專利名稱：固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤的熱穩(wěn)定性測(cè)定領(lǐng)域，具體地，涉及煤炭、半焦、型煤或煤質(zhì)活性炭等固體顆粒在動(dòng)態(tài)狀況下的熱穩(wěn)定性測(cè)定方法及裝置。
背景技術(shù)：
熱穩(wěn)定性是煤、半焦、型煤等固體顆粒在燃燒、熱解、氣化等工藝技術(shù)的重要依據(jù)之一。熱穩(wěn)定性是指固體顆粒在高溫燃燒或熱解、氣化過程中在熱作用下的穩(wěn)定程度，也就是一定粒度的煤樣受熱后保持原來粒度的性能。熱穩(wěn)定性好的煤在燃燒或熱解、氣化過程中能以其原來的粒度燃燒或熱解、氣化而不碎成小塊或破碎較少。熱穩(wěn)定性差的煤在燃燒或熱解、氣化過程中迅速破碎成小塊，甚至成為粉煤。要求使用塊煤作燃料或原料的工業(yè)層燃鍋爐或煤氣發(fā)生爐，如果使用熱穩(wěn)定性差的煤，將導(dǎo)致帶出物增多、爐內(nèi)粒度分布不均勻而增加爐內(nèi)流體阻力，嚴(yán)重時(shí)甚至形成風(fēng)洞而導(dǎo)致結(jié)渣，從而使整個(gè)熱解、氣化過程或燃燒過程不能正常進(jìn)行，不僅造成操作困難而且還會(huì)降低燃燒或熱解、氣化效率。因此，在GB/T1573-2001的《煤的熱穩(wěn)定性測(cè)定方法》和MT/T924-2004的《工業(yè)型煤熱穩(wěn)定性測(cè)試方法》中分別提出了以煤炭和型煤為代表的固體顆粒試樣的熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其中考察的是固體顆粒試樣在靜止條件下的熱穩(wěn)定性，也就是將一定粒度和質(zhì)量的煤或型煤在隔絕空氣的馬弗爐中加熱至一定溫度后發(fā)生破碎的程度。但是，在燃燒或氣化過程中，固體顆粒不僅受到熱應(yīng)力，實(shí)際上是熱應(yīng)力、顆粒間碰撞和機(jī)械磨損的共同作用而發(fā)生破碎。因此，上述的兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法中對(duì)固體顆粒的熱穩(wěn)定性測(cè)定并不能真實(shí)反映固體顆粒在實(shí)際過程中的破碎粉化程度，因?yàn)樗鼈儧]有考慮實(shí)際工業(yè)過程中的顆粒間碰撞和機(jī)械磨損，得到的結(jié)果只是試樣靜態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)。這種靜態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果與實(shí)際工業(yè)利用過程差別巨大，無法起到指導(dǎo)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)的作用。此外，盡管中低溫?zé)峤饧夹g(shù)的發(fā)展迅速，半焦產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，但仍舊沒有關(guān)于半焦的任何相關(guān)測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于煤質(zhì)活性炭，在GB/T7702.3-2008的《煤質(zhì)顆?；钚蕴吭囼?yàn)方法強(qiáng)度的測(cè)定》中僅對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，沒用相關(guān)熱穩(wěn)定性測(cè)定。綜上，亟待建立一套能模擬實(shí)際工業(yè)應(yīng)用過程的評(píng)價(jià)固體顆粒破碎粉化的裝置與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法及裝置，以獲得能夠真實(shí)反映固體顆粒在實(shí)際工業(yè)利用過程中的破碎粉化的程度的固動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，該測(cè)定方法在對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使得所述固體顆粒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞。優(yōu)選地，將所述固體顆粒裝入轉(zhuǎn)筒內(nèi)并驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，以使得所述固體顆粒在所述轉(zhuǎn)筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
優(yōu)選地，所述固體顆粒為煤質(zhì)活性炭，所述轉(zhuǎn)筒內(nèi)裝有多個(gè)鋼球。優(yōu)選地，該方法包括將裝載有所述固體顆粒的所述轉(zhuǎn)筒放入加熱爐內(nèi)以進(jìn)行加熱，和/或往所述轉(zhuǎn)筒內(nèi)通入熱氣體以對(duì)所述固體顆粒進(jìn)行加熱的加熱步驟。優(yōu)選地,所述轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速不高于80r/min,優(yōu)選為30r/min 50r/min。優(yōu)選地，該方法還包括將裝載有所述固體顆粒的所述轉(zhuǎn)筒從所述加熱爐中取出并進(jìn)行冷卻的冷卻步驟，該冷卻步驟中，所述固體顆粒在所述轉(zhuǎn)筒內(nèi)自然冷卻或者通過往所述轉(zhuǎn)筒內(nèi)通入冷氣體以對(duì)所述固體顆粒進(jìn)行激冷。這樣，可測(cè)定不同加熱速率和冷卻速率下的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性。優(yōu)選地，所述固體顆粒的加熱速率和/或冷卻速率為5°C /min 100°C /min。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，相應(yīng)提供了一種固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，該裝置包括用于裝載固體顆粒的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由致動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)所述固體顆粒產(chǎn)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)該固體顆粒的相互摩擦和碰撞。優(yōu)選地，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)筒，所述加熱機(jī)構(gòu)包括加熱爐，其中，該加熱爐與所述轉(zhuǎn)筒彼此位置可調(diào)節(jié)地設(shè)置，以使得所述轉(zhuǎn)筒能夠位于所述加熱爐內(nèi)或者位于所述加熱爐外且相互間隔。優(yōu)選地，該裝置還包括機(jī)架和轉(zhuǎn)軸，該轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置并安裝到所述機(jī)架上，所述轉(zhuǎn)筒安裝于所述轉(zhuǎn)軸的端部。優(yōu)選地，所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有第一齒輪，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有第二齒輪，所述第一齒輪與第二齒輪之間形成外嚙合傳動(dòng)。優(yōu)選地，所述加熱爐包括爐體和側(cè)爐門，該側(cè)爐門套裝在所述轉(zhuǎn)軸上，在沿所述轉(zhuǎn)軸的中心軸線方向上，所述加熱爐的爐體和所述側(cè)爐門中的其中一者相對(duì)于另一者位置可移動(dòng)地安裝在所述動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置的底座上。優(yōu)選地，該裝置還包括與所述加熱爐的爐體相連的線性電機(jī)，該線性電機(jī)用于沿所述轉(zhuǎn)軸的中心軸線方向移動(dòng)所述爐體。優(yōu)選地，所述爐體的底部設(shè)有拖鏈。優(yōu)選地，該裝置包括活動(dòng)連接于所述機(jī)架上的滑蓋，所述加熱爐的爐體可移動(dòng)地設(shè)置在所述底座上，并且所述爐體在在移動(dòng)方向上具有第一閉合位置和第二閉合位置，其中:在所述第一閉合位置，所述爐體與側(cè)爐門接合并且所述轉(zhuǎn)筒容納于所述加熱爐內(nèi)，所述滑蓋位于所述爐體的頂部；在所述第二閉合位置，所述爐體與側(cè)爐門分離并且所述轉(zhuǎn)筒位于所述加熱爐外，所述滑蓋能夠繞所述機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)至所述爐體的開口側(cè)并閉合該爐體。優(yōu)選地，所述爐體的內(nèi)壁上設(shè)有朝向所述轉(zhuǎn)軸凸出的支撐桿，所述轉(zhuǎn)筒的外壁上形成有與所述支撐桿相配合的凹槽，在所述第一閉合位置，所述支撐桿插入于所述凹槽中。優(yōu)選地，上述加熱機(jī)構(gòu)還包括連接到所述轉(zhuǎn)筒上的進(jìn)氣管和排氣管，所述進(jìn)氣管的一端連接熱源氣體，另一端以及所述排氣管均連通至所述轉(zhuǎn)筒的內(nèi)腔室。優(yōu)選地，該裝置還包括安裝套管，該安裝套管固定套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)筒包括旋轉(zhuǎn)筒部和固定安裝部，所述旋轉(zhuǎn)筒部安裝于所述轉(zhuǎn)軸上并與所述固定安裝部相連，所述固定安裝部安裝在所述安裝套管的端部，所述進(jìn)氣管和排氣管分別連接到所述固定安裝部上，其中所述旋轉(zhuǎn)筒部和固定安裝部上形成有從所述進(jìn)氣管和排氣管連通至所述旋轉(zhuǎn)筒部?jī)?nèi)腔室的氣流通道。優(yōu)選地，所述氣流通道包括進(jìn)氣環(huán)道、排氣環(huán)道、頂壁氣道和底壁氣道，所述進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)筒部的與所述固定安裝部相連的第一側(cè)壁上，所述頂壁氣道和底壁氣道分別設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)筒部的頂壁和底壁上并與所述旋轉(zhuǎn)筒部的內(nèi)腔室連通，所述進(jìn)氣環(huán)道分別連通所述進(jìn)氣管、頂壁氣道和底壁氣道，所述排氣環(huán)道連通所述旋轉(zhuǎn)筒部的內(nèi)腔室和所述排氣管。優(yōu)選地，所述第一側(cè)壁包括第一陶瓷片，該第一陶瓷片嵌設(shè)于該第一側(cè)壁中以用于過濾氣體，并且所述第一陶瓷片上形成有所述進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道。優(yōu)選地，所述固定安裝部包括用于過濾氣體的第二陶瓷片，該第二陶瓷片嵌設(shè)于該固定安裝部中并與所述第一陶瓷片相貼合，用于密封內(nèi)腔室的氣體。所述第二陶瓷片上設(shè)有分別與所述進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道連通的進(jìn)氣接口和排氣接口，該進(jìn)氣接口和排氣接口分別連接所述進(jìn)氣管和排氣管。優(yōu)選地，所述第一側(cè)壁與所述轉(zhuǎn)軸之間為鍵槽配合。優(yōu)選地，所述第一側(cè)壁可拆卸地安裝于所述旋轉(zhuǎn)筒部的頂壁與底壁之間。優(yōu)選地，所述側(cè)爐門和所述轉(zhuǎn)筒間隔安裝在所述安裝套管上，所述側(cè)爐門與轉(zhuǎn)筒之間設(shè)有定位套筒，所述安裝套管上形成有臺(tái)階部，所述側(cè)爐門的兩側(cè)分別抵靠于所述臺(tái)階部和所述定位套筒上。優(yōu)選地，所述側(cè)爐門上設(shè)有貫通孔，所述進(jìn)氣管和排氣管穿過所述貫通孔并連接到所述轉(zhuǎn)筒上。優(yōu)選地，該裝置還包括壓縮彈簧機(jī)構(gòu)，該壓縮彈簧機(jī)構(gòu)的兩端分別偏壓在所述機(jī)架和所述安裝套管上，以朝向所述爐體的方向頂推所述側(cè)爐門。根據(jù)上述的本發(fā)明的一種固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，通過對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使得所述固體顆粒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞，可以模擬煤炭、半焦和型煤等固體顆粒試樣在不同溫度、加熱方式、加熱速率、環(huán)境氛圍和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速條件下的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性。利用本發(fā)明的相應(yīng)動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，可試驗(yàn)得出固體顆粒試樣在轉(zhuǎn)筒內(nèi)受到加熱爐或熱氣體等熱應(yīng)力以及與轉(zhuǎn)筒的機(jī)械磨損和顆粒間碰撞等而發(fā)生的破碎和粉化，真實(shí)反映出固體顆粒在實(shí)際工業(yè)利用過程中的破碎粉化的程度。因而可建立更為貼近實(shí)際的關(guān)于固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性的判定標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:圖1為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的加熱爐處于第一閉合位置，即爐體與側(cè)爐門閉合，滑蓋位于爐體頂部；圖2圖示了圖1中的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置的加熱爐處于第二閉合位置，即爐體與側(cè)爐門分離且爐體與滑蓋閉合，其中為清楚起見，還對(duì)于轉(zhuǎn)軸的安裝結(jié)構(gòu)作了剖切顯示；圖3放大顯示了圖2裝置中的轉(zhuǎn)筒、轉(zhuǎn)軸和側(cè)爐門之間的安裝結(jié)構(gòu)，并且圖示了轉(zhuǎn)筒與進(jìn)氣管和出氣管之間的氣流通道布置；圖4為圖3所示的轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)筒部的剖視圖，其中的旋轉(zhuǎn)筒部中拆除了與固定安裝部相連的第一側(cè)壁；圖5為圖3所示的轉(zhuǎn)筒中的第一陶瓷片的主視圖；圖6為圖3所示的轉(zhuǎn)筒中的第二陶瓷片的主視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式的變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明I機(jī)架2底座3滑蓋4進(jìn)氣管5排氣管6轉(zhuǎn)筒7偵彳爐門8旋轉(zhuǎn)電機(jī)9第一齒輪10第二齒輪11 轉(zhuǎn)軸12 加熱爐13 拖鏈14 線性電機(jī) 15 支撐桿16 安裝套管17第一陶瓷片 18第二陶瓷片19 定位套筒 20 第一側(cè)壁21 壓縮彈簧機(jī)構(gòu)22 第二側(cè)壁61 旋轉(zhuǎn)筒部 62 固定安裝部A進(jìn)氣接口B排氣接口
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下”通常是針對(duì)附圖所示的方向而言的或者是針對(duì)豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關(guān)系描述用
ο如前所述，為了更好地模擬固體顆粒在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用過程中的破碎粉化現(xiàn)象，SP固體顆粒試樣，如煤炭、半焦、型煤或活性炭，在燃燒、氣化和熱解過程中，由于顆粒間碰撞、機(jī)械磨損和因受熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力作用而發(fā)生的破碎粉化現(xiàn)象，本發(fā)明提出了一種固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，該測(cè)定方法在對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使得固體顆粒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞。作為總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明重點(diǎn)是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)煤炭等固體顆粒只單獨(dú)考慮試樣保持靜止的情況下加熱試樣所測(cè)定的熱穩(wěn)定性效果，在對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的基礎(chǔ)上增加了對(duì)固體顆粒的碰撞和摩擦的動(dòng)態(tài)模擬，以更好的反映實(shí)際工業(yè)中顆粒破碎粉化過程的顆粒滾動(dòng)碰撞和機(jī)械磨損等因素。在上述總的技術(shù)構(gòu)思的基礎(chǔ)上，本發(fā)明為了定量分析固體顆粒在上述過程中破碎粉化的現(xiàn)象，在現(xiàn)有的煤的熱穩(wěn)定性測(cè)定方法的基礎(chǔ)上，引入動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)作為評(píng)價(jià)固體顆粒在上述過程中的粉化程度。此處所提及的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性也就是固體試樣在受到高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力作用同時(shí)產(chǎn)生碰撞、磨損而保持原來粒度的性質(zhì)，并以此建立了一套以保留在試驗(yàn)篩上的試樣質(zhì)量占原試樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)的方法。并且，為此開發(fā)了一套專用試驗(yàn)裝置用于模擬上述過程，以下將一一闡述。為實(shí)現(xiàn)在對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使得固體顆粒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞，更好的模擬實(shí)際工業(yè)應(yīng)用過程，可采用將一定粒度的固體顆粒試樣放入轉(zhuǎn)筒或振動(dòng)篩等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，以跟隨該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)，使得固體顆粒跟隨產(chǎn)生振動(dòng)或翻滾，顆粒之間以及顆粒與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間產(chǎn)生碰撞和機(jī)械磨損。具體到以下實(shí)施方式中，參見圖1，將固體顆粒裝入轉(zhuǎn)筒6內(nèi)并驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)筒6旋轉(zhuǎn)，以使得固體顆粒在轉(zhuǎn)筒6內(nèi)運(yùn)動(dòng)。使用轉(zhuǎn)筒可更方便控制固體顆粒的運(yùn)動(dòng)劇烈程度，通過轉(zhuǎn)速控制可進(jìn)行量化，因而在試驗(yàn)中所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)筒較為適宜。而對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的熱量可以是來自電爐等的熱輻射，還可以是來自外界的氣體熱載體等。參見圖1，作為可選擇的兩種加熱方式，可將裝載有固體顆粒的轉(zhuǎn)筒6放入加熱爐12內(nèi)以進(jìn)行加熱，和/或往轉(zhuǎn)筒6內(nèi)通入熱氣體以對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱。這樣，轉(zhuǎn)筒6中的煤樣可同時(shí)受到顆粒間碰撞、機(jī)械磨損和熱應(yīng)力的綜合作用而發(fā)生破碎。根據(jù)本發(fā)明的方法中，為獲得具體的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)，以保留在試驗(yàn)篩上的試樣質(zhì)量占原試樣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為參考標(biāo)準(zhǔn)。具體地，待固體顆粒例如煤樣在運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)筒6內(nèi)經(jīng)過一段時(shí)間后，可將煤樣冷卻后稱量，篩分。在篩分和建立指標(biāo)參數(shù)時(shí)，對(duì)于不同成分的固體顆粒應(yīng)區(qū)別對(duì)待。例如，對(duì)于煤樣和半焦而言，可以將粒度大于6mm的殘焦質(zhì)量占各級(jí)殘焦質(zhì)量之和的百分?jǐn)?shù)作為動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)DTS+6 ;以3-6mm和小于3mm的殘焦質(zhì)量分別占各級(jí)殘焦質(zhì)量之和的百分?jǐn)?shù)作為動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性輔助指標(biāo)DTS3_6，DTS_3。對(duì)于型煤而言，可以將粒度大于13mm的殘焦質(zhì)量占各級(jí)殘焦質(zhì)量之和的百分?jǐn)?shù)作為動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)DTS+13 ;以小于3mm的殘焦質(zhì)量分別占各級(jí)殘焦質(zhì)量之和的百分?jǐn)?shù)作為熱穩(wěn)定性輔助指標(biāo)DTS_3。而對(duì)于強(qiáng)度較大的煤質(zhì)活性炭，任選的，轉(zhuǎn)筒6中可根據(jù)需要放入多個(gè)鋼球以增強(qiáng)碰撞和磨損，以保留在試驗(yàn)篩上的質(zhì)量占原活性炭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為活性炭的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)。通過以上介紹的本發(fā)明方法，可考察在熱輻射或氣體熱載體產(chǎn)生的熱應(yīng)力作用下，試樣顆粒間相互碰撞以及顆粒與機(jī)械設(shè)備之間的磨損，獲得固體試樣的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)，此指標(biāo)更能反映實(shí)際工業(yè)過程中顆粒的破碎粉化現(xiàn)象。以上僅對(duì)本發(fā)明方法作了原理性闡述，下面還將結(jié)合為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法而開發(fā)的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置來詳細(xì)具體地描述本發(fā)明方法。首先介紹本發(fā)明的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置。為實(shí)現(xiàn)在對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使得固體顆粒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞，本發(fā)明裝置在總的功能結(jié)構(gòu)上應(yīng)至少包括用于裝載固體顆粒的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由致動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)固體顆粒產(chǎn)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)該固體顆粒的相互摩擦和碰撞。以下作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，結(jié)合圖1和圖2所示，分別采用了旋轉(zhuǎn)致動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)筒6和加熱機(jī)構(gòu)，固體顆粒裝入轉(zhuǎn)筒6內(nèi)，轉(zhuǎn)筒6由旋轉(zhuǎn)致動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這樣固體顆粒就在轉(zhuǎn)筒內(nèi)滾動(dòng)和彼此碰撞，以模擬工業(yè)應(yīng)用過程中的實(shí)際動(dòng)態(tài)過程。結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置還包括底座2，加熱機(jī)構(gòu)包括加熱爐12，該加熱爐12和轉(zhuǎn)筒6彼此位置可調(diào)節(jié)地安裝在底座2上方，以使得轉(zhuǎn)筒6能夠位于加熱爐12內(nèi)或者位于加熱爐12外且相互間隔。換言之，可采用加熱爐12對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱，加熱爐12與轉(zhuǎn)筒6安裝在底座2上并且二者之間可相互靠近或遠(yuǎn)離，例如加熱爐12固定不動(dòng)，轉(zhuǎn)筒6能夠水平地或豎直方向地移動(dòng)進(jìn)/出加熱爐12的爐體內(nèi)。在本實(shí)施方式的裝置結(jié)構(gòu)中，采用轉(zhuǎn)筒6不動(dòng)而移動(dòng)加熱爐12的方式，如圖1和圖2所示，以使得移動(dòng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，操作方便。在本實(shí)施方式中，本發(fā)明裝置還包括機(jī)架I和轉(zhuǎn)軸11，該轉(zhuǎn)軸11水平設(shè)置并安裝到機(jī)架I上，轉(zhuǎn)筒6安裝于轉(zhuǎn)軸11的端部。轉(zhuǎn)軸11能夠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)軸11水平伸出和不可伸長(zhǎng)，因而轉(zhuǎn)筒6的位置固定，能夠容納于可移動(dòng)的加熱爐12內(nèi)。轉(zhuǎn)筒6與加熱爐12之間水平移動(dòng)，相較于豎直方向的移動(dòng)更為方便，節(jié)省能量，且能避開豎直方向移動(dòng)時(shí)從加熱爐頂部冒出的高溫氣體給人帶來的可能傷害。此外，上述的旋轉(zhuǎn)致動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)8，轉(zhuǎn)軸11上設(shè)有第一齒輪9，旋轉(zhuǎn)電機(jī)8的輸出軸上設(shè)有第二齒輪10，第一齒輪9與第二齒輪10之間形成外嚙合傳動(dòng)。這樣旋轉(zhuǎn)電機(jī)8通過最簡(jiǎn)單的傳動(dòng)方式帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖1或圖2所示，為使得加熱爐12可移動(dòng)并且加熱爐方便關(guān)閉或打開，此處的加熱爐12設(shè)計(jì)為包括爐體和側(cè)爐門7，該側(cè)爐門7套裝在轉(zhuǎn)軸11上，加熱爐12的爐體在沿轉(zhuǎn)軸11的中心軸線方向上位置可移動(dòng)地安裝在底座2上。加熱爐12的爐體可連接線性電機(jī)14，該線性電機(jī)14可固定安裝在底座2或機(jī)架I上，其輸出軸用于沿轉(zhuǎn)軸11的中心軸線方向移動(dòng)爐體。另外，加熱爐12的爐體底部可設(shè)有拖鏈13，拖鏈用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合以對(duì)爐體內(nèi)置的電纜、油管、氣管、水管等起到牽引和保護(hù)作用。拖鏈每節(jié)都能打開，便于安裝和維修。運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音低、耐磨、可高速運(yùn)動(dòng)。在圖1和圖2所示裝置的加熱爐12中，需要特別說明的是，為安全起見，該加熱爐12還特別包括以活動(dòng)連接方式尤其是鉸接方式連接于機(jī)架I上的滑蓋3，加熱爐12的爐體在移動(dòng)方向上具有第一閉合位置和第二閉合位置，其中在如圖1所示的第一閉合位置，爐體與側(cè)爐門7接合并且轉(zhuǎn)筒6容納于加熱爐12內(nèi)，滑蓋3位于爐體的頂部。在如圖2所示的第二閉合位置，爐體與側(cè)爐門7分離并且轉(zhuǎn)筒6位于加熱爐12外，滑蓋3繞機(jī)架I上的鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)至爐體的開口側(cè)并閉合該爐體。其中本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的是，應(yīng)通過結(jié)合加熱爐12的移動(dòng)行程來設(shè)計(jì)滑蓋3與機(jī)架I之間的鉸接結(jié)構(gòu)，例如鉸點(diǎn)位置、鉸接臂的形狀、長(zhǎng)度、擺幅等，以及滑蓋3與爐體之間還可設(shè)置導(dǎo)向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而最終使得滑蓋3與加熱爐12之間以機(jī)械方式形成上述配合關(guān)系。由于上述的例如鉸接臂形狀尺寸設(shè)計(jì)或?qū)蛞苿?dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，均是為本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解和知曉的公知常識(shí)或常規(guī)設(shè)計(jì)，只要給出設(shè)置滑蓋3與加熱爐12之間的具體配合關(guān)系，本領(lǐng)域技術(shù)人員可設(shè)計(jì)出多種配合滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，圖1和圖2中僅圖示了一種鉸接結(jié)構(gòu)，其它方式或具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)在此不再一一贅述。通過滑蓋3與加熱爐12之間的這種配合關(guān)系，在爐體移開側(cè)爐門7后以取出轉(zhuǎn)筒6內(nèi)的固體顆粒后，待爐體移動(dòng)至第二閉合位置，滑蓋3可自動(dòng)、即時(shí)地閉合加熱爐12。由于爐體內(nèi)溫度高達(dá)近1000°C，這樣可避免熱量外逸和傷及操作人員。如圖2所示，爐體的內(nèi)壁上還可設(shè)有朝向轉(zhuǎn)軸11凸出的支撐桿15，轉(zhuǎn)筒6的外壁(即圖7所示的第二側(cè)壁22)上形成有與支撐桿15相配合的凹槽。在如圖1所示的第一閉合位置，支撐桿15插入于凹槽中。支撐桿15設(shè)置在轉(zhuǎn)軸11的中心軸線延長(zhǎng)線上，這樣可使得轉(zhuǎn)筒6如圖1所示的位于加熱爐12內(nèi)進(jìn)行加熱并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可通過支撐桿15獲得結(jié)構(gòu)支撐，轉(zhuǎn)動(dòng)更平穩(wěn)。此外，圖1所示的裝置中，致動(dòng)機(jī)構(gòu)主要為轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)8、直線電機(jī)14和作為加熱爐12的電爐，所需控制的參數(shù)主要為轉(zhuǎn)筒6的轉(zhuǎn)速、加熱爐12的加熱溫度、加熱爐12的移動(dòng)行程等，控制邏輯簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知曉的是，可通過多種控制方式來實(shí)現(xiàn)上述控制，例如PLC控制結(jié)合電機(jī)變頻控制，并通過簡(jiǎn)單電控布線來實(shí)現(xiàn)，因而同樣在此不再對(duì)具體控制方式、控制邏輯和控制結(jié)構(gòu)做出具體描述。如圖1或圖2所示，在底座2的左端設(shè)置了分別對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)8、直線電機(jī)14和加熱爐12進(jìn)行控制的按鈕，還可通過人性化的控制界面進(jìn)行控制操作，例如底座2右端的若干方塊即顯示屏，操作人員可通過觀測(cè)顯示屏顯示的電機(jī)轉(zhuǎn)速、加熱溫度等進(jìn)行方便操作。通過以上對(duì)主要結(jié)構(gòu)部件及其安裝和配合結(jié)構(gòu)的說明，即可通過該裝置基本實(shí)現(xiàn)上述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，也就是對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使得固體顆粒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞。以下將對(duì)各主要部件進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)闡述和擴(kuò)展說明，以便于本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好和更具體地理解根據(jù)本發(fā)明的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置。首先需要特別說明的是加熱爐12，上述固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置中所使用的加熱爐12完全區(qū)別于常見的頂部設(shè)蓋的加熱爐。本發(fā)明的加熱爐12包括爐體和側(cè)爐門7，該爐體和側(cè)爐門7中的一者(或者爐體和側(cè)爐門7 二者均)可移動(dòng)設(shè)置，以使得能夠與爐體和側(cè)爐門7中的另一者脫離連接并間隔開，或者與另一者接合以閉合加熱爐12。換言之，本發(fā)明的加熱爐12還可以是爐體固定而側(cè)爐門7移動(dòng)的方式，但作為示例，以下僅以如圖1所示的側(cè)爐門7固定而爐體可移動(dòng)的方式進(jìn)行描述。通過將爐門設(shè)置在爐體的側(cè)面，且加熱爐12的一部分可移動(dòng)，可使得操作人員能夠安全方便地從加熱爐12內(nèi)拿取加熱物體，避免灼傷，而且加熱爐12的移動(dòng)式閉合結(jié)構(gòu)還便于自動(dòng)控制，即實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐12進(jìn)行動(dòng)作控制?；w3的設(shè)置還可避免加熱爐12內(nèi)的熱量外逸。其中，側(cè)爐門7上優(yōu)選地設(shè)有用于盛放加熱物體的裝載容器，例如圖1所示的轉(zhuǎn)筒6，該裝載容器從側(cè)爐門7的內(nèi)壁朝向爐體伸出。通過將裝載容器連接在側(cè)爐門7上，待加熱完成后可隨著側(cè)爐門7與爐體的分離而由操作人員取得裝載容器上的加熱物，或者加熱前往裝載容器中加載待加熱物。加熱爐12可安裝在機(jī)架I和底座2上，側(cè)爐門7固定連接于機(jī)架I上，而爐體相對(duì)于側(cè)爐門7可移動(dòng)地設(shè)置在底座2上。具體地，如圖3所示，側(cè)爐門7可固定安裝在套設(shè)于轉(zhuǎn)軸11上的安裝套管16上，安裝套管16連接到機(jī)架I上，以下將詳述。此外，如圖2和圖3所示，側(cè)爐門7與機(jī)架I之間還可設(shè)有壓縮彈簧機(jī)構(gòu)21，該壓縮彈簧機(jī)構(gòu)21用于朝向爐體的方向偏壓側(cè)爐門7，以給側(cè)爐門7提供壓緊力，閉緊側(cè)爐門7。本發(fā)明的加熱爐12不局限于受圖2所示的由線性電機(jī)14推動(dòng)，也可通過其它方式推動(dòng)，例如結(jié)合滑軌或絲桿的手動(dòng)操作方式。底座2上可設(shè)有沿所述爐體相對(duì)于側(cè)爐門7的移動(dòng)方向布置的滑軌，該滑軌上設(shè)有滑動(dòng)配合的滑塊，爐體與滑塊相連，從而以滑動(dòng)方式推動(dòng)爐體移動(dòng)。為方便推動(dòng)，底座2上可優(yōu)選安裝有絲桿，該絲桿設(shè)置在滑軌內(nèi)并與滑塊固定連接。這樣，操作人員可通過搖動(dòng)搖柄來簡(jiǎn)單省力地推動(dòng)爐體直線移動(dòng)。另外，如前所述，該加熱爐12包括滑蓋3，該滑蓋3用于在爐體與側(cè)爐門7間隔分離時(shí)與爐體相接合，以閉合該爐體。設(shè)置該滑蓋3可防止?fàn)t體與側(cè)爐門7分離后的熱量外逸，其可手動(dòng)或電控、機(jī)械方式設(shè)置等，在此不再重復(fù)。另外，以下將結(jié)合圖1和圖2所示的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置來詳細(xì)介紹一種變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)。如圖7或圖8所示，該變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣管4、轉(zhuǎn)筒6和轉(zhuǎn)軸11，轉(zhuǎn)筒6安裝在轉(zhuǎn)軸11的端部，進(jìn)氣管4的一端連接熱源氣體，另一端連通至轉(zhuǎn)筒6的內(nèi)腔室。其中，轉(zhuǎn)軸11能夠帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)氣管4能夠往轉(zhuǎn)筒6內(nèi)通入加熱氣體或冷卻氣體，作為一種可選擇的加熱方式，可作為單獨(dú)加熱方式使用，也可結(jié)合加熱爐12使用，構(gòu)成動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置中的加熱機(jī)構(gòu)。然而，由于轉(zhuǎn)筒6旋轉(zhuǎn)，通過進(jìn)氣管4往轉(zhuǎn)筒內(nèi)通入熱氣體時(shí)，應(yīng)確保進(jìn)氣管4不會(huì)跟隨轉(zhuǎn)筒6的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生纏繞等問題。為此，需要使轉(zhuǎn)筒6的筒體能夠轉(zhuǎn)動(dòng)但進(jìn)氣管4相對(duì)不動(dòng)。作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖7所示，該變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)還包括排氣管5和安裝套管16，該安裝套管16固定套設(shè)在轉(zhuǎn)軸11上，轉(zhuǎn)筒6包括旋轉(zhuǎn)筒部61和固定安裝部62，旋轉(zhuǎn)筒部61安裝于轉(zhuǎn)軸11上并與固定安裝部62相連，固定安裝部62安裝在安裝套管16上，進(jìn)氣管4和排氣管5分別連接到固定安裝部62上，其中旋轉(zhuǎn)筒部61和固定安裝部62上形成有從進(jìn)氣管4和排氣管5連通至旋轉(zhuǎn)筒部61內(nèi)腔室的氣流通道。其中，安裝套管16可直接固定連接到機(jī)架I的外殼上，或者如圖2所示，通過更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)安裝到機(jī)架I內(nèi)的豎直安裝桿上。這樣，進(jìn)氣管4、排氣管5和轉(zhuǎn)筒6的固定安裝部62可固定安裝在安裝套管16上，而轉(zhuǎn)筒6的旋轉(zhuǎn)筒部61則由轉(zhuǎn)軸11驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，二者之間通過轉(zhuǎn)筒6內(nèi)的氣道設(shè)置可實(shí)現(xiàn)氣體連通。具體地，如圖4至圖7所示，上述的氣流通道優(yōu)選地包括進(jìn)氣環(huán)道、排氣環(huán)道、頂壁氣道和底壁氣道，進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道(圖4未顯示)可設(shè)置在旋轉(zhuǎn)筒部61的與固定安裝部62相連的第一側(cè)壁20上，頂壁氣道和底壁氣道分別設(shè)置在旋轉(zhuǎn)筒部61的頂壁和底壁上并與旋轉(zhuǎn)筒部61的內(nèi)腔室連通，進(jìn)氣環(huán)道分別連通進(jìn)氣管4、頂壁氣道和底壁氣道，排氣環(huán)道連通旋轉(zhuǎn)筒部61的內(nèi)腔室和排氣管5。其中，由于進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道形成為環(huán)狀地設(shè)置在第一側(cè)壁20上，即使第一側(cè)壁20旋轉(zhuǎn)，仍舊能夠與固定安裝部62上的進(jìn)氣接口和排氣接口相連。如圖4所示，旋轉(zhuǎn)筒部61的頂壁和底壁上可開設(shè)多個(gè)進(jìn)氣口以連通轉(zhuǎn)筒6內(nèi)腔室，使得進(jìn)氣均勻，可加熱到內(nèi)腔室最深處的固體顆粒。轉(zhuǎn)筒6的旋轉(zhuǎn)筒部61與固定安裝部62形成旋轉(zhuǎn)連接，為保證氣密性，二者之間還應(yīng)設(shè)置氣體動(dòng)態(tài)密封，例如加設(shè)密封環(huán)等。但在本實(shí)施方式中，為了更好地形成密封并且過濾跟隨熱氣體流出的固體顆粒微雜質(zhì)，引入了陶瓷片。即:如圖5所示，第一側(cè)壁20包括第一陶瓷片17，該第一陶瓷片嵌設(shè)于該第一側(cè)壁20中以用于過濾氣體，并且第一陶瓷片17上形成有進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道。而且如圖6所示，固定安裝部62包括用于過濾氣體的第二陶瓷片18，該第二陶瓷片嵌設(shè)于該固定安裝部62中并與第一陶瓷片17相貼合，第二陶瓷片18上設(shè)有分別與進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道連通的進(jìn)氣接口 A和排氣接口 B，該進(jìn)氣接口 A和排氣接口 B分別連接進(jìn)氣管4和排氣管5。這樣，通過第一陶瓷片17與第二陶瓷片18的貼合，進(jìn)氣接口 A始終與第一陶瓷片17中外環(huán)道的進(jìn)氣環(huán)道相連，排氣接口 B始終與第一陶瓷片17中內(nèi)環(huán)道的排氣環(huán)道相連。第一陶瓷片17與第二陶瓷片18的緊密貼合可通過旋轉(zhuǎn)筒部61與固定安裝部62的相互安裝位置關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。例如，固定安裝部62固定安裝在安裝套筒16上，旋轉(zhuǎn)筒部61可通過第一側(cè)壁20與轉(zhuǎn)軸11之間的鍵槽配合，使得旋轉(zhuǎn)筒部61貼靠于固定安裝部62，以壓緊第一陶瓷片17和第二陶瓷片18。另外，第一側(cè)壁20優(yōu)選為可拆卸地安裝于旋轉(zhuǎn)筒部61的頂壁與底壁之間。如圖4所示為拆除了第一側(cè)壁20后的旋轉(zhuǎn)筒部61部分，由圖可見，當(dāng)固體顆粒在轉(zhuǎn)筒6內(nèi)加熱和轉(zhuǎn)動(dòng)完成后，可將旋轉(zhuǎn)筒部61卸下，取出第一側(cè)壁20中的第一陶瓷片17，而后將圖4中所示的第一側(cè)壁20卡設(shè)在頂壁與底壁之間的部分取出，從而方便地取出里面的固體顆粒進(jìn)行篩選稱重。同樣地，往轉(zhuǎn)筒內(nèi)腔室裝入固體顆粒時(shí)可反向操作以裝配轉(zhuǎn)筒6。如圖8所示，作為另一種實(shí)施方式，該變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)包括同軸布置的進(jìn)氣管4、轉(zhuǎn)筒6和轉(zhuǎn)軸11，轉(zhuǎn)軸11連接于轉(zhuǎn)筒6的一側(cè)側(cè)壁上以帶動(dòng)該轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)氣管4連接于轉(zhuǎn)筒6的另一側(cè)側(cè)壁上。換言之，轉(zhuǎn)軸11和進(jìn)氣管4分別連接于轉(zhuǎn)筒6的兩側(cè)側(cè)壁上并同軸設(shè)置。當(dāng)轉(zhuǎn)軸11帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣管4可形成為相對(duì)靜止，從而獲得與圖7所示的具有相同功能的另一種結(jié)構(gòu)形式的變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)。其中，進(jìn)氣管4可位于轉(zhuǎn)軸11的中心軸線延長(zhǎng)線上并通過滾動(dòng)軸承等方式連接于轉(zhuǎn)筒6的側(cè)壁上。這樣，通過設(shè)置滾動(dòng)軸承以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣管4不動(dòng)而轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)，或者進(jìn)氣管4與轉(zhuǎn)筒6之間實(shí)現(xiàn)類似于滑動(dòng)軸承的滑滾動(dòng)和滑動(dòng)密封，從而解決進(jìn)氣管4跟隨轉(zhuǎn)筒6轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生纏繞等問題。進(jìn)氣管4內(nèi)可嵌套有排氣管5，該進(jìn)氣管4與排氣管5之間形成有環(huán)形通道，排氣管5伸入轉(zhuǎn)筒6的內(nèi)腔室中，并且轉(zhuǎn)筒6的側(cè)壁和周壁內(nèi)形成有氣流通道，該氣流通道連通環(huán)形通道和轉(zhuǎn)筒6的內(nèi)腔室。也就是說，轉(zhuǎn)筒6的側(cè)壁和周壁優(yōu)選地形成為夾墻結(jié)構(gòu)，夾墻中間形成氣流通道，該氣流通道與進(jìn)氣管4與排氣管5之間的環(huán)形通道相連，從而將進(jìn)氣管4中流入的熱氣體均勻分散至轉(zhuǎn)筒6內(nèi)腔室各處。如圖8所示，進(jìn)氣管4可通過滾動(dòng)軸承安裝在轉(zhuǎn)筒6的右側(cè)側(cè)壁的最右端夾墻中并且進(jìn)氣管4末端截止于右側(cè)側(cè)壁的夾墻之間，進(jìn)氣管4還可起到代替支撐桿15對(duì)轉(zhuǎn)筒6起到支撐作用。而排氣管5通過滾動(dòng)軸承安裝在右側(cè)側(cè)壁的靠左夾墻中并插入轉(zhuǎn)筒內(nèi)腔室中，以將內(nèi)腔室的加熱氣體導(dǎo)出。當(dāng)然，作為另一種可選擇的安裝方式，轉(zhuǎn)軸11可設(shè)計(jì)成空心軸，排氣管5則參照套設(shè)在進(jìn)氣管4中的方式套設(shè)在轉(zhuǎn)軸11內(nèi)并伸入轉(zhuǎn)筒6的內(nèi)腔室中，從而在另一側(cè)導(dǎo)出加熱氣體。在上述的對(duì)加熱爐12和變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)的詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，可知在應(yīng)用該加熱爐12和變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置上還可采用氣體加熱方式，即所述加熱機(jī)構(gòu)還包括連接到轉(zhuǎn)筒6上的進(jìn)氣管4和排氣管5，進(jìn)氣管4的一端連接熱源氣體，另一端以及排氣管5均連通至轉(zhuǎn)筒6的內(nèi)腔室。即可結(jié)合采用氣體加熱方式和加熱爐加熱方式。此外，還可以通過進(jìn)氣管4通入用于激冷的氣體，以考察固體顆粒在激冷條件以及不同激冷速率的情況下的熱穩(wěn)定性性能，以下將詳述。在結(jié)合采用氣體加熱方式時(shí)，如圖3所示，側(cè)爐門7和轉(zhuǎn)筒6間隔安裝在安裝套管16上，側(cè)爐門7與轉(zhuǎn)筒6之間設(shè)有定位套筒19，安裝套管16上形成有臺(tái)階部，側(cè)爐門7的兩側(cè)分別抵靠于臺(tái)階部和定位套筒19上。這樣，側(cè)爐門7就軸向定位并固定安裝在安裝套筒16上。此時(shí)，側(cè)爐門7上可設(shè)有貫通孔，進(jìn)氣管4和排氣管5穿過貫通孔并連接到轉(zhuǎn)筒6上。側(cè)爐門7此時(shí)起到對(duì)進(jìn)氣管4和排氣管5的支撐作用。此外，為使得側(cè)爐門7與爐體在上述的第一閉合位置能夠閉合緊密，應(yīng)在側(cè)爐門7上施加一個(gè)朝向爐體的預(yù)緊力。因此如圖2和圖3所示，還可設(shè)置壓縮彈簧機(jī)構(gòu)21，該壓縮彈簧機(jī)構(gòu)的兩端分別最終偏壓在機(jī)架I和安裝套管16上，以朝向爐體的方向頂推側(cè)爐門7。
綜上，在上述對(duì)固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置及其部件加熱爐12和變溫轉(zhuǎn)筒機(jī)構(gòu)的詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，可具體設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法的測(cè)定步驟。如圖1和圖2所示，首先可將一定質(zhì)量和粒度范圍的試樣放入轉(zhuǎn)筒6中，將轉(zhuǎn)筒6與轉(zhuǎn)軸11連接，加熱爐12可以提供以熱輻射形式的熱量，若考察氣體熱載體形式的加熱方式，可以將熱氣體從進(jìn)氣管4進(jìn)入轉(zhuǎn)筒并加熱試樣后，從排氣管5排出。而后在底座2上設(shè)定轉(zhuǎn)筒6的轉(zhuǎn)速，當(dāng)試樣在預(yù)定溫度停留所需時(shí)間后，冷卻并稱量試樣，最后將試樣倒入合適的篩子上，蓋好并固定，篩分。將篩上的質(zhì)量與總過篩質(zhì)量相比作為動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)。以下具體實(shí)施方式
中用來測(cè)試粒度為2_30mm的固體顆粒試樣的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性。如圖1和圖2所示的裝置中，進(jìn)氣管4和排氣管5可由針型閥控制管路的開關(guān)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)筒6的密封和暢通。底座2上的控制按鈕分別為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)8、電爐12和直線電機(jī)14開關(guān)，底座2上的顯示屏可顯示進(jìn)氣管4、排氣管5、轉(zhuǎn)筒6的溫度和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速。將一定粒度的試樣放入轉(zhuǎn)筒6中，通過控制按鈕調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)8帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸11，使轉(zhuǎn)筒6達(dá)到所需轉(zhuǎn)速，由直線電機(jī)14控制電爐爐體向前移動(dòng)至完全包裹住轉(zhuǎn)筒6，由加熱爐12加熱轉(zhuǎn)筒6到預(yù)定溫度；當(dāng)使用氣體熱載體對(duì)試樣進(jìn)行快速加熱時(shí)，熱氣體由進(jìn)氣管4進(jìn)入轉(zhuǎn)筒6與試樣接觸換熱后，從排氣管5處排出。以下具體實(shí)施方式
中將依次以煤炭、半焦、型煤和活性炭為例來具體描述動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法和動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)的獲得，但需要說明的是固體顆粒并不限于以上4種。其中為便于試驗(yàn)并參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，固體顆粒的加熱溫度優(yōu)選設(shè)定為835°C 865°C,轉(zhuǎn)筒6的轉(zhuǎn)速應(yīng)不高于80r/min,優(yōu)選設(shè)定為30r/min 50r/min。
具體實(shí)施方式
一:煤炭的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法1、按GB474的規(guī)定制備6_13mm粒度的空氣干燥煤樣約1.5Kg,混勻后取500cm3煤樣，稱量(稱準(zhǔn)到0.0lg)。2、將煤樣裝入轉(zhuǎn) 筒6中，并將轉(zhuǎn)筒6與轉(zhuǎn)軸11連接。將進(jìn)氣管4和排氣管5關(guān)閉隔絕空氣，迅速將轉(zhuǎn)筒6送入已升溫到900°C的加熱爐12恒溫區(qū)內(nèi)，(若考察氣體熱載體加熱形式，將熱氣體從進(jìn)氣管4通入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，氣體通過煤層厚由排氣管5排出。)打開轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)，設(shè)定轉(zhuǎn)速為50r/min，將爐溫調(diào)到(850±15)°C，使煤樣在此溫度下轉(zhuǎn)動(dòng)30min。煤樣剛送入加熱爐12時(shí)，爐溫可能下降，此時(shí)要求在Smin內(nèi)爐溫恢復(fù)到(850±15) °C，否則測(cè)定作廢。3、從加熱爐12中取出轉(zhuǎn)筒6，冷卻至室溫，稱量殘焦的總質(zhì)量(稱準(zhǔn)到0.0lg)，將孔徑6mm和3mm的篩子和篩底盤疊放在振篩機(jī)上，然后把稱量后的殘焦倒入6mm篩子內(nèi)，蓋好篩蓋并將其固定，開動(dòng)振篩機(jī)，篩分lOmin。4、分別稱量篩分后粒度大于6mm、3-6mm及小于3mm的各級(jí)殘焦的質(zhì)量(稱準(zhǔn)到
0.0lg)，將各級(jí)殘焦的質(zhì)量相加與篩分前的總殘焦質(zhì)量相比，二者之差不超過±lg，否則測(cè)
定作廢。5、煤的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性指標(biāo)和輔助指標(biāo)按公式(I) (3)計(jì)算:,) TSX100 ( I )
m
權(quán)利要求
1.固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其特征在于，該測(cè)定方法在對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使得所述固體顆粒產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其特征在于，將所述固體顆粒裝入轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)并驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)筒(6)旋轉(zhuǎn)，以使得所述固體顆粒在所述轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其特征在于，所述固體顆粒為煤質(zhì)活性炭，所述轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)裝有多個(gè)鋼球。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其特征在于，該方法包括將裝載有所述固體顆粒的所述轉(zhuǎn)筒(6)放入加熱爐(12)內(nèi)以進(jìn)行加熱，和/或往所述轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)通入熱氣體以對(duì)所述固體顆粒進(jìn)行加熱的加熱步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)筒(6)的轉(zhuǎn)速不高于80r/min,優(yōu)選為30r/min 50r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其特征在于，該方法還包括將裝載有所述固體顆粒的所述轉(zhuǎn)筒(6)從所述加熱爐(12)中取出并進(jìn)行冷卻的冷卻步驟，該冷卻步驟中，所述固體顆粒在所述轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)自然冷卻或者通過往所述轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)通入冷氣體以對(duì)所述固體顆粒進(jìn)行激冷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法，其特征在于，所述固體顆粒的加熱速率和/或冷卻速率為5°C /min 100°C /min。
8.固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，該裝置包括用于裝載固體顆粒的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由致動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)所述固體顆粒產(chǎn)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)該固體顆粒的相互摩擦和碰撞。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為轉(zhuǎn)筒(6)，所述加熱機(jī)構(gòu)包括加熱爐(12)，其中，所述加熱爐(12)與所述轉(zhuǎn)筒(6)彼此位置可調(diào)節(jié)地設(shè)置，以使得所述轉(zhuǎn)筒(6)能夠位于所述加熱爐(12)內(nèi)或者位于所述加熱爐(12)外且相互間隔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，該裝置還包括機(jī)架(I)和轉(zhuǎn)軸(11)，該轉(zhuǎn)軸水平設(shè)置并安裝到所述機(jī)架(I)上，所述轉(zhuǎn)筒(6 )安裝于所述轉(zhuǎn)軸(11)的端部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)(8),所述轉(zhuǎn)軸(11)上設(shè)有第一齒輪(9),所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(8)的輸出軸上設(shè)有第二齒輪(10)，所述第一齒輪(9)與第二齒輪(10)之間形成外嚙合傳動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述加熱爐(12 )包括爐體和側(cè)爐門(7 )，該側(cè)爐門(7 )套裝在所述轉(zhuǎn)軸(11)上，在沿所述轉(zhuǎn)軸(11)的中心軸線方向上，所述加熱爐(12)的爐體和所述側(cè)爐門(7)中的其中一者相對(duì)于另一者位置可移動(dòng)地安裝在所述動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置的底座(2 )上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，該裝置還包括與所述加熱爐(12)的爐體相連的線性電機(jī)(14)，該線性電機(jī)(14)用于沿所述轉(zhuǎn)軸(11)的中心軸線方向移動(dòng)所述爐體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述爐體的底部設(shè)有拖鏈(13)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，該裝置包括活動(dòng)連接于所述機(jī)架(I)上的滑蓋(3)，所述加熱爐(12)的爐體可移動(dòng)地設(shè)置在所述底座(2)上，并且所述爐體在移動(dòng)方向上具有第一閉合位置和第二閉合位置，其中: 在所述第一閉合位置，所述爐體與側(cè)爐門(7)接合并且所述轉(zhuǎn)筒(6)容納于所述加熱爐(12)內(nèi)，所述滑蓋(3)位于所述爐體的頂部； 在所述第二閉合位置，所述爐體與側(cè)爐門(7)分離并且所述轉(zhuǎn)筒(6)位于所述加熱爐(12)外，所述滑蓋(3)能夠繞所述機(jī)架(I)轉(zhuǎn)動(dòng)至所述爐體的開口側(cè)并閉合該爐體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述爐體的內(nèi)壁上設(shè)有朝向所述轉(zhuǎn)軸(11)凸出的支撐桿(15)，所述轉(zhuǎn)筒(6)的外壁上形成有與所述支撐桿(15)相配合的凹槽，在所述第一閉合位置，所述支撐桿(15)插入于所述凹槽中。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述加熱機(jī)構(gòu)還包括連接到所述轉(zhuǎn)筒(6)上的進(jìn)氣管(4)和排氣管(5)，所述進(jìn)氣管(4)的一端連接所述熱源氣體，另一端以及所述排氣管(5 )均連通至所述轉(zhuǎn)筒(6 )的內(nèi)腔室。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，該裝置還包括安裝套管(16),該安裝套管 (16)固定套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸(11)上,所述轉(zhuǎn)筒(6)包括旋轉(zhuǎn)筒部(61)和固定安裝部(62)，所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)安裝于所述轉(zhuǎn)軸(11)上并與所述固定安裝部(62)相連，所述固定安裝部(62)安裝在所述安裝套管(16)的端部，所述進(jìn)氣管(4)和排氣管(5)分別連接到所述固定安裝部(62)上，其中所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)和固定安裝部(62)上形成有從所述進(jìn)氣管(4)和排氣管(5)連通至所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)內(nèi)腔室的氣流通道。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述氣流通道包括進(jìn)氣環(huán)道、排氣環(huán)道、頂壁氣道和底壁氣道，所述進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)的與所述固定安裝部(62)相連的第一側(cè)壁(20)上，所述頂壁氣道和底壁氣道分別設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)的頂壁和底壁上并與所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)的內(nèi)腔室連通，所述進(jìn)氣環(huán)道分別連通所述進(jìn)氣管(4)、頂壁氣道和底壁氣道，所述排氣環(huán)道連通所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)的內(nèi)腔室和所述排氣管(5)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一側(cè)壁(20)包括第一陶瓷片(17)，該第一陶瓷片嵌設(shè)于該第一側(cè)壁(20)中以用于過濾氣體，并且所述第一陶瓷片(17)上形成有所述進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述固定安裝部(62)包括用于過濾氣體的第二陶瓷片(18)，該第二陶瓷片嵌設(shè)于該固定安裝部(62)中并與所述第一陶瓷片(17)相貼合，所述第二陶瓷片(18)上設(shè)有分別與所述進(jìn)氣環(huán)道和排氣環(huán)道連通的進(jìn)氣接口(A)和排氣接口(B)，該進(jìn)氣接口(A)和排氣接口(B)分別連接所述進(jìn)氣管(4)和排氣管(5)。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一側(cè)壁(20)與所述轉(zhuǎn)軸(11)之間為鍵槽配合。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一側(cè)壁(20)可拆卸地安裝于所述旋轉(zhuǎn)筒部(61)的頂壁與底壁之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述側(cè)爐門(7)和所述轉(zhuǎn)筒(6)間隔安裝在所述安裝套管(16)上，所述側(cè)爐門(7)與轉(zhuǎn)筒(6)之間設(shè)有定位套筒(19)，所述安裝套管(16)上形成有臺(tái)階部，所述側(cè)爐門(7)的兩側(cè)分別抵靠于所述臺(tái)階部和所述定位套筒(19)上。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，所述側(cè)爐門(7)上設(shè)有貫通孔，所述進(jìn)氣管(4)和排氣管(5)穿過所述貫通孔并連接到所述轉(zhuǎn)筒(6)上。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定裝置，其特征在于，該裝置還包括壓縮彈簧機(jī)構(gòu)(21)，該壓縮彈簧機(jī)構(gòu)的兩端分別偏壓在所述機(jī)架(I)和所述安裝套管(16)上，以朝向所述爐體的方向 頂推所述側(cè)爐門(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性測(cè)定方法及裝置，該方法在對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的同時(shí)使之產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的相互摩擦和碰撞。該裝置包括致動(dòng)機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于對(duì)固體顆粒進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)，固體顆粒裝入作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)筒內(nèi)，轉(zhuǎn)筒由致動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。通過本發(fā)明可以模擬煤炭、半焦、活性炭、型焦和型煤等固體顆粒試樣在不同溫度、加熱方式、加熱速率、環(huán)境氛圍和轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速條件下的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性，即試驗(yàn)得出固體顆粒試樣在轉(zhuǎn)筒內(nèi)受到熱應(yīng)力、機(jī)械磨損和顆粒間碰撞等而發(fā)生的破碎和粉化，真實(shí)反映出固體顆粒在實(shí)際工業(yè)利用過程中的破碎粉化程度，從而建立更為貼近實(shí)際的關(guān)于固體顆粒的動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性的判定標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01N15/00GK103196801SQ201310068339
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者田亞峻, 蘆海云, 崔鑫, 孔德婷, 劉科 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 北京低碳清潔能源研究所