CN113484460A - 一种加压水平炉实验装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
一种水平炉实验装置及其试验方法，它涉及水平炉技术领域。本发明解决了现有的加压沉降炉实验装置的加热电炉竖直放置，存在电炉上部加热元件所处环境温度过高易损坏，电炉所能达到的最高温度受限，无法满足实验要求，且无法满足堆积状态下固体样品整体的化学反应过程的问题。本发明利用高压钢瓶通过反应气进气管和平衡气进气管分别将反应气和平衡气通入石英管反应器和承压壳体内部；通过排气组件控制系统内压力变换，使石英管反应器内外形成高压状态；通过加热炉炉体将石英管反应器及其内部区域加热至高温状态；通过物料进给组件将实验物料在高温高压下快速送入/移出反应区域。本发明用于研究固体燃料在高温高压环境下的热化学转化过程。
Description
技术领域
本发明涉及水平炉技术领域，具体涉及一种加压水平炉实验装置及其试验方法。
背景技术
作为一种高效廉价的一次能源，煤炭在我国的能源消费中仍然占据主导地位，并将在未来几十年内继续发挥重要作用。与此同时，煤炭消费过程中所产生的CO2排放问题逐渐引起人们关注。我国承诺将在2030年碳排放达峰，2060年实现碳中和。因此，研究煤炭热利用过程中的CO2高效捕集技术，即富氧燃烧技术有着重要的意义。为了降低富氧燃烧系统中因空气分离装置和CO2压缩净化装置所带来的能耗，加压富氧燃烧技术应运而生。用于对煤炭在高温高压下的热化学转化过程展开研究，可为其在加压富氧燃烧领域的应用提供重要的理论基础。
实验室常见的用于研究煤炭的热化学转化过程的实验装置包括水平炉、固定床、流化床以及一维沉降炉等实验装置。这些实验装置通常只能在常压条件下开展实验研究。
申请人为哈尔滨工业大学、公开号为CN108267472A的发明专利公开了一种沉降炉试验装置，该沉降炉试验装置利用压力平衡组件向筒体内通入气体，从而使反应管内外压力达到平衡，使得反应管不会由于内部压力大于外部压力而发生碎裂，从而使上述试验装置能够应用于压力环境。
然而现有技术中的加压沉降炉实验装置至少还存在以下两方面问题：
一方面，因加压沉降炉实验装置的加热电炉竖直放置，在高压环境下壳体内部热量向上方移动，电炉上部温度高于电炉中部温度200℃左右，热量聚集在电炉上部接线柱位置，极易导致接线柱频繁损坏，降低了实验装置使用寿命。为了保证电炉上部加热元件的寿命，需要将电炉中部温度控制在1000℃以下，导致电炉所能达到的最高温度受到限制，无法满足实验物料在高温高压下的实验要求。
另一方面，加压沉降炉实验装置利用给粉组件向反应管中添加煤粉，同时利用给气组件向反应管中通入反应气体(例如，通入氩气等)，使煤粉以及反应气体在反应管中在加热体的加热条件下反应。这种立式结构的设计导致该加压沉降炉实验装置只能实现单颗粒连续反应的化学反应过程，且实验物料在反应管中部加热区域的停留时间短暂，无法满足堆积状态下固体样品整体的化学反应过程。
综上所述，现有的加压沉降炉实验装置的加热电炉竖直放置，存在电炉上部加热元件所处环境温度过高易损坏，电炉所能达到的最高温度受限，无法满足实验要求，且无法满足堆积状态下固体样品整体的化学反应过程的问题。本发明所述加压水平炉可实现在宽温度区域下固体样品停留时间可控，可反映固体燃料热化学转化的全过程。
发明内容
本发明的目的是为了实现对固体燃料在加压条件下全反应过程进行实验探究。本装置实现了在高温高压高升温速率条件下物料的反应时间精确可控，并对全反应过程燃料的气/固两相变化特性进行探究。
本发明的技术方案是：
一种加压水平炉实验装置，它包括不锈钢承压壳体组件、石英反应管组件、加热体组件、物料进给组件、进气组件和排气组件；
不锈钢承压壳体组件包括进料套11、左端盖12、承压壳体13、右端盖14和出料套15，承压壳体13水平设置，左端盖12和右端盖14分别竖直安装在承压壳体13两端，左端盖12和右端盖14上均开设有料套装配孔，进料套11和出料套15一端分别水平插装在左端盖12和右端盖14的料套装配孔内，进料套11和出料套15另一端均为封堵结构，进料套11、承压壳体13和出料套15内孔之间圆滑对接；
石英反应管组件包括石英管反应器21，石英管反应器21水平设置在承压壳体13内部，石英管反应器21两端分别插装在左端盖12和右端盖14的料套装配孔内，进料套11、左端盖12、石英管反应器21、右端盖14和出料套15之间形成反应气密封腔体；
加热体组件包括加热炉炉体31和保温材料34，加热炉炉体31套装在石英管反应器21中部，石英管反应器21、左端盖12、承压壳体13和右端盖14之间形成平衡气密封腔体，保温材料34填充在平衡气密封腔体内；
物料进给组件包括推杆驱动机构41和推杆43，左端盖12上开设有推杆装配孔，推杆43一端穿过推杆装配孔进入承压壳体13内部，且推杆43与左端盖12滑动密封配合，推杆驱动机构41置于承压壳体13外部，推杆驱动机构41与推杆43另一端连接，推杆43在推杆驱动机构41驱动下沿着承压壳体13轴线方向将物料从进料套11处推送至石英管反应器21的中心区域，并在反应结束后将物料从石英管反应器21的中心区域推离至出料套15；
进气组件用于分别向反应气密封腔体和平衡气密封腔体内通入反应气体和平衡气体，保证石英管反应器21内外的压力平衡；
排气组件用于分别将反应气密封腔体和平衡气密封腔体内的反应气体和平衡气体排出，维持石英管反应器21内外的动态平衡。
一种采用所述加压水平炉实验装置的水平炉试验方法，所述水平炉试验方法是通过以下步骤实现的，
步骤一：实验开始前，将盛有物料的石英舟放置于石英管反应器21内孔区域内；
步骤二：将水平炉试验装置各组件连接完成，并进行气密性检查；
步骤三：打开气体流量控制计57，分别向反应气密封腔体和平衡气密封腔体内通入反应气和平衡气，对承压壳体13和石英管反应器21内的空气进行置换；
步骤四：待气体置换完成后，设置温度调节控制器33并运行；
步骤五：待石英管反应器21内温度达到实验温度后，调节背压阀63来控制石英管反应器21内实验压力；
步骤六：待石英管反应器21内温度和压力均达到实验温度和实验压力后，设置控制箱42的参数，选择推进速率和推进距离并启动伺服电机411，将盛有物料的石英舟推送至石英管反应器21的中心区域；
步骤七：实验过程中通过外接设备气体分析仪监测从背压阀63排出的反应过程中的气相产物，通过气相产物的数据来判断实验的进行程度；
步骤八：待实验完成后，设置控制箱42的参数，选择推进速率和推进距离并启动伺服电机411，将反应结束后的石英舟由石英管反应器21的中心区域推送至出料套15内孔区域内；
步骤九：控制温度调节控制器33停止加热并调节背压阀63将承压壳体13和石英管反应器21内的压力卸为常压；
步骤十：打开出料套15，将残留的样品取出并保存，用于后续的分析。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
1、本发明将石英管反应器21和加热炉炉体31水平放置于承压壳体13中，将电炉接线柱设置于加热炉炉体31的水平延长线上，有效避免了现有技术中因高温高压下热量聚集在电炉上部接线柱位置，导致接线柱频繁损坏降低实验装置使用寿命的问题。本发明的石英管反应器21中部温度高于两侧温度，石英管反应器21中部温度所能达到的最高温度可以达到1200℃以上。
2、本发明采用推杆驱动机构41可以实现将物料在高压条件下快速从低温区推入高温反应区域中。可实现在高温高压下将实验物料在1s内快速推入反应区域内进行反应。在实现物料在高温高压环境下快速反应的同时，设备可长期稳定的运行。本发明通过控制箱42控制推杆驱动机构41推送物料的推进速率和推进距离，实验物料在温反应区域停留时间可控，能够实现堆积状态下固体样品的化学反应过程。
附图说明
图1是本发明所述加压水平炉实验装置的结构示意图；
图2是本发明所述推杆驱动机构41的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种加压水平炉实验装置，它包括不锈钢承压壳体组件、石英反应管组件、加热体组件、物料进给组件、进气组件和排气组件；
不锈钢承压壳体组件包括进料套11、左端盖12、承压壳体13、右端盖14和出料套15，承压壳体13水平设置，左端盖12和右端盖14分别竖直安装在承压壳体13两端，左端盖12和右端盖14上均开设有料套装配孔，进料套11和出料套15一端分别水平插装在左端盖12和右端盖14的料套装配孔内，进料套11和出料套15另一端均为封堵结构，进料套11、承压壳体13和出料套15内孔之间圆滑对接；
石英反应管组件包括石英管反应器21，石英管反应器21水平设置在承压壳体13内部，石英管反应器21两端分别插装在左端盖12和右端盖14的料套装配孔内，进料套11、左端盖12、石英管反应器21、右端盖14和出料套15之间形成反应气密封腔体；
加热体组件包括加热炉炉体31和保温材料34，加热炉炉体31套装在石英管反应器21中部，石英管反应器21、左端盖12、承压壳体13和右端盖14之间形成平衡气密封腔体，保温材料34填充在平衡气密封腔体内；
物料进给组件包括推杆驱动机构41和推杆43，左端盖12上开设有推杆装配孔，推杆43一端穿过推杆装配孔进入承压壳体13内部，且推杆43与左端盖12滑动密封配合，推杆驱动机构41置于承压壳体13外部，推杆驱动机构41与推杆43另一端连接，推杆43在推杆驱动机构41驱动下沿着承压壳体13轴线方向将物料从进料套11处推送至石英管反应器21的中心区域，并在反应结束后将物料从石英管反应器21的中心区域推离至出料套15；
进气组件用于分别向反应气密封腔体和平衡气密封腔体内通入反应气体和平衡气体，保证石英管反应器21内外的压力平衡；
排气组件用于分别将反应气密封腔体和平衡气密封腔体内的反应气体和平衡气体排出，维持石英管反应器21内外的动态平衡。
本实施方式的进料套11与左端盖12之间采用螺纹连接的方式进行装配，且进料套11与左端盖12之间采用双层密封结构密封；右端盖14与出料套15之间采用螺纹连接的方式进行装配，且右端盖14与出料套15之间采用双层密封结构密封。
本实施方式的保温材料34的材料为孔隙结构较为发达的耐温固体材料，可同时实现平衡气在石英管反应器21外部的流动以及对石英管反应器21的保温。
本实施方式的石英管反应器21与保温材料34之间采用石墨垫片密封，防止石英管反应器21内外的反应气与平衡气混合。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的加热体组件还包括温控热电偶32和温度调节控制器33，承压壳体13为不锈钢承压壳体，承压壳体13上开设有测温孔道，温控热电偶32与承压壳体12上的测温孔道密封连接，温控热电偶32的探头与石英管反应器21的中间部位相接触，温度调节控制器33置于承压壳体13的外部，温度调节控制器33通过导线与加热炉炉体31连接，通过温度调节控制器33调节控制加热炉炉体31的加热速率与加热温度。如此设置，加热炉炉体31包裹于石英管反应器21外部，用于在实验过程中对石英管反应器21加热，通过加热炉炉体31将石英管反应器21及其内部区域加热至高温状态。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的推杆驱动机构41包括伺服电机411、电机安装座412、导轨413、滑块414、丝杠415、承载螺母416、推杆安装座417、锁紧螺栓418、法兰盘419和两个轴承座410，导轨413沿承压壳体13轴线方向水平设置在进料套11远离承压壳体13一侧，导轨413上端面沿长度方向开设滑槽，丝杠415平行设置在导轨413上方，丝杠415两端为光轴，所述光轴与轴承座410转动连接，所述轴承座410安装在导轨413上，承载螺母416螺旋安装在丝杠415上，滑块414上部与承载螺母416连接，滑块414下端设有与导向板，所述导向板与导轨413的滑槽滑动连接，丝杠415远离承压壳体13一端与伺服电机411输出轴连接，伺服电机411通过电机安装座412安装在导轨413上，导轨413远离伺服电机411一端设有法兰盘419，所述法兰盘419通过连接元件与左端盖12可拆卸连接，推杆安装座417安装在承载螺母416上部，推杆安装座417上开设推杆装配孔，推杆安装座417上端面沿竖直方向开设锁紧螺纹孔，所述锁紧螺纹孔与推杆装配孔垂直相通，锁紧螺栓418螺旋安装在锁紧螺纹孔内，推杆43一端圆柱面上开设与锁紧螺纹相匹配的定位光孔，锁紧螺栓418端部插装在推杆43的定位光孔内。如此设置，通过物料进给组件将实验物料在高温高压下快速送入/移出反应区域，从而使得加压水平炉实验装置可用于高温高压的实验环境。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的物料进给组件还包括控制箱42，控制箱42置于承压壳体13外部，控制箱42通过导线与伺服电机411连接，通过控制箱42控制推杆驱动机构41推送物料的推进速率和推进距离。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的进气组件包括反应气进气管51、平衡气进气管53、反应气气源54和平衡气气源55，进料套11上开设有反应气管装配孔，反应气进气管51一端插装在反应气管装配孔内，反应气气源54置于承压壳体13的外部，反应气进气管51另一端与反应气气源54连接，左端盖12上开设有平衡气管装配孔，平衡气进气管53一端插装在平衡气管装配孔内，平衡气气源55置于承压壳体13的外部，平衡气进气管53另一端与平衡气气源55连接。如此设置，反应气气源54和平衡气气源55均为高压钢瓶，利用高压钢瓶通过反应气进气管51将反应气通入石英管反应器21内部，通过平衡气进气管53将平衡气通入承压壳体13内部。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的进气组件还包括混气罐58、三个单向阀56和三个气体流量控制计57，反应气气源54的数量为两个，两个反应气气源54均与混气罐58的进气口连接，每个反应气气源54与混气罐58之间的气路上分别依次设有单向阀56和气体流量控制计57，混气罐58的出气口与反应气进气管51另一端连接，平衡气气源55与平衡气密封腔体之间的平衡气进气管53上依次设有单向阀56和气体流量控制计57。如此设置，打开气体流量控制计57，分别向反应气密封腔体和平衡气密封腔体内通入反应气和平衡气，对承压壳体13和石英管反应器21内的空气进行置换。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的进气组件还包括安全阀52和安全管路，安全管路一端与平衡气进气管53连通，安全管路上设有安全阀52。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式的排气组件包括反应气出气管61、平衡气出气管65和过滤器62，出料套15上开设有反应气管装配孔，反应气出气管61一端插装在反应气管装配孔内，右端盖14上开设有平衡气管装配孔，平衡气出气管65一端插装在平衡气管装配孔内，过滤器62置于承压壳体13的外部，反应气出气管61和平衡气出气管65另一端均与过滤器62连接。如此设置，通过排气组件控制系统内压力变换，使石英管反应器21内外形成高压状态，反应气和平衡气汇流后经过滤器62过滤，用于过滤掉气体中残留的物料颗粒。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图1说明本实施方式，本实施方式的排气组件还包括背压阀63和三个两通球阀64，过滤器62与反应气密封腔体之间的气路上和过滤器62与平衡气密封腔体之间的气路上分别设有两个两通球阀64，过滤器62出气口连接的气路上依次设有两通球阀64和背压阀63。如此设置，背压阀63用于调整排出气体的流量，达到控制石英管反应器21内部压力的效果。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种采用所述加压水平炉实验装置的水平炉试验方法，所述水平炉试验方法是通过以下步骤实现的，
步骤一：实验开始前，将盛有物料的石英舟放置于石英管反应器21内孔区域内；
步骤二：将水平炉试验装置各组件连接完成，并进行气密性检查；
步骤三：打开气体流量控制计57，分别向反应气密封腔体和平衡气密封腔体内通入反应气和平衡气，对承压壳体13和石英管反应器21内的空气进行置换；
步骤四：待气体置换完成后，设置温度调节控制器33并运行；
步骤五：待石英管反应器21内温度达到实验温度后，调节背压阀63来控制石英管反应器21内实验压力；
步骤六：待石英管反应器21内温度和压力均达到实验温度和实验压力后，设置控制箱42的参数，选择推进速率和推进距离并启动伺服电机411，将盛有物料的石英舟推送至石英管反应器21的中心区域；
步骤七：实验过程中通过外接设备气体分析仪监测从背压阀63排出的反应过程中的气相产物，通过气相产物的数据来判断实验的进行程度；
步骤八：待实验完成后，设置控制箱42的参数，选择推进速率和推进距离并启动伺服电机411，将反应结束后的石英舟由石英管反应器21的中心区域推送至出料套15内孔区域内；
步骤九：控制温度调节控制器33停止加热并调节背压阀63将承压壳体13和石英管反应器21内的压力卸为常压；
步骤十：打开出料套15，将残留的样品取出并保存，用于后续的分析。
其它组成和连接关系与具体实施方式的一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
工作原理
结合图1和图2说明本发明所述加压水平炉实验装置的工作原理：本发明利用高压钢瓶通过反应气进气管51将反应气通入石英管反应器21内部，通过平衡气进气管53将平衡气通入承压壳体13内部；通过排气组件控制系统内压力变换，使石英管反应器21内外形成高压状态；通过加热炉炉体31将石英管反应器21及其内部区域加热至高温状态；通过物料进给组件将实验物料在高温高压下快速送入/移出反应区域，从而使得加压水平炉实验装置可用于高温高压的实验环境。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种加压水平炉实验装置，其特征在于：它包括不锈钢承压壳体组件、石英反应管组件、加热体组件、物料进给组件、进气组件和排气组件；
不锈钢承压壳体组件包括进料套(11)、左端盖(12)、承压壳体(13)、右端盖(14)和出料套(15)，承压壳体(13)水平设置，左端盖(12)和右端盖(14)分别竖直安装在承压壳体(13)两端，左端盖(12)和右端盖(14)上均开设有料套装配孔，进料套(11)和出料套(15)一端分别水平插装在左端盖(12)和右端盖(14)的料套装配孔内，进料套(11)和出料套(15)另一端均为封堵结构，进料套(11)、承压壳体(13)和出料套(15)内孔之间圆滑对接；
石英反应管组件包括石英管反应器(21)，石英管反应器(21)水平设置在承压壳体(13)内部，石英管反应器(21)两端分别插装在左端盖(12)和右端盖(14)的料套装配孔内，进料套(11)、左端盖(12)、石英管反应器(21)、右端盖(14)和出料套(15)之间形成反应气密封腔体；
加热体组件包括加热炉炉体(31)和保温材料(34)，加热炉炉体(31)套装在石英管反应器(21)中部，石英管反应器(21)、左端盖(12)、承压壳体(13)和右端盖(14)之间形成平衡气密封腔体，保温材料(34)填充在平衡气密封腔体内；
物料进给组件包括推杆驱动机构(41)和推杆(43)，左端盖(12)上开设有推杆装配孔，推杆(43)一端穿过推杆装配孔进入承压壳体(13)内部，且推杆(43)与左端盖(12)滑动密封配合，推杆驱动机构(41)置于承压壳体(13)外部，推杆驱动机构(41)与推杆(43)另一端连接，推杆(43)在推杆驱动机构(41)驱动下沿着承压壳体(13)轴线方向将物料从进料套(11)处推送至石英管反应器(21)的中心区域，并在反应结束后将物料从石英管反应器(21)的中心区域推离至出料套(15)；
进气组件用于分别向反应气密封腔体和平衡气密封腔体内通入反应气体和平衡气体，保证石英管反应器(21)内外的压力平衡；
排气组件用于分别将反应气密封腔体和平衡气密封腔体内的反应气体和平衡气体排出，维持石英管反应器(21)内外的动态平衡。
2.根据权利要求1所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：加热体组件还包括温控热电偶(32)和温度调节控制器(33)，承压壳体(13)为不锈钢承压壳体，承压壳体(13)上开设有测温孔道，温控热电偶(32)与承压壳体(12)上的测温孔道密封连接，温控热电偶(32)的探头与石英管反应器(21)的中间部位相接触，温度调节控制器(33)置于承压壳体(13)的外部，温度调节控制器(33)通过导线与加热炉炉体(31)连接，通过温度调节控制器(33)调节控制加热炉炉体(31)的加热速率与加热温度。
3.根据权利要求2所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：推杆驱动机构(41)包括伺服电机(411)、电机安装座(412)、导轨(413)、滑块(414)、丝杠(415)、承载螺母(416)、推杆安装座(417)、锁紧螺栓(418)、法兰盘(419)和两个轴承座(410)，导轨(413)沿承压壳体(13)轴线方向水平设置在进料套(11)远离承压壳体(13)一侧，导轨(413)上端面沿长度方向开设滑槽，丝杠(415)平行设置在导轨(413)上方，丝杠(415)两端为光轴，所述光轴与轴承座(410)转动连接，所述轴承座(410)安装在导轨(413)上，承载螺母(416)螺旋安装在丝杠(415)上，滑块(414)上部与承载螺母(416)连接，滑块(414)下端设有与导向板，所述导向板与导轨(413)的滑槽滑动连接，丝杠(415)远离承压壳体(13)一端与伺服电机(411)输出轴连接，伺服电机(411)通过电机安装座(412)安装在导轨(413)上，导轨(413)远离伺服电机(411)一端设有法兰盘(419)，所述法兰盘(419)通过连接元件与左端盖(12)可拆卸连接，推杆安装座(417)安装在承载螺母(416)上部，推杆安装座(417)上开设推杆装配孔，推杆安装座(417)上端面沿竖直方向开设锁紧螺纹孔，所述锁紧螺纹孔与推杆装配孔垂直相通，锁紧螺栓(418)螺旋安装在锁紧螺纹孔内，推杆(43)一端圆柱面上开设与锁紧螺纹相匹配的定位光孔，锁紧螺栓(418)端部插装在推杆(43)的定位光孔内。
4.根据权利要求3所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：物料进给组件还包括控制箱(42)，控制箱(42)置于承压壳体(13)外部，控制箱(42)通过导线与伺服电机(411)连接，通过控制箱(42)控制推杆驱动机构(41)推送物料的推进速率和推进距离。
5.根据权利要求4所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：进气组件包括反应气进气管(51)、平衡气进气管(53)、反应气气源(54)和平衡气气源(55)，进料套(11)上开设有反应气管装配孔，反应气进气管(51)一端插装在反应气管装配孔内，反应气气源(54)置于承压壳体(13)的外部，反应气进气管(51)另一端与反应气气源(54)连接，左端盖(12)上开设有平衡气管装配孔，平衡气进气管(53)一端插装在平衡气管装配孔内，平衡气气源(55)置于承压壳体(13)的外部，平衡气进气管(53)另一端与平衡气气源(55)连接。
6.根据权利要求5所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：进气组件还包括混气罐(58)、三个单向阀(56)和三个气体流量控制计(57)，反应气气源(54)的数量为两个，两个反应气气源(54)均与混气罐(58)的进气口连接，每个反应气气源(54)与混气罐(58)之间的气路上分别依次设有单向阀(56)和气体流量控制计(57)，混气罐(58)的出气口与反应气进气管(51)另一端连接，平衡气气源(55)与平衡气密封腔体之间的平衡气进气管(53)上依次设有单向阀(56)和气体流量控制计(57)。
7.根据权利要求6所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：进气组件还包括安全阀(52)和安全管路，安全管路一端与平衡气进气管(53)连通，安全管路上设有安全阀(52)。
8.根据权利要求7所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：排气组件包括反应气出气管(61)、平衡气出气管(65)和过滤器(62)，出料套(15)上开设有反应气管装配孔，反应气出气管(61)一端插装在反应气管装配孔内，右端盖(14)上开设有平衡气管装配孔，平衡气出气管(65)一端插装在平衡气管装配孔内，过滤器(62)置于承压壳体(13)的外部，反应气出气管(61)和平衡气出气管(65)另一端均与过滤器(62)连接。
9.根据权利要求8所述的一种加压水平炉实验装置，其特征在于：排气组件还包括背压阀(63)和三个两通球阀(64)，过滤器(62)与反应气密封腔体之间的气路上和过滤器(62)与平衡气密封腔体之间的气路上分别设有两个两通球阀(64)，过滤器(62)出气口连接的气路上依次设有两通球阀(64)和背压阀(63)。
10.一种采用权利要求1至9任一权利要求所述加压水平炉实验装置的水平炉试验方法，其特征在于：所述水平炉试验方法是通过以下步骤实现的，
步骤一：实验开始前，将盛有物料的石英舟放置于石英管反应器(21)内孔区域内；
步骤二：将水平炉试验装置各组件连接完成，并进行气密性检查；
步骤三：打开气体流量控制计(57)，分别向反应气密封腔体和平衡气密封腔体内通入反应气和平衡气，对承压壳体(13)和石英管反应器(21)内的空气进行置换；
步骤四：待气体置换完成后，设置温度调节控制器(33)并运行；
步骤五：待石英管反应器(21)内温度达到实验温度后，调节背压阀(63)来控制石英管反应器(21)内实验压力；
步骤六：待石英管反应器(21)内温度和压力均达到实验温度和实验压力后，设置控制箱(42)的参数，选择推进速率和推进距离并启动伺服电机(411)，将盛有物料的石英舟推送至石英管反应器(21)的中心区域；
步骤七：实验过程中通过外接设备气体分析仪监测从背压阀(63)排出的反应过程中的气相产物，通过气相产物的数据来判断实验的进行程度；
步骤八：待实验完成后，设置控制箱(42)的参数，选择推进速率和推进距离并启动伺服电机(411)，将反应结束后的石英舟由石英管反应器(21)的中心区域推送至出料套(15)内孔区域内；
步骤九：控制温度调节控制器(33)停止加热并调节背压阀(63)将承压壳体(13)和石英管反应器(21)内的压力卸为常压；
步骤十：打开出料套(15)，将残留的样品取出并保存，用于后续的分析。
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