一种混合物料初始粘结温度的测试方法及装置制造方法及图纸

一种混合物料初始粘结温度的测试方法及装置，涉及固体物料的物性测试技术领域。该方法是将一定量的被测物料在测试管内压成柱状，将其加热并通入压缩空气，利用压力测量装置及数据采集及处理系统测量并计算出料柱两端的压差，利用压差对温升作图得到压差温升曲线，从而得到混合物料初始粘结温度。该方法及装置不仅有效的解决了膨涨计价格昂贵，测试成本高的问题，而且可以准确、方便地测量具有不同膨胀系数的混合物料的初始粘结温度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于固体物料的物性测试
，特别涉及一种混合床料初始粘结温度的测试方法及装置。现有技术中，颗粒初始粘结温度对燃烧及化工工艺过程等的操作都有着重要的意义。例如流化床燃煤技术是煤的高效低污染清洁燃烧技术之一，它具有效率高，SOx和NOx排放量较少等优点。但流化床特定的操作条件也带来了煤灰混合物料的团聚和沉积问题，例如在气体分布板产生的局部颗粒聚团，甚至造成死区全床结焦；细颗粒灰在气体循环系统及换热管上的沉积，以及在热气体过滤系统中的架桥堵塞等。煤灰的初始粘结温度是颗粒在高温流化床操作的重要参数，它的准确测定是高温流化床开发和设计的基础，并且是上述工艺过程操作的重要参数。现有技术中颗粒最小粘结温度的测定通常采用膨胀计方法。该方法的测量原理及操作步骤如下将被测试物料加入到膨胀计测试管中，测试管上部装有一连接热电偶的活塞，活塞外联有一硅传感器。根据测试管在加热过程中料柱长度的变化得到颗粒初始粘结温度。该技术的缺点是测试装置价格昂贵，测试成本较高；而且只能测量单一组分的物料。而对于具有不同组份的混合物料，由于不同组份具有不同的膨胀系数，因此采用膨胀计方法无法准确测得混合物料的初始粘结温度。本专利技术的目的和任务是提供一种混合物料初始粘结温度的测试方法及装置，使其不仅能有效解决膨胀计价格昂贵，测试成本高的问题，而且能准确测得混合物料的初始粘结温度。本专利技术的目的和任务是通过如下技术方案实现的一种混合物料初始粘结温度的测试方法，其测试方法的步骤特征在于a．将被测试的一定量的混合物料装入到测试管中，采用压力计量装置在一定的压力下将其压制成柱状，并记录其长度；b．将所述测试管加热并在其中通入压缩空气，空气流量应保持在10～20ml，温升速率为10℃/min；c．根据达西定律，通过记录上述柱状物料的长度、管内气体的流速、空气的粘度及渗透系数计算出测试管两端的压差；d．利用压力测量装置及数据采集及处理系统，测得不同温度下测试管两端的压差及该压差所对应的温度值；e．利用压差对温升作图得到压差温升曲线，曲线上压差由最大减小点对应的温度值即为混合物料的初始粘结温度。为了测量准确，被测物料量应在3.5～5g的范围内，料柱在测试管内压实时采用的压力应在0.6～1.0Mpa之间。实现上述测试方法的一种混合物料初始粘结温度的测试装置，它主要由装有被测物料的测试管及其加热装置，温度控制装置及数据采集与处理系统所组成，其特征在于所述测试管及其加热装置采用高纯度二氧化硅管及设置在该管外部的硅碳管式加热炉，在二氧化硅管的一端连有气体流量调节与控制系统，该系统由流量调节阀、质量流量计及气体管道组成；所述二氧化硅管两端与压差测量装置连接，所述压差测量装置由分别与二氧化硅管两端相连接的高压端取压管、低压端取压管以及与取压管相连的差压变送器所组成，该差压变送器的输出端与数据显示及处理系统相连，该系统是由A/D模数转换器及计算机所组成。附附图说明图1为本专利技术测试装置的结构示意图。附图2为煤灰的压差与温度曲线。附图3为数据采集与处理系统的硬件组态图。图1中各部件的名称说明如下1．流量调节阀；2．质量流量计；3．硅碳管式炉；4．料柱；5．高纯度二氧化硅管；6．铂铑铂热电偶；7．低压端取压管；8．PID温度控制装置9．差压变送器；10．A/D转换器；11．计算机；12．高压端取压管。下面结合附图具体描述本专利技术的具体结构、原理、测试步骤及最佳实施方式该测试装置主要由装有被测物料的测试管及其加热装置，温度控制装置及数据采集与处理系统所组成，其特征在于所述测试管及其加热装置采用高纯度二氧化硅管5及设置在该管外部的硅碳管式加热炉3；在二氧化硅管的一端连有气体流量调节与控制系统，该系统由流量调节阀1、质量流量计2及气体管道组成；所述二氧化硅管5两端与压差测量装置连接，所述压差测量装置是由分别与二氧化硅管两端相连接的高压端取压管12、低压端取压管7以及与取压管相连的差压变送器9所组成，该差压变送器的输出端与数据显示及处理系统相连，该系统是由A/D模数转换器10及计算机11所组成。本专利技术的工作原理如下根据达西定律ΔpL=uηB0]]>上式中，Δp为测试管两端的压降，L为料柱的长度，u为测试管内气体的速度，η为空气的粘度，B0为渗透系数。随着温度升高，空气粘度升高，测试管两端的压降将变大；当达到初始粘结温度时，料柱开始收缩，料柱之间、料柱和测试管之间形成了新的通道，料柱两端的压降减小。因此，料柱压降和温度曲线上出现了一个拐点。该点即对应混合物料的最小粘结温度。来自压缩机的空气进入流量调节阀1及质量流量计2，经气体管道(软管)进入与其相连的高纯度二氧化硅管5，料柱4由硅碳管式炉3加热，加热温度由铂铑铂热电偶6和PID温度控制装置8进行控制。开始测试时，首先调节流量调节阀，使质量流量计的读数控制在10～20l/min，管式炉升温速率应为10℃/min。料柱4两端的压降通过测压装置进行测量，该测压装置包括差压变送器9以及设置在二氧化硅管5两端的低压取压管7和高压取压管12。差压变送器9应采用0～5000pa的小量程差压变送器。差压变送器输出端与A/D模数转换器10及计算机11相连，可以进行联机测定。当温度从室温升高到700℃的过程中，应每0.2～1.0分钟采集一次压力信号，采样时间为10秒；而当温度由700℃升至1500℃时，采集数据的时间间隔可以大一些，一般每1.0～2.0分钟采集一次即可。记录下试验过程中的压差值和温度值，以温度值为横坐标、压差值为纵坐标作图，该曲线上最大点对应的温度即为所测混合物料的初始粘结温度。为准确测定混合物料的初始粘结温度，上述硬质高纯度二氧化硅管5的直径应在10～12mm的范围，并应保持水平以防止重力对测试结果的影响。为了测试准确，料样量应取3.5～5g，料样在管内压实时采用的压力应为0.6～1.0Mpa。本专利技术与现有技术相比具有以下优点及有益效果该测试装置及方法不仅有效的解决了膨涨计价格昂贵，测试成本高(测试费一次高达近千元)的问题，而且对于具有不同膨胀系数的混合物料初始粘结温，可以准确、方便的加以测量。权利要求1.一种混合物料初始粘结温度的测试方法，其测试方法的步骤特征在于a．将被测试的一定量的混合物料装入到测试管中，采用压力计量装置在一定的压力下将物料压制成柱状，并记录其长度；b．将所述测试管加热并在其中通入压缩空气，空气流量应保持在10～20ml，温升速率为10℃/min；c．根据达西定律，通过记录上述料柱的长度、管内气体的流速、空气的粘度及渗透系数计算出测试管两端的压差；d．利用压力测量装置及数据采集及处理系统，测得不同温度下测试管两端的压差及该压差所对应的温度值；e．利用压差对温升作图得到压差温升曲线，曲线上压差由最大值减小点对应的温度值即为混合物料的初始粘结温度。2.按照权利要求1所述的一种混合物料初始粘结温度的测试方法，其特征在于所述被测物料量应为3.5g～5g，该物料被压成柱状时的压力应取0.6～1.0Mpa。3.采用如权利要求1所述方法的一种混合物料初始粘结温度的测试装置，它主要由装有被测物料的测试管及其加热装置，温度控制装置及数据采集与处理系统所组成，其特征在于所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合物料初始粘结温度的测试方法，其测试方法的步骤特征在于：ａ．将被测试的一定量的混合物料装入到测试管中，采用压力计量装置在一定的压力下将物料压制成柱状，并记录其长度；ｂ．将所述测试管加热并在其中通入压缩空气，空气流量应保持在１０ ～２０ｍｌ．温升速率为１０℃／ｍｉｎ；ｃ．根据达西定律，通过记录上述料柱的长度、管内气体的流速、空气的粘度及渗透系数计算出测试管两端的压差；ｄ．利用压力测量装置及数据采集及处理系统，测得不同温度下测试管两端的压差及该压差所对应的温度 值；ｅ．利用压差对温升作图得到压差温升曲线，曲线上压差由最大值减小点对应的温度值即为混合物料的初始粘结温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆杰，王启民，徐孟，吕俊复，岳光溪，王昕，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]