一种快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置制造方法及图纸

一种快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置，属于炼铁实验设备技术领域。其技术方案是：收集热解残渣的装置以油壬为框架，中间夹有一层布袋和一层铁网，两边接套有丝扣的铁管。布袋规格要求直径为95‑98mm(略小于油壬直径)，厚度为8‑10mm；布袋材质要求净化气体后含尘量＜15mg/m3。铁网设计为100目，直径为95‑98mm，紧贴布袋，作用是支撑布袋和传递温度。直管直径为20mm，长为500‑600mm，其作用是再次降低气体及残渣的温度。本发明专利技术简化了传统“拆卸法兰法”收取热解残渣时复杂的操作程序和解决了煤粉对等离子实验设备核心装置有潜在损害的问题；本发明专利技术收集煤粉等离子热解残渣时收集准确、操作简便、可重复性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁行业用于收集高炉喷吹煤粉试验设备的高温热解残渣的装置，属于炼铁实验设备应用

技术介绍
高炉喷吹煤粉技术已成为各国高炉降低生铁成本、优化工艺结构所采取的主要技术手段之一。但是过多地向高炉内喷吹煤粉将使煤粉在风口前的燃烧率降低、未燃煤粉量增加，给高炉的正常冶炼带来一系列的不良影响。所以高炉喷吹煤粉过程中必须考虑煤粉的燃烧率。喷入高炉风口的煤粉颗粒在快速加热(升温速度高达103～106K/s)条件下，挥发分快速逸出，热解反应和燃烧反应迅速进行。为模拟煤粉在高炉风口条件下的挥发分释放过程，通过引入电弧等离子体热解装置进行煤粉的热解试验，利用等离子体电弧的高温部分快速加热煤粉研究高炉喷吹煤种、助燃剂等因素对煤粉快速热解释放挥发分过程产生的影响，为高炉优化配煤提供依据，使喷煤效益最大化。目前，煤粉等离子体热解试验主要分析气相产物和固相产物(残渣)，其中气相产物主要通过气相色谱仪在线分析或者离线分析，而热解残渣主要是离线分析。现在收集热解残渣的传统方法是拆卸法兰法，但是拆卸法兰法存在以下不足之处：1.每次收集残渣时必须得先拆卸掉水冷夹套反应器一侧带有观察孔的法兰，操作程序繁琐，误差性较大。2.由于法兰很重(10公斤)每次拆卸时最少需要两个人，拆卸及安装耗费时间长，且对等离子体核心部件等离子体燃烧炬容易造成损坏，工作效率低。3.收集的热解残渣容易混入上一次试验遗留的残渣，对后续分析造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术针对传统拆卸法兰法收集热解残渣时操作方法繁杂且效率低以及对等离子发生器有损坏危险的问题，提供一种快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置，其实现了收集热解残渣操作简单且安装方便，可重复性好、不易损坏。为实现上述目的，具体技术方案如下：一种快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置，它的构成中包括离子体直流电弧电源、等离子体发生器、气体控制系统、循环冷却水供给系统、水冷夹套反应器、水冷夹套不锈钢冷却管、热解残渣收集器。直流电弧电源与等离子体发生器相连，循环冷却水系统通过软管与水冷夹套反应器及水冷夹套不锈钢气体、残渣冷却管相连，热解残渣收集器通过螺口链接在水冷夹套不锈钢气体、残渣冷却管的末端。上述快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置以油壬为框架，中间夹有一层布袋和一层铁网，两边接套有丝扣的铁管。布袋规格要求直径为95-98mm(略小于油壬直径)，厚度为8-10mm；布袋材质要求净化气体后含尘量＜15mg/m3。铁网设计为100目，直径为95-98mm，紧贴布袋，作用是支撑布袋和传递温度。直管直径为20mm、长为500-600mm，其作用是再次降低气体及残渣的温度。本专利技术有益效果是：本专利技术将传统“拆除法兰”的工作效率由2个试样/h，缩短到5个试样/h，简化了传统“拆卸法兰法”收取热解残渣时复杂的操作程序和工作效率偏低的问题。本专利技术收集热解残渣时操作简便，可重复性好，且能够收取足够的热解残渣为后续热解残渣的化验与分析提供保障，为分析喷吹煤种不同的热解性能奠定基础。附图说明图1为煤粉等离子实验设备整体结构示意图；图2为本专利技术局部放大结构示意图；图3为本专利技术油壬内部布袋、铁网结构示意图。图1中标记如下：1.离子体直流电弧电源2.等离子体发生器3.气体控制系统4.循环冷却水供给系统5.水冷夹套反应器6.水冷夹套不锈钢冷却管7.热解残渣收集器具体实施方式整个实验设备由1.离子体直流电弧电源2.等离子体发生器3.气体控制系统4.循环冷却水供给系统5.水冷夹套反应器6.水冷夹套不锈钢气体、残渣冷却管7.热解残渣收集器组成。图2、图3中显示，本专利技术以油壬为框架，中间夹有直径为95-98mm，孔径为100目的铁网与厚度为8-10mm，直径为95-98mm的布袋，其中铁网在下布袋在上，两端接有带丝扣的铁管。本专利技术具体实施例如下：试验过程中离子体发生器的电源工作电流调为120A；工作电压为416V，保证功率为50KW，直到试验过程结束。以油壬为框架中间夹有铁网和布袋，两边带有丝扣铁管的热解残渣收集器安装在水冷夹套不锈钢气体、残渣冷却管的末端。本专利技术的使用过程的工艺步骤如下：1、称取煤样(大于80g)放入烘箱中干燥脱去水分，温度控制在105℃，时间为2h。打开循环冷却水，检查所有通路是否顺畅，确认无误。2、冷态通气，并检查装置气密性。打开Ar气瓶，控制流量控制为1.7m3/h，打开等离子体发生器的电源，功率范围为50kW；工作电流为120A；工作电压为416V。3、打开N2气瓶，流量控制为1.5m3/h，之后将Ar气瓶流量控制为1.5m3/h。4、流量计总量控制为4.7m3/h。每个试验喷入煤粉50g，供粉速率为5g/s。5、待煤粉喷吹完成后，依次关闭总流量计，N2装置，等离子体发生器的电源，Ar装置。6、将热解残渣收集器从水冷夹套不锈钢气体、残渣冷却管的末端取下，收集布袋上面的固相产物并保存，作为后续化验分析的原料；通过下式计算煤粉的分解率。残留物重量＝煤粉重量×煤粉灰分÷残留物灰分煤粉分解比例＝(煤粉重量-残留物重量)÷煤粉重量×100％7、将热解残渣收集器重新安装到水冷夹套不锈钢气体、残渣冷却管的末端，准备下一组试验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置，其构成为在等离油壬、布袋、铁网、套有丝扣的直铁管；其特征在于以油壬为框架，中间夹有一层布袋和一层铁网，两边接套有丝扣的铁管；布袋规格要求直径为95‑98mm(略小于油壬直径)，厚度为8‑10mm；布袋材质要求净化气体后含尘量＜15mg/m3；铁网设计为100目，直径为95‑98mm，在布袋下面紧贴布袋，作用是支撑布袋和传递温度；直铁管的直径为20mm、长为500‑600mm，整个收集装置位于水冷夹套不锈钢冷却管的末端。

【技术特征摘要】
1.一种快速收集煤粉电弧等离子体热解残渣的装置，其构成为在等离油壬、布袋、铁网、套有丝扣的直铁管；其特征在于以油壬为框架，中间夹有一层布袋和一层铁网，两边接套有丝扣的铁管；布袋规格要求直径为95-98mm(略小于油壬直径)，厚度为8-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小杰，李燕江，郄亚娜，孙艳芹，吕庆，张旭升，闫超杰，朱二涛，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北;13