深层煤高压地下气化实验装置

1.概述

该装置通过模拟深部煤层高压气化过程，测定不同气化剂热解和气化反应的动力学参数。

2.系统结构及参数

（1）三维圆柱高压地下气化炉体：用于放置模型本体（煤样），形成密封系统，并承受一定的流动压力，是地下煤气化的核心部分。

（2）本体模型制备单元

特种模型制备机：可以制备的模型尺寸：300×300×400mm；

（3）模拟井、点火器及钻孔部分

细长孔钻机：稳定性高，钻头摆动小，体积小，操作简单。包括两种

钻头，水平井钻头和热电偶钻头。

（4）气化剂注入系统

（5）反应物流出系统

具有分离、计量、冷却、过滤、取样等功能。

缓冲罐容器：1500ml；缓冲罐压力：0-10MPa。

（6）测控系统

包括空气注入采用质量流量控制器；

产出煤气计量采用干式流量计；

S型铂铑热电偶，17只5点热电偶，有效测量长度0.4 米，测量温度达1300℃；

压力传感器，4只，压力10MPa。

（7）数据采集控制与处理软件

包括将测控信号转化为数字量，实时显示成曲线过表格。温度场可以通过

三维可视化软件显示。实时数据通过数据库格式保存。上位机采用工控组

态软件，下位机采用西门子PLC系统。

（8）模型后处理系统

燃烧后的模型要求保存完整，炉膛可以拆卸，拆卸出来的模型用模型剖切机进行一次或多次剖切，配以测量形状和照相，描述燃烧后洞穴的几何形状。

剖切机zui大剖切尺寸：300×300×400mm；

（9）辅助系统：

包括工作台、支架；起重和吊装工装等。

3.安装与调试

（1）设备安装

HPUCG-TS370型深层煤高压地下气化实验装置主要由气化炉体、特种模型制备、点火、缓冲罐、焦油采集系统、辅助部分以及数据采集分析系统等组成。按工艺要求分别配备上述设备各一套。除此之外还配备高压液体泵一套、流量传感器2套、压力传感器4只、热电偶50只、各阀门管道若干。出厂前按工艺组装设备。

（2）设备调试

①系统密封性调试

对气化炉体、缓冲罐、点火、焦油采集系统，进行密封性调试。

②流量计调试

确保流量计的精度，能正常稳定运行。

③压力温度传感器调试

保证压力、温度各个测点信号稳定准确。

4.使用与操作方法

（1）用特种模型制备机将大块煤切成300×300×400mm大小；

（2）在切好的煤快上开热电偶孔，科学布置热电偶；

（3）将煤块装入炉体中，并用石灰浆填满炉膛；

（4）炉体密封及管路连接，并检查气密性；

（5）连接压力、温度、流量等仪表，保持正常运行；

（6）电脑数据采集系统正常运作；

（7）点火，并打开炉体隔热循环水阀门；

（8）均匀间隔对煤气、焦油采样分析；

（9）根据数据采集系统反馈的数据，分析实验装置的运行情况；

（10）当不再产生煤气时，停止实验。

（11）炉内温度降到常温时，打开炉体对炉体内的煤块剖切、照相、分析。

5.保养与维修

正确的保养与维修能更好地发挥设备的性能，延长设备的使用寿命，所以必须定期对设备进行维护和保养。

（1）每次做完实验都要及时处理炉体内的煤渣及石灰，保持炉内干燥。气化炉的支撑转动部件的轴承定期检查，增加或更换润滑油，防止缺油引起传动部件硬接造成转轴损坏。

（2）缓冲罐、焦油洗涤罐和混合器要定期清洗或更换内部填充物。如若大zui累积灰尘、焦油等，会造成通风量降低，系统内部气压上升，影响气化炉的正常工作。也会造成生产的气体纯净度降低。

（3）各阀门要经常检查，在用完前必须加油，润滑油为5#, 7#机械油，如缺油会造成漏气或损坏等故障。

（4）设备经常使用时，每次启动前应检查系统是否漏气，正常运转时期检修周期为每周一次，如出现运转不正常的情况，应每次启动前都检修。

6.注意事项

（1）安全保护装置及注意事项

①严格遵照执行国家及化工行业相关安全规程。工作环境下，应严肃认真对待，以避免人身伤害或设备损坏。

②装置通电使用前请仔细阅读说明书，参照说明书对装置进行操作、检查和测试。

③在操作中不应接触电路，可能会有致命的电压、电流。

④在系统运转中不得拆卸装置部件，应避免触及电路或者中毒。

⑤气化炉工作时是高温、高压运作，为避免操作受伤，应在外贴高温高压危险请勿触摸的标识。

⑥在系统运转前应检查系统是否有漏气的，避免煤气中毒。

⑦每次实验开始前都要检查流量计、压力传感器、温度传感器、压力表、温度表是否正常，若有损坏及时维修或换新的仪表。

（2）出现故障或事故时的处理程序和方法

①如发现有煤气泄漏，应停止空气或氧气的供给，通风，检查泄露点整修。

②如发现系统运转不正常，应停止空气或氧气的供给，对照说明书进行检查。