[发明专利]一种二氧化碳气氛下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置及测试方法

权利要求书

1.一种二氧化碳气氛下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置，其特征在于，包括：

实验段（8），呈柱形，水平设置，在其中进行颗粒床煅烧反应，实验段（8）内安装用以控制颗粒径向分布不均匀性的圆柱形金属丝网（9）；

二氧化碳加热系统，包括与实验段（8）一端连接的管道（1）以及包裹在管道（1）之外的与控制柜相连的多个环形加热炉，二氧化碳加热系统接实验段（8）的一端，对从该端进入实验段（8）的二氧化碳进行加热，其中，通过控制柜对每个加热炉的功率分别进行控制，使沿流动方向每个加热炉的功率逐渐升高，实现快速预热的作用，再精细调节使二氧化碳加热系统出口二氧化碳的温度达到设定值；

二氧化碳冷却系统（11），接实验段（8）的另一端，对从该端出实验段（8）的二氧化碳进行冷却；

除尘与动力系统，接在二氧化碳冷却系统（11）和二氧化碳加热系统之间，对冷却后的二氧化碳除尘后，送入二氧化碳加热系统加热，形成循环；

温度传感器和压力传感器，布置于实验段（8）内部不同的轴向位置和径向位置上；

数据采集控制系统（15），与所述温度传感器和压力传感器相连，采集反应过程中的环境参数数据，根据实验段内不同的轴向位置温度传感器的读数，颗粒床内轴向的温度分布，等效为垂直活塞流移动床内颗粒运动过程中的温度变化；根据径向温度传感器的数据，获得径向温度分布的不均匀性；通过数据采集控制系统（15）获得实验段前后的压力信息，获得实验段的压降；通过调节实验段内圆柱形金属丝网（9）内外颗粒的直径，多次试验，获得压降与实验段内颗粒床分布的关系；通过对实验前后实验段的重量进行测量，换算出碳酸盐煅烧过程中碳酸盐的消耗量和产物生成量；将一定量的产物试样水化，同时用一定浓度的盐酸，将产物水化过程中产生的氢氧化物中和，准确记录恰好10 min时盐酸的消耗量，以10 min消耗盐酸的毫升数表示产物的活性度，获得高温煅烧反应产物活性及产量。

2.根据权利要求1所述二氧化碳气氛下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置，其特征在于，所述管道（1）中设置有金属丝网（16）。

3.根据权利要求1所述二氧化碳气氛下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置，其特征在于，所述二氧化碳冷却系统（11）采用正六边型布置的H型翅片管换热器，二氧化碳流动方向与冷却水呈逆流布置，在换热器气侧和水侧的进口及出口管路上分别安装有与数据采集控制系统（15）相连的温度传感器。

4.根据权利要求1所述二氧化碳气氛下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置，其特征在于，所述除尘与动力系统包括布袋除尘器（12）、离心风机（14）和变频器（13），在所述离心风机（14）的出口处安装有与数据采集控制系统（15）相连的流量传感器。

5.根据权利要求1所述二氧化碳气氛下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置，其特征在于，以实验段（8）高温煅烧反应生成的二氧化碳为循环工质。

6.一种基于权利要求l-5中任意一项所述二氧化碳气氛下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置的测试方法，其特征在于，包括：

1）循环系统二氧化碳流量控制：

数据采集控制系统（15）通过读取流量计测量进入二氧化碳加热系统的二氧化碳流量信息，通过调节变频器（13）的示数，对循环系统中的二氧化碳流量进行调节，直至达到设定值；

2）实验段入口二氧化碳温度控制：

数据采集控制系统（15）通过读取温度传感器测量进入加热系统前后的温度信息，通过控制柜调节二氧化碳加热系统的功率，使加热系统出口二氧化碳的温度达到设定值；

3）实验段内部温度分布测量

通过数据采集控制系统（15）读取实验段（8）内不同的轴向和径向位置的温度传感器数据，获得煅烧反应过程中温度的非均匀分布；

4）高温煅烧反应产物活性及产量测量

通过对实验前后实验段（8）的重量进行测量，换算出碳酸盐煅烧分解产物的生成量；通过将分解产物水化，并加入一定浓度的盐酸，根据一定时间下盐酸的消耗量，换算出产物的活性度；

5）颗粒床压降与颗粒径向分布不均匀性关系测定

通过读取实验段（8）前后的压力传感器测量进入实验段前后的压力信息，获得压降与实验段内颗粒床非均匀分布的关系。