【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统。
技术介绍
1、热重分析法是热重量分析的简称，是一种测量加热物质的重量随温度或时间变化的方法。通过得出的热重，可以分析出样品及其可能存在的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况等。该法定量性强，能准确的测量物质的质量变化及变化规律。而热重分析仪器就是实现热重分析法所需要的仪器。但目前的热重分析仪器存在着许多问题，并不能对于组分复杂的物质进行全面的分析，且不能对其理化特性进行全面的分析故需要一种用于大试样测试的且可以对其特性进行全面分析的热重分析仪。
2、现有的热重分析仪选用热电偶进行温度采集，热电偶检测的温度是气相温度，通常认为达到热平衡后，该气相温度与附近的固相温度一致，因此文献中或实际操作中，即用该温度表示样品的实际温度，但该温度仅代表加热区的温度。
3、本专利提出了一种用于大试样、不均匀物料测试的热反应特性的检测装置，对现有的热重分析仪进行改进，测试大质量试样或大颗粒试样在程序升温或恒温加热条件下的质量变化，并增加尾部烟气的处理，可以实时检测物质燃烧时环境特性的分析，克服了热重分析仪进样量小且不能对物质热特性全面分析的问题，避免因取样问题而造成不可避免的误差。尾部烟气处理装置可以为固体燃料的入炉组分及其使用特性提出参考，在双碳背景下一种新的替煤燃料提供可行方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其主要特点在于在进行热重检测分析时增大进样量和对其
2、针对具有复杂组分、组分间理化特性差异大、具有较高热值的成型固体燃料，但目前常用的热重分析仪并不能对这些组分复杂的物质进行全面的分析，且不能对其理化特性进行全面的分析故需要一种用于大试样测试的且可以对其特性进行全面分析的热重分析仪。提出使用固体燃料前进行全面的热反应特性检测，该分析系统适用于大试样热重规律等特性测试、主要检测固体燃料在不同气氛下失重规律、热量释放值以及尾气/合成气的化学成分等信息。
3、为了实现上述目的，本专利技术专利采用的技术方案如下：
4、所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，包括固体燃料热转化快速反应装置以及与固体燃料热转化快速反应装置顶部的进气口和出气口分别由管路连接的进气系统和尾气采集分析系统，固体燃料热转化快速反应装置底部外设置有的精密天平采集装置，精密天平采集装置的采重悬臂悬直立伸入固体燃料热转化快速反应装置内，采重悬臂上设置坩埚，坩埚正上方设有用于对坩埚内部测温的红外测温仪，坩埚内放置反应物质；固体燃料热转化快速反应装置侧部内壁设置有加热炉壁，用于对反应物质进行加热；所述固体燃料热转化快速反应装置上部内还设有热量反射镜，以便反射加热炉壁产生的热量于坩埚中，用于减少热量散失。
5、进一步地，所述固体燃料热转化快速反应装置自上而下分为两部分，上部分为向外凸出的圆弧腔体，下部分为空心圆柱腔体，所述加热炉壁为沿着空心圆柱腔体内部侧壁设置的管式电炉，坩埚设于空心圆柱腔体的内部中心；所述红外测温仪设置于圆弧腔体顶部中心，所述热量反射镜为圆弧结构，坩埚位于热量反射镜圆弧径向的延伸位置上。
6、进一步地，所述热量反射镜为一个整体的圆弧圈结构，或者热量反射镜数量为数个、且在所述圆弧腔体内壁沿圆周均匀间隔设置。
7、进一步地，所述进气系统包括由管路依次连接的气源、气体流量控制器和气体预热器，气体预热器的出气口再通过管路连接固体燃料热转化快速反应装置顶部的进气口。所述气源为空气钢瓶或氧气钢瓶，能够向固体燃料热转化快速反应装置内通入空气或氧气。
8、进一步地，所述尾气采集分析系统包括颗粒物过滤器、装有naoh溶液的酸性气体吸附瓶、能够在线分析c、s元素的尾气分析仪、计算机处理采集装置以及离子色谱仪，固体燃料热转化快速反应装置顶部的出气口通过出气管道与颗粒物过滤器连接，颗粒物过滤器排出的气体分为两路，一路通入酸性气体吸附瓶对包括hcl的酸性气体进行吸收，酸性气体吸附瓶内的液体通过取样管进行取样并通过离子色谱仪进行检测烟气中包括hcl的酸性气体含量，另一路通入尾气分析仪检测烟气中sox、co2气体含量；尾气分析仪和离子色谱仪均与计算机处理采集装置电信号连接。
9、进一步地，所述颗粒物过滤器包括装有去离子水的鼓气瓶，固体燃料热转化快速反应装置的出气管道伸入至鼓气瓶内的去离子水中，鼓气瓶的出气口再分为两路，一路与酸性气体吸附瓶由管路连接，一路通过管路与尾气分析仪连接。
10、进一步地，固体燃料热转化快速反应装置与颗粒物过滤器之间的出气管道的外侧包裹着保温层，用来对燃烧产生的烟气进行保温处理。
11、进一步地，精密天平采集装置电信号连接电脑，以方便得出其温度变化与质量变化之间的关系，其量程为0～500g，精度为0.1mg。
12、进一步地，所述固体燃料热反应快速反应装置的进气口、出气口，及其与精密天平采集装置的衔接处均设置密封圈，防止漏气。
13、进一步地，所述坩埚直径为2～10cm，高≤2cm，所述坩埚的侧壁具有均匀分布的直径为0.2-2mm小孔，用来增加坩埚的透气性减少气流对坩埚本身的干扰。
14、与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果是：本专利技术专利设计一种新型大试样测试的固体回收燃料热反应特性的快速检测分析系统，包括热重变化规律的系统及热转化产生的尾气化学特性/组分的检测系统，避免常规热重分析仪因取样问题而造成不可避免的误差。具体来说是对成分复杂、理化特性差异很大的成型固体燃料进行基础热反应特性的在线分析手段，提出使用固体燃料作为减少碳排放的可再生能源在其使用前进行全面的特性检测。
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1.一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于包括固体燃料热转化快速反应装置（4）以及与固体燃料热转化快速反应装置（4）顶部的进气口和出气口分别由管路连接的进气系统和尾气采集分析系统，固体燃料热转化快速反应装置（4）底部外设置有的精密天平采集装置（8），精密天平采集装置（8）的采重悬臂悬直立伸入固体燃料热转化快速反应装置（4）内，采重悬臂上设置坩埚（7），坩埚（7）正上方设有用于对坩埚（7）内部测温的红外测温仪（6），坩埚（7）内放置反应物质；固体燃料热转化快速反应装置（4）侧部内壁设置有加热炉壁（5），用于对反应物质进行加热；所述固体燃料热转化快速反应装置（4）上部内还设有热量反射镜（9），以便反射加热炉壁（5）产生的热量于坩埚中，用于减少热量散失。
2.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述固体燃料热转化快速反应装置（4）自上而下分为两部分，上部分为向外凸出的圆弧腔体，下部分为空心圆柱腔体，所述加热炉壁（5）为沿着空心圆柱腔体内部侧壁设置的管式电炉，坩埚（7）设于空心圆柱腔体的内部中心；所述红外测温仪（6）设置于圆
3.如权利要求2所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述热量反射镜（9）为一个整体的圆弧圈结构，或者热量反射镜（9）数量为数个、且在所述圆弧腔体内壁沿圆周均匀间隔设置。
4.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述进气系统包括由管路依次连接的气源（1）、气体流量控制器（2）和气体预热器（3），气体预热器（3）的出气口再通过管路连接固体燃料热转化快速反应装置（4）顶部的进气口，所述气源（1）为空气钢瓶或氧气钢瓶，能够向固体燃料热转化快速反应装置（4）内通入空气或氧气。
5.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述尾气采集分析系统包括颗粒物过滤器（12）、装有NaOH溶液的酸性气体吸附瓶（15）、能够在线分析C、S元素的尾气分析仪（16）、计算机处理采集装置（17）以及离子色谱仪（19），固体燃料热转化快速反应装置（4）顶部的出气口通过出气管道与颗粒物过滤器（12）连接，颗粒物过滤器（12）排出的气体分为两路，一路通入酸性气体吸附瓶（15）对包括HCl的酸性气体进行吸收，酸性气体吸附瓶（15）内的液体通过取样管（18）进行取样并通过离子色谱仪（19）进行检测烟气中包括HCl的酸性气体含量，另一路通入尾气分析仪（16）检测烟气中SOx、CO2气体含量；尾气分析仪（16）和离子色谱仪（19）均与计算机处理采集装置（17）电信号连接。
6.如权利要求5所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述颗粒物过滤器（12）包括装有去离子水的鼓气瓶，固体燃料热转化快速反应装置（4）的出气管道伸入至鼓气瓶内的去离子水中，鼓气瓶的出气口再分为两路，一路与酸性气体吸附瓶（15）由管路连接，一路通过管路与尾气分析仪（16）连接。
7.如权利要求5所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于固体燃料热转化快速反应装置（4）与颗粒物过滤器（12）之间的出气管道的外侧包裹着保温层（11），用来对燃烧产生的烟气进行保温处理。
8.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于精密天平采集装置（8）电信号连接电脑，以方便得出其温度变化与质量变化之间的关系，其量程为0~500g，精度为0.1mg。
9.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述固体燃料热反应快速反应装置（4）的进气口、出气口，及其与精密天平采集装置（8）的衔接处均设置密封圈，防止漏气。
10.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述坩埚（7）直径为2~10cm，高≤2cm，所述坩埚（7）的侧壁具有均匀分布的直径为0.2-2mm小孔，用来增加坩埚的透气性减少气流对坩埚本身的干扰。
...【技术特征摘要】
1.一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于包括固体燃料热转化快速反应装置（4）以及与固体燃料热转化快速反应装置（4）顶部的进气口和出气口分别由管路连接的进气系统和尾气采集分析系统，固体燃料热转化快速反应装置（4）底部外设置有的精密天平采集装置（8），精密天平采集装置（8）的采重悬臂悬直立伸入固体燃料热转化快速反应装置（4）内，采重悬臂上设置坩埚（7），坩埚（7）正上方设有用于对坩埚（7）内部测温的红外测温仪（6），坩埚（7）内放置反应物质；固体燃料热转化快速反应装置（4）侧部内壁设置有加热炉壁（5），用于对反应物质进行加热；所述固体燃料热转化快速反应装置（4）上部内还设有热量反射镜（9），以便反射加热炉壁（5）产生的热量于坩埚中，用于减少热量散失。
2.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述固体燃料热转化快速反应装置（4）自上而下分为两部分，上部分为向外凸出的圆弧腔体，下部分为空心圆柱腔体，所述加热炉壁（5）为沿着空心圆柱腔体内部侧壁设置的管式电炉，坩埚（7）设于空心圆柱腔体的内部中心；所述红外测温仪（6）设置于圆弧腔体顶部中心，所述热量反射镜（9）为圆弧结构，坩埚（7）位于热量反射镜（9）圆弧径向的延伸位置上。
3.如权利要求2所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述热量反射镜（9）为一个整体的圆弧圈结构，或者热量反射镜（9）数量为数个、且在所述圆弧腔体内壁沿圆周均匀间隔设置。
4.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述进气系统包括由管路依次连接的气源（1）、气体流量控制器（2）和气体预热器（3），气体预热器（3）的出气口再通过管路连接固体燃料热转化快速反应装置（4）顶部的进气口，所述气源（1）为空气钢瓶或氧气钢瓶，能够向固体燃料热转化快速反应装置（4）内通入空气或氧气。
5.如权利要求1所述的一种固体回收燃料热反应特性快速检测分析系统，其特征在于所述尾气采集分析系统包括颗粒物过滤器（12...
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