[发明专利]一种测量醇基燃料完全蒸发温度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及能源燃料领域，具体涉及一种测量醇基燃料完全蒸发温度的方法和装置。

背景技术

醇基燃料是一种复杂的混合燃料，在燃气轮机中可作为替代天然气的气态燃料。在常温常压下，醇基燃料为液体状态，在喷入燃气轮机燃烧室燃烧之前需要气化，所以必须提前了解该复杂燃料在密闭燃烧系统内部不同压力下的完全蒸发温度，以便对该燃料进行加热气化。

实验室经常采用综合热分析仪（TG-DSC）测量分析物质的蒸发温度和蒸发潜热，采用加压热重分析仪测试分析压力对各组分蒸发温度的影响，获得物质在不同压力下的蒸发温度。综合热分析仪是具有微机数据处理系统的热重―差热联用热分析仪器，是一种在程序温度（等速升降温、恒温和循环）控制下，测量物质的质量和热量随温度变化的分析仪器，常用以测定物质在蒸发、升华等特定温度下发生的热量和质量变化。热重分析仪(TG)也是在程序温度控制（等速升温、降温、恒温和循环）下，测量物质的质量（或重量）随温度变化的一种热分析仪器。

为了测得成分较为复杂的醇基燃料的蒸发温度，针对上述两种仪器，开展了测试性实验，结果发现：醇基燃料由于富含甲醇、乙醇、丙酮等，具有较强的挥发性，致使测试中在常温环境下对液体燃料样品进行称量时即发生蒸发，表明该醇基燃料的起始蒸发温度低于常温，而由于现有实验室的综合热分析仪和加压热重分析仪的程序升温起始温度都是室温，且样品均放置在小容量的敞口坩埚中，造成样品质量无法初始化等问题，因此以上测试方案不适合。同时因为醇基燃料为多种物质混合而成，并非单一物质，物理化学特性复杂，要测量该混合液体完全蒸发的温度具有较大的难度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种测量醇基燃料完全蒸发温度的方法，该方法能避免现有方法无法初始化的问题，测定方法简单便捷，测试结果误差小。

本发明还提供了一种用于该测量方法的测量装置，操作简易，气密性好，性能稳定。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种测量醇基燃料完全蒸发温度的装置，包括反应釜、加热装置、温控单元和数据处理单元；反应釜包括釜体和釜盖，釜盖上安装有一个压力传感器和两个热电偶传感器TC1、TC2，盖上釜盖时，TC1插至釜体底部，TC2悬于釜体中；加热装置套装在反应釜外围并包住釜体；所述加热装置与温控单元连接，所述压力传感器和热电偶传感器TC1、TC2的信号输出端与数据处理单元连接。

进一步地，釜体和釜盖采用T316S超低碳不锈钢制作，釜体内径63.5mm，容积500ml，釜体与釜盖采用扣环密封，并以柔性石墨垫片为密封材料。该材料导热快，釜体体积大小合适，密封性能好。

进一步地，热电偶传感器TC1与TC2采用K型热电偶传感器，TC2至釜体底部距离为15mm。该型号的热电偶传感器灵敏；距底部15mm距离适合所述容积大小的装置进行试验。

一种采用上述装置测量醇基燃料完全蒸发温度的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）取醇基燃料加入定容反应釜釜体内；

（2）安装反应釜釜盖，确保釜体与釜盖密封配合；

（3）通过温控单元设定加热装置的加热温度T0，开始加热；

（4）加热装置温度达到设定值T0后，启动系统，再将安装好的反应釜置于加热装置内，热电偶传感器TC1、TC2实时采集釜体中液体温度和蒸汽温度，并将采集的数据送给数据处理单元，数据处理单元接收并处理数据，生成液体温度-时间曲线和蒸汽温度-时间曲线两条曲线；

（5）观察上述两条曲线变化情况，当液体温度-时间曲线出现转折点，且该转折点后的两条曲线的分离趋势增大时，记录该转折点时刻对应的液体温度值和釜内压力值，则该液体温度值即为该醇基燃料在该压力条件下的完全蒸发温度。

进一步地，步骤（3）所述加热装置的设定加热温度为250~350℃。高于该温度范围时，会导致温度时间曲线变化太剧烈，影响实验效果；低于该温度范围时，会导致温度时间曲线变化太平缓，转折点不够明显。在该温度范围内时，液体温度-时间曲线的转折点较为明显，液体和蒸汽温度变化速度合适。

进一步地，通过改变步骤（1）中醇基燃料的体积，复重步骤（1）~（5），测得该醇基燃料在多种压力条件下的完全蒸发温度。