Установка для определения изменения свойств твердого топлива при хранении

Установка для определения изменения свойств твердого топлива при хранении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (11)60 781 9 kk ( (r

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено14 05.73 (21)1916689/26-25 с присоединением заявки №(23) Приоритет(511 М. Кл.

G 01 Й 33/22

G 01 Й 1/22

Государственный комнтет

Совета Инннстроа СССР оо долам иаоретеннй и .открытий (43) Опубликованп25.03.76.Бюллетень № 11 (53) УДК543,544 (088.8) (45) Дата опубликования описаиия05,04.75 (72) Автор изобретения

Т. М. Карагодин

Уральский филиал Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э.Дзержинского (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙС П

ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ПРИ ХРАНЕНИИ

Изобретение относится к изучению физико-химических и теплотехнических свойств твердого топлива и служит для прогнозирования поведения топлива при хранении вштабелях. 5

Крупногабаритные штабеля являются основным типом, используемым при хранении твердого топлива на открытых складах, а в такие уплотненные штабеля воздух проникает не на всю глубину. 10

В результате различия скоростей диффузии кислорода по каналам межпускового пространства и взаимодействия его с органической частью топлива возникает неравномерная аэрация штабеля, приводящая к возникно-тб вению поверхностей зоны (куда проникает кислород) и бескислородной зоны. Глубина проникновения кислорода определяется химической активностью топлива и колеблется в пределах от 0,7 м для активных углей 20 (например, Канско-ачинские) до 2,5 м для неактивных (например, донецкие антрациты).

В зоне кислородного влияния концентрируются основные потери, обусловленные процессами окисления, а в бескислородной зоне 25 они сведены к минимуму или полностью т сутствуют. Таким образом, B штабелях наличествуют совершенно различные услопл» для процессов изменения качественного состава топлива в зависимости от глубины расположения его в штабеле. Более того, концентрация кислорода в зоне его проникновения в штабеле неравномерна по глубине, а следовательно, интенсивность окисляюших npr пессов также различна и зависит от глубины нахождения топлива.

В настояшее время все методы изучения поведения твердого топлива при хранении на открытых складах основаны на определении интересуюших свойств топлива до и после окисления его в тех или иных условиях.При этом не могут быть учтены факторы, име|о:шиеся в реальном штабеле, Цель изобретения — приблизить условия эксперимента к условиям эксплуатационного хранения топлива в штабеле, уменьшить габариты устройства для осушествления этого эксперимента, обеспечить возможность контроля за изменением физико-химических ха507819 рактеристик- исследуемого топлива в ходе испытания.

Это достигается тем, что установка выполнена из вертикальной установленной на основании прибора полой стойки, в которую 5 вмонтированы наклонные корроэионноустой-,: чивые трубки, так что внутренние полости их и стойки образуют один непрерывный герметичный канал в виде змеевика, общая длина которого должна быть не менее трех 10 метров и верхний конец которого открыт в атмосферу.

На чертеже изображена предлагаемая установка для определения изменения свойств твердого топлива при хранении. 15

На основании 1 укреплена цилиндцическая стойка 2, внутри которой по ее оси симметрии просверлен канал 3. В стенках цилиндра просверлены две группы наклонных канао лов 4 и 5 (20-30 к горизонту), располо- 20 женных так, что их вертикальные плоскости симметрии находятся под некотором уго лом друг к другу (например 90 ). Эти на-

I клонные каналы пересекают центральный канал 3. В каналы 4 первой группы герме- М тично вставлены и закреплены 7 -образные согнутые трубы 6, в крайние каналыпрямые трубы 7. Трубы должны быть из нержавеющего материала. При этом внутренний канал, образованный трубками, представляет собой змеевик, длина которого должна быть не менее 3 м. Эта длина обусловлена глубиной проникновения кислорода в слой топлива, лежащего в реальном штабеле. Максимальная глубина кислородноговли- + яния для самым устойчивых углей равна

2,5 м. Следовательно, чтобы создатьв стенде условия хранения топлива, идентичные условиям нахождения его в бескислородной зоне штабеля, надо иметь глубину слоя топ- 40 пива, а следовательно, и длину. трубы порядка не менее 3 м. Внутренняя полость змеевика служит испытательной камерой, которая перед началом эксперимента загружается испытуемым топливом 8. Каналы 5 второй группы остаются свободными и служат для выемки из испытательной камеры топлива, направляемого на анализ.

В центральный канал 3 стойки помещен поршень 9, выполненный иэ коррозионностойкого материала и имеющий газоплотный. контакт со стенками цилиндре 2. Поршень также имеет две группы наклонных каналов 10, 11, расположенных под тем же угломрнаклона, что и каналы в стенках цилиндра. Диаметр этих каналов равен внутреннему диаметру труб 6; 7. При опреде» ленных фиксированных положениях поршня его каналы совмещаются с каналами в

60 стенках цилиндра и образуют проходимость для них.

Поршень 9 может перемешаться поступательно-врашательно с помощью укрепленной на нем выступающей ручки 12, движимой по направляющей винтовой гпорези 13 в стенке цилиндра 2, Остановка поршня 9 осуществляется в фиксированных положениях, при которых каналы поршня 9 совпадают с каналами цилиндра 2.

На перегибах змеевика смонтированы газозаборные узлы 14, представляющие собой приваренный к трубе цилиндрический корпус с отУерстием, перекрываемым резиновой мембраной, который закрепляется с помощью завинчиваюшейся крышки. Забор газа через мембраны осуществляется с по- мощью шприца, поэтому в крышке узла имеется отверстие для прохода иглы шприUae

И собранном состоянии установка представляет собой трубу, выполняющую роль камеры, в которую загружают испитуемый уголь, выполненный в форме змеевика.Возможно использование и прямой трубы, в которую можно загрузить уголь. Но при этом высота установки получается весьма большой — не менее 3 м, что в свою очередь требует помещений с высоким потолком и создает трудности с заборами проб топлив и газа на высоте.

Испытания на предлагаемой установке проводятся следующим образом.

Поршень 9 устанавливается в крайнее нижнее фнксированное положение (на чертеже дано изображение установки, имеющей два фиксированных положения поршня, т.е. в процессе эксперимента можно отбирать топливо на анализ дважды из всех пробоэаборных точек) .

Если увеличить число каналов в поршне, то можно увеличить и число пробоотборов в ходе эксперимента. При этом группа поршневых каналов 10 создает проходимость каналам4 в стенках цилиндра, а поршневые каналы 11 создают,лроходимость каналам 5 в цилиндре 2. Сняв крышки и убрав резиновые мембраны в газозаборных узлах 14, через открывшиеся отверстия и открытый верхний конец трубы змеевика загружают камеру тщательно проанализированным (например, по Я, Я, 5l, С, Н, Я, и др.) топливом 8. Гранулометрическйй состав топлива должен быть равномерным, причемразмер частиц его не должен быть более 1/20 диаметра канала змеевика, с тем чтобы избежать стеночного эффекта, Затем устанавливают поршень в верхне фиксированное положение и производят пов торное доэаполнение камеры топливом.При

507819 этом заполненные топливом каналы 10 в поршне 9 поднимаются выше канала змеевика (каналов, которые заполнены топливом и стоят выше канала змеевика, может. быть больше, чем один). Они должны быть сведены с ними по газовому пространству. Это можно достигнуть проточкой винтообразной прорези по стенке цилиндра. При повторном дозаполнении топливом засыпается канал 11 в поршне, Теперь узлы 14 закрывают реэино- щ выми мембранами и крышкой, верхний открытый конец трубы 7 закрывают газопроницаемой пробкой, например ватным тампоном. Установка собрана - испытание началось.

Через определенные промежутки времени, достаточные для того, чтобы произошли изменения в качестве топлива, доступные для точного определения (бурые угли требуо ют при температуре 20 С около 3 месяцев),40 производят перемещение поршня во второе фиксированное положение. При этом канал 11 в поршне 9, составляющие первоначальное единое целое со змеевиковым каналом, опускаются и становятся напротив каналов 5 в 45 стенках цилиндра 2, а каналы 10 поршня 9

Через установленные промежутки време ни производят определение состава гаэамежпускового пространства отбором его с помощью шприца через газозаборные узлы 14 с последующим анализом, например, на хроматографе. Этим определяем глубину проникновения кислорода в слой топлива и распределение его концентрации по слою. Глубина проникновения кислорода определяет 25 химическую активность топлива, а такжедает возможность учета доли объема топлива, находящегося в кислородной зоне, от общей массы штабеля. Динамическое равновесие газового состава межпускового пространст- 3О ва топлива при постоянной температуре достигается уже на вторые сутки. Постепенно зона кислородного влияния может увеличиваться. совмещаются с каналами 4 в стенках цилиндра 2.

С помощью палочки, вставляемой в канал 5, выталкивают топливо из канала 11 в какую-либо емкость и направляют его на определение требуемых параметров. При этом происходит разгерметизация установки и эксперимент продолжается, Место извлачеиного участка топлива, которое находилось в канале 11, занимает следующий участок топлива, находящийся в канале 10. ГГоскольку этих каналов можно изготовить достаточное количество, то и отборов топлива на анализ в процессе эксперимента можно проводить нужное количество раз. С целью воссоединения динамики процессов хранения целесообразно в ходе эксперимента произвести 4-5 пробоотборов. По результатам анализов с учетом распределения содержания кислорода по глубине слоя топливаможно достоверно судить о количественных и качественных изменениях, происхоляцшх при хранении топлива как в зоне кислороппогo влияния, так и в бескислородной зоне. формула изобретения

Установка для определения изменения свойств *твердого топлива при храцаиии, содержащая емкость для топлива, о т л и ч аю ш а я с я тем, что, с целью приближения условий в установке к эксплуатационным, емкость выполнена в виде наклонных трубок, укрепленных в полой стойка, внутри которой раэмешен плунжер с рядом просверленных в нем каналов, причем трубы и каналы плунжера образуют один гармати шый объем в виде змеевика, верхний конец которого открыт в атмосферу, на сгибах змеевика установлены резиновые мембраны для отбора газа, а в стенке просверлены двегруппы отверстий, соответствующих каналам в плунжере и сообщающих каналы с атмосферой при повороте плуцжера вокруг вертикальной оси.

507819

Составитель Л. Жаркова

Редактор О. Стенина Техред М. Левицкая Корректор 1 . Кравченко

Заказ 129 Тираж 1 02 9 Подпис нее

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCI- но делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб,,д,4/5

Филиал П!1П "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101