[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

说明书

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，包括颗粒床煅烧反应实验段、二氧化碳加热系统、二氧化碳冷却系统、除尘与动力系统以及数据采集控制系统。测试装置的加热温度最高可到1200K，拓宽了拓宽了实验研究的范围，可以研究二氧化碳流量、颗粒粒径、孔隙率、颗粒径向分布不均匀性对高温煅烧反应过程影响，同时所使用的循环工质为高温煅烧反应的产物，可以实现产物的资源化回收利用，绿色环保无污染。

技术领域

本发明属于冶金、化工等行业原料高温煅烧反应强化技术领域，特别涉及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。

背景技术

针对冶金、化工领域中散料煅烧过程具有散料床层温度不均匀和产物质量参差不齐的特点，解决散料床层中存在的反应强化与温度均化相矛盾的问题，有效提高产品质量，对促进冶金、化工行业发展具有十分重要的意义。竖窑具有热效率高、产量大等优点，成为一种具有广阔应用前景的散料煅烧设备。但其内部温度均匀性问题突出，需要通过相关的实验研究进行改进。

目前对于散料床层高温煅烧分解反应的研究主要及数值研究方面，但在研究过程中模型存在很大的简化，对揭示散料煅烧反应机理存在一定的影响。为此，亟需一个可用于散料床层高温煅烧反应特性测试的综合实验装置及测试方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供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，能够研究二氧化碳气氛下二氧化碳流量、二氧化碳进口温度、颗粒粒径、颗粒床孔隙率、颗粒径向分布不均匀性对高温煅烧反应过程的影响及颗粒床压降与颗粒径向分布不均匀性的内在关联。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

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，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；

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；

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；

数据采集控制系统15，采集反应过程中的环境参数数据。

所述实验段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。

所述实验段8内部不同的轴向位置和径向位置上布置有与数据采集控制系统15相连的温度传感器和压力传感器。

所述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。

所述管道1中设置有金属丝网16。

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。

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。

本发明以实验段8高温煅烧反应生成的二氧化碳为循环工质。

本发明还提供了一种基于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，包括：

1)循环系统二氧化碳流量控制：