深層煤高壓地下氣化實驗裝置

1.概述

該裝置通過模擬深部煤層高壓氣化過程，測定不同氣化劑熱解和氣化反應的動力學參數。

2.系統結構及參數

（1）三維圓柱高壓地下氣化爐體：用于放置模型本體（煤樣），形成密封系統，并承受一定的流動壓力，是地下煤氣化的核心部分。

（2）本體模型制備單元

特種模型制備機：可以制備的模型尺寸：300×300×400mm；

（3）模擬井、點火器及鉆孔部分

細長孔鉆機：穩定性高，鉆頭擺動小，體積小，操作簡單。包括兩種

鉆頭，水平井鉆頭和熱電偶鉆頭。

（4）氣化劑注入系統

（5）反應物流出系統

具有分離、計量、冷卻、過濾、取樣等功能。

緩沖罐容器：1500ml；緩沖罐壓力：0-10MPa。

（6）測控系統

包括空氣注入采用質量流量控制器；

產出煤氣計量采用干式流量計；

S型鉑銠熱電偶，17只5點熱電偶，有效測量長度0.4 米，測量溫度達1300℃；

壓力傳感器，4只，壓力10MPa。

（7）數據采集控制與處理軟件

包括將測控信號轉化為數字量，實時顯示成曲線過表格。溫度場可以通過

三維可視化軟件顯示。實時數據通過數據庫格式保存。上位機采用工控組

態軟件，下位機采用西門子PLC系統。

（8）模型后處理系統

燃燒后的模型要求保存完整，爐膛可以拆卸，拆卸出來的模型用模型剖切機進行一次或多次剖切，配以測量形狀和照相，描述燃燒后洞穴的幾何形狀。

剖切機zui大剖切尺寸：300×300×400mm；

（9）輔助系統：

包括工作臺、支架；起重和吊裝工裝等。

3.安裝與調試

（1）設備安裝

HPUCG-TS370型深層煤高壓地下氣化實驗裝置主要由氣化爐體、特種模型制備、點火、緩沖罐、焦油采集系統、輔助部分以及數據采集分析系統等組成。按工藝要求分別配備上述設備各一套。除此之外還配備高壓液體泵一套、流量傳感器2套、壓力傳感器4只、熱電偶50只、各閥門管道若干。出廠前按工藝組裝設備。

（2）設備調試

①系統密封性調試

對氣化爐體、緩沖罐、點火、焦油采集系統，進行密封性調試。

②流量計調試

確保流量計的精度，能正常穩定運行。

③壓力溫度傳感器調試

保證壓力、溫度各個測點信號穩定準確。

4.使用與操作方法

（1）用特種模型制備機將大塊煤切成300×300×400mm大小；

（2）在切好的煤快上開熱電偶孔，科學布置熱電偶；

（3）將煤塊裝入爐體中，并用石灰漿填滿爐膛；

（4）爐體密封及管路連接，并檢查氣密性；

（5）連接壓力、溫度、流量等儀表，保持正常運行；

（6）電腦數據采集系統正常運作；

（7）點火，并打開爐體隔熱循環水閥門；

（8）均勻間隔對煤氣、焦油采樣分析；

（9）根據數據采集系統反饋的數據，分析實驗裝置的運行情況；

（10）當不再產生煤氣時，停止實驗。

（11）爐內溫度降到常溫時，打開爐體對爐體內的煤塊剖切、照相、分析。

5.保養與維修

正確的保養與維修能更好地發揮設備的性能，延長設備的使用壽命，所以必須定期對設備進行維護和保養。

（1）每次做完實驗都要及時處理爐體內的煤渣及石灰，保持爐內干燥。氣化爐的支撐轉動部件的軸承定期檢查，增加或更換潤滑油，防止缺油引起傳動部件硬接造成轉軸損壞。

（2）緩沖罐、焦油洗滌罐和混合器要定期清洗或更換內部填充物。如若大zui累積灰塵、焦油等，會造成通風量降低，系統內部氣壓上升，影響氣化爐的正常工作。也會造成生產的氣體純凈度降低。

（3）各閥門要經常檢查，在用完前必須加油，潤滑油為5#, 7#機械油，如缺油會造成漏氣或損壞等故障。

（4）設備經常使用時，每次啟動前應檢查系統是否漏氣，正常運轉時期檢修周期為每周一次，如出現運轉不正常的情況，應每次啟動前都檢修。

6.注意事項

（1）安全保護裝置及注意事項

①嚴格遵照執行國家及化工行業相關安全規程。工作環境下，應嚴肅認真對待，以避免人身傷害或設備損壞。

②裝置通電使用前請仔細閱讀說明書，參照說明書對裝置進行操作、檢查和測試。

③在操作中不應接觸電路，可能會有致命的電壓、電流。

④在系統運轉中不得拆卸裝置部件，應避免觸及電路或者中毒。

⑤氣化爐工作時是高溫、高壓運作，為避免操作受傷，應在外貼高溫高壓危險請勿觸摸的標識。

⑥在系統運轉前應檢查系統是否有漏氣的，避免煤氣中毒。

⑦每次實驗開始前都要檢查流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、壓力表、溫度表是否正常，若有損壞及時維修或換新的儀表。

（2）出現故障或事故時的處理程序和方法

①如發現有煤氣泄漏，應停止空氣或氧氣的供給，通風，檢查泄露點整修。

②如發現系統運轉不正常，應停止空氣或氧氣的供給，對照說明書進行檢查。