滴管炉实验系统课件
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1，实验前，必须首先检查炉子的冷态气密性。如气密性存在问题，必须逐 步排除，找出原因。 2，炉子升温前，先检查冷却水系统是否打开，不可在水路关闭时升温 3，升温过程中，必须每隔一段时间检查升温是否正常。如果硅钼棒断裂， 应切断电源，手带耐高温手套，更换硅钼棒。如在1300℃出现硅钼棒断裂， 关掉电源，等炉温降至900℃以下才可操作，以防高温烫伤。 4，为保护加热元件，升温程序设定时，升温速率不可超过5℃/min，待温度 升到指定温度时方可进行实验。 5，炉温升到设定温度后，需检查热态气密性。以O2 浓度低于0.3 %为佳。 6，每次实验前后需使用压缩空气清洗炉膛及给粉器。 7，每次装给粉器时，应仔细检查，确保气密性。
（2）给粉器有玻璃罩密封，底座上 有快速接口，可以从给粉器通入一 次风。
工作原理
1， 振动盘底部装有弹簧片和脉冲电磁铁，通电后磁场会对弹簧片有周期性作用力，使其周期性受压和弹起。脉冲电磁铁使料斗垂直 方向振动以及绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内粉料由于振动而沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。
2， 给粉速率调节通过调节控制器上电压和频率调节，调节电压属于粗调，调节频率属于微调。
炉内流场近似为层流，避免湍流对燃烧的影响，简化研究过程，增强对煤粉燃烧机理、 燃烧污染物排放特性的认识。
PART TWO
滴管炉的基本构成
2 滴管炉的基本构成-结构
01.给粉系统
用于提供反应所需反应物， 控制反应物流量
03.取样系统
用于不同反应位置反应物 的采样和收集
05.冷却水系统
用于对抽取烟气的冷却， 以及反应仪器的保护
滴管炉的工作原理
在滴管炉中，煤粉被气体所携带，向下流过电加热的反应管，在管内 和反应气发生一系列的化学反应。加热元件均匀布置于反应管周围， 以实现炉内良好的等温性。夹带煤的载气和稀释的煤粉沿管中心流入， 反应气则沿给煤管周围的环面给入。反应物在进入取样枪后被迅速冷 却，然后通过过滤或旋风装置收集煤焦，反应挥发气则通入气体分析 仪器进行分析。
实验结果
不同工况下煤粉燃烧NOX 排放
THANKS FOR YOUR WATCHING
01
02
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05
03 Sit Er Elit Lamet,
04
02.配气系统
用于提供反应气，包括气源、 气体混气瓶、流量控制面板、 空气预热器四部分组成
04.沉降炉炉体
采用耐高温刚玉管构成， 反应器核心反应部分
06.温控系统
用于调节并控制炉膛温度
07.烟气分析系统
滴管炉实验系统
大连理工大学 能源与动力学院 本科生教学实验中心
01 滴管炉概述 02 滴管炉的基本构成 03 滴管炉实验注意事项 04 实例—烟气分析实验
CONTENT
PART ONE
滴管炉概述
1 滴管炉概述
什么是滴管炉？
滴管炉（Drop Tube Furnace，DTF），又称沉降炉、气体携带炉 （Entrained Flow Reactor）。它的结构简单，采用细长型的管式反 应器，流型近似于活塞流。
高温水冷取样枪
过滤套筒外观结构
飞灰取样装置采用高温水冷取样枪用于样品收集。采集的烟气通过真空泵抽取。取样枪为不锈钢制成，采用循环水冷方式进行冷 却，保证经取样枪抽取的含煤粉的烟气不在取样枪内继续反应。
2 滴管炉的基本构成—⑤电源及温控系统
使用组合式电控柜，集中控制方式。面板提供各区加热启动运行、停止。实时显示加热负载和原始位置的工况。
用于对反应烟气的成分分 析
2 滴管炉的基本构成—①配气系统
流量控制器
流量控制器
气瓶气源
Байду номын сангаас
空气预热器
气体混合瓶
配气系统包括气源、气体混气瓶、流量控制面板、空气预热器四部分组成。
2 滴管炉的基本构成—②进料系统
SANKI盘式振动给粉器
特性
（1）由于是靠振动盘振动给出样品， 对于保持均匀给粉的最少样品量没 有限制。
PART THREE
实例—烟气分析实验
实例—烟气分析实验
01
实验目的
实验原理
02
实验结果
03
实验步骤
04
实验目的 1 掌握烟气分析仪的基本原理. 2 学会烟气分析仪的操作、使用方法 3 了解不同燃料不同工况下燃烧后烟气成分的变化
实验原理
实验原理
红外线气体分析仪，是利用红外线 进行气体分析。它基于待分析组分 的浓度不同，吸收的辐射能不 同．剩下的辐射能使得检测器里的 温度升高不同，动片薄膜两边所受 的压力不同，从而产生一个电容检 测器的电信号。这样，就可间接测 量出待分析组分浓度。
滴管炉实验台实物图
1 滴管炉概述--基本特点
1
高升温速率
滴管炉具有较高的升温速率，滴 管炉升温速率约为104～105℃/s， 和工业燃烧装置中实际升温速率 十分接近，因而有利于模拟工业 装置中高升温速率条件下煤的反
应过程。
2
颗粒间无影响
煤粉平均粒径细且给料速率低， 有助于炉内的煤粉颗粒彼此分离、 独立参加反应，排除了颗粒间相
2 滴管炉的基本构成—⑥冷却水系统
为保证经取样枪抽取的含煤粉烟气不在取样枪内继续反应，而且也为了保护取样枪不会因为炉内高温而损坏， 必须采用冷却水系统对其冷却。
冷却水系统包括储水箱、水泵、取样枪套管和循环管路。正常工作时，可将抽取的烟气冷却至 60℃左右。
2 滴管炉的基本构成—⑦烟气采样系统
烟气分析仪实物图
部分气体的红外线特征 吸收峰图
红外线分析仪原理图
实验步骤
1，指导教师讲解烟气分析仪的原理、结构及使用方法。 2，打开电源，对烟气分析仪进行预热，并打开计算机上的数据采集和处理软件。 3，运行沉降炉试验系统，通入燃料和空气进行燃烧。 4，观察数据采集系统中各烟气成分浓度并进行记录。 5，改变燃烧工况，进行下一组实验。 6，实验结束后，关闭烟气分析仪和沉降炉实验系统，清理实验室台。
互作用的影响。
3
连续反应
炉内煤粉是连续流动的，在炉内具有 良好的动态性能, 更接近于工业装置 内的实际反应状况 。同时, 通过对管 内轴向不同位置处的产物进行取样 , 使得研究不同停留时间下煤的反应特
性成为可能。
1 滴管炉概述-基本功能
具有一维的流动特性和温度场特性，实现煤粉的短停留时间、悬浮燃烧；把复杂的三维 燃烧简化为一维燃烧，近似模拟锅炉煤粉燃烧状态。
进料系统采用螺旋给粉装置，可以保证给粉均匀、稳定。
2 滴管炉的基本构成—③沉降炉主体
滴管炉炉体
滴管炉加热系统
控温热电偶
炉体中心是一个内径0.07m，长2m的刚玉管，采用高温硅钼棒作为加热元件，在炉膛内两边均分布，最高可加热至1600℃ 。刚玉 管温度通过三支热电偶控制炉温和监控炉温。
2 滴管炉的基本构成—④取样系统
烟气分析仪仪器面板
烟气分析系统采用MGA5烟气分析仪对烟气成分分析，烟气分析仪包括烟气除湿和除尘的前置采样部分和烟气 分析部分。烟气分析仪采用NDIR 红外原理，可对烟气中的O2、CO2、CO、NO、SO2、NO2、CxHy进行测 量。
PART THREE
滴管炉实验注意事项
3 滴管炉实验注意事项
（2）给粉器有玻璃罩密封，底座上 有快速接口，可以从给粉器通入一 次风。
工作原理
1， 振动盘底部装有弹簧片和脉冲电磁铁，通电后磁场会对弹簧片有周期性作用力，使其周期性受压和弹起。脉冲电磁铁使料斗垂直 方向振动以及绕其垂直轴做扭摆振动。料斗内粉料由于振动而沿螺旋轨道上升，直到送到出料口。
2， 给粉速率调节通过调节控制器上电压和频率调节，调节电压属于粗调，调节频率属于微调。
炉内流场近似为层流，避免湍流对燃烧的影响，简化研究过程，增强对煤粉燃烧机理、 燃烧污染物排放特性的认识。
PART TWO
滴管炉的基本构成
2 滴管炉的基本构成-结构
01.给粉系统
用于提供反应所需反应物， 控制反应物流量
03.取样系统
用于不同反应位置反应物 的采样和收集
05.冷却水系统
用于对抽取烟气的冷却， 以及反应仪器的保护
滴管炉的工作原理
在滴管炉中，煤粉被气体所携带，向下流过电加热的反应管，在管内 和反应气发生一系列的化学反应。加热元件均匀布置于反应管周围， 以实现炉内良好的等温性。夹带煤的载气和稀释的煤粉沿管中心流入， 反应气则沿给煤管周围的环面给入。反应物在进入取样枪后被迅速冷 却，然后通过过滤或旋风装置收集煤焦，反应挥发气则通入气体分析 仪器进行分析。
实验结果
不同工况下煤粉燃烧NOX 排放
THANKS FOR YOUR WATCHING
01
02
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Lorem Ipsum Dolor
05
03 Sit Er Elit Lamet,
04
02.配气系统
用于提供反应气，包括气源、 气体混气瓶、流量控制面板、 空气预热器四部分组成
04.沉降炉炉体
采用耐高温刚玉管构成， 反应器核心反应部分
06.温控系统
用于调节并控制炉膛温度
07.烟气分析系统
滴管炉实验系统
大连理工大学 能源与动力学院 本科生教学实验中心
01 滴管炉概述 02 滴管炉的基本构成 03 滴管炉实验注意事项 04 实例—烟气分析实验
CONTENT
PART ONE
滴管炉概述
1 滴管炉概述
什么是滴管炉？
滴管炉（Drop Tube Furnace，DTF），又称沉降炉、气体携带炉 （Entrained Flow Reactor）。它的结构简单，采用细长型的管式反 应器，流型近似于活塞流。
高温水冷取样枪
过滤套筒外观结构
飞灰取样装置采用高温水冷取样枪用于样品收集。采集的烟气通过真空泵抽取。取样枪为不锈钢制成，采用循环水冷方式进行冷 却，保证经取样枪抽取的含煤粉的烟气不在取样枪内继续反应。
2 滴管炉的基本构成—⑤电源及温控系统
使用组合式电控柜，集中控制方式。面板提供各区加热启动运行、停止。实时显示加热负载和原始位置的工况。
用于对反应烟气的成分分 析
2 滴管炉的基本构成—①配气系统
流量控制器
流量控制器
气瓶气源
Байду номын сангаас
空气预热器
气体混合瓶
配气系统包括气源、气体混气瓶、流量控制面板、空气预热器四部分组成。
2 滴管炉的基本构成—②进料系统
SANKI盘式振动给粉器
特性
（1）由于是靠振动盘振动给出样品， 对于保持均匀给粉的最少样品量没 有限制。
PART THREE
实例—烟气分析实验
实例—烟气分析实验
01
实验目的
实验原理
02
实验结果
03
实验步骤
04
实验目的 1 掌握烟气分析仪的基本原理. 2 学会烟气分析仪的操作、使用方法 3 了解不同燃料不同工况下燃烧后烟气成分的变化
实验原理
实验原理
红外线气体分析仪，是利用红外线 进行气体分析。它基于待分析组分 的浓度不同，吸收的辐射能不 同．剩下的辐射能使得检测器里的 温度升高不同，动片薄膜两边所受 的压力不同，从而产生一个电容检 测器的电信号。这样，就可间接测 量出待分析组分浓度。
滴管炉实验台实物图
1 滴管炉概述--基本特点
1
高升温速率
滴管炉具有较高的升温速率，滴 管炉升温速率约为104～105℃/s， 和工业燃烧装置中实际升温速率 十分接近，因而有利于模拟工业 装置中高升温速率条件下煤的反
应过程。
2
颗粒间无影响
煤粉平均粒径细且给料速率低， 有助于炉内的煤粉颗粒彼此分离、 独立参加反应，排除了颗粒间相
2 滴管炉的基本构成—⑥冷却水系统
为保证经取样枪抽取的含煤粉烟气不在取样枪内继续反应，而且也为了保护取样枪不会因为炉内高温而损坏， 必须采用冷却水系统对其冷却。
冷却水系统包括储水箱、水泵、取样枪套管和循环管路。正常工作时，可将抽取的烟气冷却至 60℃左右。
2 滴管炉的基本构成—⑦烟气采样系统
烟气分析仪实物图
部分气体的红外线特征 吸收峰图
红外线分析仪原理图
实验步骤
1，指导教师讲解烟气分析仪的原理、结构及使用方法。 2，打开电源，对烟气分析仪进行预热，并打开计算机上的数据采集和处理软件。 3，运行沉降炉试验系统，通入燃料和空气进行燃烧。 4，观察数据采集系统中各烟气成分浓度并进行记录。 5，改变燃烧工况，进行下一组实验。 6，实验结束后，关闭烟气分析仪和沉降炉实验系统，清理实验室台。
互作用的影响。
3
连续反应
炉内煤粉是连续流动的，在炉内具有 良好的动态性能, 更接近于工业装置 内的实际反应状况 。同时, 通过对管 内轴向不同位置处的产物进行取样 , 使得研究不同停留时间下煤的反应特
性成为可能。
1 滴管炉概述-基本功能
具有一维的流动特性和温度场特性，实现煤粉的短停留时间、悬浮燃烧；把复杂的三维 燃烧简化为一维燃烧，近似模拟锅炉煤粉燃烧状态。
进料系统采用螺旋给粉装置，可以保证给粉均匀、稳定。
2 滴管炉的基本构成—③沉降炉主体
滴管炉炉体
滴管炉加热系统
控温热电偶
炉体中心是一个内径0.07m，长2m的刚玉管，采用高温硅钼棒作为加热元件，在炉膛内两边均分布，最高可加热至1600℃ 。刚玉 管温度通过三支热电偶控制炉温和监控炉温。
2 滴管炉的基本构成—④取样系统
烟气分析仪仪器面板
烟气分析系统采用MGA5烟气分析仪对烟气成分分析，烟气分析仪包括烟气除湿和除尘的前置采样部分和烟气 分析部分。烟气分析仪采用NDIR 红外原理，可对烟气中的O2、CO2、CO、NO、SO2、NO2、CxHy进行测 量。
PART THREE
滴管炉实验注意事项
3 滴管炉实验注意事项