析出，产生新生半焦(13)，完成第二阶段热解过程；步骤三，在二氧化碳气氛下，由第一阶段终温开始对新生半焦(13)进行CO2气化逐步升温至第三阶段终温，新生半焦(13)中的长链有机物继续热解，剩余部分的挥发分析出，生成熔融新生半焦，完成第三阶段热解过程；步骤四，二氧化碳气氛下，维持第三阶段终温进行保温第二设定时长，熔融新生半焦生成焦炭，完成第四阶段热解过程；步骤五，对步骤一至步骤四中产生的挥发分气体进行收集分析。6.根据权利要求5所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验方法，其特征在于，所述第一阶段和第三阶段的终温通过使用TG热解热重分析仪(15)的热解试验获得。7.根据权利要求5所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验方法，其特征在于，所述第一阶段的终温不超过600℃，第三阶段的终温不超过900℃。8.根据权利要求7所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验方法，其特征在于，所述第一阶段的终温的范围为200‑300℃。9.根据权利要求5所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验方法，其特征在于，所述第一设定时长不小于20min，第二设定时长不小于30min。2CN113252505A权利要求书2/2页10.根据权利要求5所述一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验方法，其特征在于，所述步骤一和步骤三中的升温速率为20‑40℃/min。3CN113252505A说明书1/6页一种燃煤混合热解制新生半焦气化的试验系统与方法技术领域