快速煤质热重分析仪的研制

笫28卷第1期煤气与热力Vol 282008年1月GAS heat快速煤质热重分析仪的研制陈刚(株洲职业技术学院,湖南株洲4120000摘要:基于热重分析技术的传统煤工业分析速度较慢,主要原因为分析仪的结构不能实现全流程多试样分析。介绍了新型的快速煤质热重分析仪的结构,分析了工艺流程。快速煤质热重分析仪能实现全流程多试样的分析,缩短了分析时间。关键词:热重分析;设计;测试方法;工艺流程中图分类号:TU995文献标识码:B文章编号:1000-446(2008)01-0A08-03Development of Fast Coal Quality Thermogravimetric AnalyzerCHEN GangAbstract: The speed of traditional coal proximate analysis based on thermogravimetric analysis isslow, because the analyzer structure can not realize multi-sample analysis in the whole process. Thestructure of new fast coal quality thermogravimetric analyzer is introduced, and the technological processis analyzed. The fast coal quality thermogravimetric analyzer can realize multi-sample analysis in therocesswhich shortens the analKey words: thermogravimetric analysis; design; test method; technological process具有良好稳定性和准确性的基于热重分析技术和旋转机构。本仪器采用N( National Instruments,的煤质分析仪应用最广。基于热重红外技术的煤质美国国家仪器公司)虚拟仪器技术进行控制和编分析仪基本上采用双炉膛加热,其中低温炉膛进行程,实现高精密的数据检测。快速煤质热重分析仪水分和灰分的检测,高温炉膛进行挥发分的检测,但器的主要工艺流程为:多试样水分同时测试、多试样在进行挥发分检测时只能加热单个试样3。在进挥发分同时测试、多试样灰分同时测试行多试样检测时,需要按顺序将试样放入高温炉膛,②结构这种工艺流程不能满足快速检测要求。若能同时检快速煤质热重分析仪器由挥发分、灰分测试炉测多个试样的挥发分,将大幅缩短检测时间。基于(上炉体)和水分测试炉体(下炉体)组成34。在上快速检测的思想,本文提出了一种多试样可同时检炉体安装有通气孔用于气压平衡和散热,发热体用测的快速煤质热重分析仪。于炉体加热,热电偶用于测量温度,在炉墙壁装有数1快速煤质热重分析仪的结构控流量计用于控制氧气和氮气流量,有一路分支通①技术解决方案向下炉体。文献[5]规定,上炉体在测试挥发分时快速煤质热重分析仪采用热重分析方法,炉膛温度为(900±10)℃,炉内通入氮气;在测试灰分时为双炉膛一体结构,由测试水分的下炉体和测试挥温度为(815±10)℃,炉体内通入氧气。下炉体测发分、灰分的上炉体组成(结构见图1)。上炉体为试中国煤化工内通人氮气双环形空腔炉,下炉体中布置多试样托样盘和称样孔,用于放置坩埚。杆,托样盘通过中心杆与机架传动机构连接,称样杆托样CNMHG即以:心杆与螺旋总成连与高精密电子天平连接。底部机架布置有升降机构接驱动托样盘上升和下降,通过称样杆利用电子天A08www, wate陈刚:快速煤质热重分析仪的研制第28卷第1期机测试系统程序③打开下炉体侧盖,点动旋转机构,将干燥过的坩埚放于托样盘上,关闭侧盖。运行坩埚称量程序,系统将自动称量,待1号位置坩埚运行至称样杆上方时,旋转机构停止运动,托样盘缓慢下降至坩埚完全落在称样杆上且坩埚与托样盘没有接触时停止下降。此时,电子天平称出1号坩埚的质量。这样,系统自动称量出共19个坩埚的质量(m1、…、m、m19,单位为g),并将数据储存到计算机中。④坩埚称量后,打开下炉体侧盖将待测煤样放于坩埚中,关闭侧盖。系统按照同样的方法称量出19个盛有煤样坩埚的总质量(mnm,1、…、mnm…m=19,单位为g),并将数据储存到计算机中1通气孔2上炉体3热电偶4坩埚5多试样托样盘6称样杆总质量称量后,开始运行水分测试程序,下7.下炉体8机架9中心杆10天平座11电子天平12轴承座1炉体内通入氮气,炉温上升至105-110℃,在此温13光电行程开关14螺旋总成15步进电机16轴承座217齿轮组18升降电机19丝杆20发热体21数控流量计度下,系统连续加热50min,时间可调。加热过程图1快速煤质热重分析仪的结构中,托样盘保持迅速旋转状态。50min后,系统开始平进行称量。下炉体还安装有发热体,热电偶用于自动称量千燥过的19个盛有煤样坩埚的质量测量温度。(m、…、m,、…、m。1,单位为g)。在10min后进快速煤质热重分析仪的机械传动机构包括升降行检查性称量,直到两次称量质量差的绝对值不超机构和旋转机构。升降机构由升降电机、齿轮组、丝过5×10g。系统自动保存称量数据。杆和螺旋总成组成,升降的行程由光电行程开关控⑥在水分测试的同时,上炉体已经开始升温,制。旋转机构由步进电机、螺旋总成和中心杆组成,并通入氮气。待温度升至(900±10)℃时,托样盘旋转的定位通过步进电机的控制器及数据卡由计算整体上升至上炉体加热7min后,托样盘整体下降机控制。至下炉体,称量19个盛有煤样坩埚的质量(m,1③主要机构及装置的功能…m,…、m19,单位为g)。称量方法同上,系统a.升降机构功能为驱动托样盘的上升和下降。自动保存称量数据。力传递过程为:升降电机、齿轮组、丝杆、螺旋总成、⑦称量后,上炉体通过散热口散热,温度降至托样盘。(815±10)℃,炉内通入氧气。托样盘整体上升至b旋转机构,功能为驱动托样盘的旋转和定位上炉体灼烧40min,时间可调。托样盘下降至下炉力传递过程为:步进电机、中心杆、托样盘。c.电子天平,功能为称量试样质量,并通过体称量19个盛有煤样坩埚的质量(m、…、mnR485接口将数据传输到计算机。m219,单位为g),并在10min后进行检查性称d数控流量计,功能为控制N2、O2开通和关闭量,直到两次称量质量差的绝对值不超过5×10及流量调节。g。系统自动保存称量数据。e热电偶,功能为检测上下炉体的温度,并将信22数据计算号反馈给计算机。空气干燥基水分、空气干燥基挥发分、空气干燥2基本工艺流程基灰的臣悬米MVM、A、c计算式为:中国煤化工21工艺流程将坩埚放于干燥箱中干燥,备用。CNMHGM打开快速煤质热重分析仪电源,启动计算A09第28卷第1期煤气与热力www.watergasheat.com参考文献:[1]陈文燕.试述热分析技术在煤质分析中的应用进展[J].现代科学仪器,200,(6):52-54.192m,mi-m[2]张宏亮,林大松.煤质快速分析仪器应用现状[J].热c=1-Mn-V。-A力发电,2002,(4):7-9式中M—空气干燥基水分的质量分数3]陈刚,朱石沙.煤质分析仪加热炉温度场分析及AN-空气干燥基挥发分的质量分数SYS模拟[J].现代科学仪器,2005,(6):48-50空气干燥基灰分的质量分数[4]国营北京建中机器厂.电阻炉设计[M].北京:新时固定碳的质量分数代出版社,1982[5]GB/T2l2-2001,煤的工业分析方法[S]3结论快速煤质热重分析仪的最大特点是能够实现多作者简介:陈刚(1974-),男,湖南株洲人,工试样同时测试,大幅缩短了多试样测试时间。以19程师,硕士,主要从事机电产品、分析仪个试样为例,比通常的煤质分析仪至少缩短时间器设计与研发。120min,并保证了多试样测试的测试环境一致,有E-mail:hncg665@sina.com利于获得真实的测试结果。收稿日期:2007-05-15;修回日期:2007-08设备与材料简讯ADJ系列全自动热熔对接焊机介绍杭州环众电子设备有限公司生产的ADJ系列全自动热熔对接焊机主要功能有:存内9组焊接参数;双调压油路,手动切削和自动焊接分别调压,自动切换;选择管材型号,即可直接调用自动焊接;数据库可储存200组焊接参数,也可自动实时打印。主要特点有:分体式结构,各部件轻便易于搬动,易于施工操作;一体式液动力单元,对接过程快,压力调节精度高;夹具采用双卡套叠加式结构,管材对接精度高,易于调整错边量;采用电磁换向阀控制油缸进退,电磁卸压,操作简便;加热系统采用智能电子温控,控温精度准确直观;具有漏电保护功能,保证施工过程的安全性;具有焊接参数输出自动实时打印功能,质量监测更直观。主要技术参数见表1。表1主要技术参数机型ADH]-160ADHJ-250ADHJ-315管材直径范围/m50-160160~315工作环境温度/℃输入电压/V220控制装置输入总功率/kW加热板功率/kW0.8加热板绝缘等级E级中国煤化工E级加热板温度调节范围/℃100~300100~300刀盘功率/kW0.7CNMHG本刊通讯员供稿A10