[发明专利]一种移动床高温煅烧反应的模拟实验装置及测试方法

说明书

一种移动床高温煅烧反应的模拟实验装置及测试方法，包括颗粒床煅烧反应实验段、加热系统、水平移动系统、若干温度传感器以及数据采集控制系统。实验装置加热温度最高可达1200K，可以对不同煅烧反应温度的碳酸盐进行研究，可以研究煅烧段表面热流在实验段轴向和径向随时间呈交变加热条件下碳酸盐的煅烧反应特性，同时可以研究煅烧段不同二氧化碳浓度条件下碳酸盐的煅烧反应特性。

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，特别涉及一种移动床高温煅烧反应的模拟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床层温度不均匀和产物质量参差不齐的特点，需要采用有效的加热方式，才能解决散料床层中存在的加热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。

目前对于散料煅烧过程温度均化和反应强化的实验研究较少，有文献指出热流随时间以正弦式、方波式变化的加热方式有助于物料的温度均化，但仅对单颗粒进行了模拟，且模型存在很大的简化，同时交变加热方式对散料床层的作用特性尚不清晰。同时现有研究将移动床简化成固定床进行研究，存在一定的局限性。为此，亟需一个可用于实验室研究的一种移动床高温煅烧反应模拟实验装置。

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移动床高温煅烧反应的模拟实验装置及测试方法，能够研究二氧化碳气氛下加热速率、加热方式、二氧化碳气氛压力、颗粒粒径、颗粒床孔隙率对移动床高温煅烧反应过程的影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种移动床高温煅烧反应的模拟实验装置，包括：

实验段1，呈柱形，水平设置，在其中进行颗粒床煅烧反应；

加热系统，包裹实验段1的其中一段且与实验段1之间存在径向的空间，对当前包裹的部分进行加热，使被加热部分的温度在实验段1的轴向发生动态变化；

水平移动系统，控制加热系统沿实验段1轴向运动，使实验段1被加热系统包裹的部分随之变化；

数据采集控制系统8，采集所述实验段1内不同的轴向和径向位置的温度数据，获得煅烧反应过程中温度的非均匀分布。

所述加热系统包括与控制柜相连的多个环形加热炉，各环形加热炉依次包裹实验段1在的其中一段上，且与实验段1之间存在径向的空间。

所述在轴向发生动态变化为：按安装顺序，各环形加热炉的功率呈方波或正弦波变化。

所述水平移动系统包括与控制柜相连的导轨9和加热系统的滑轮10，通过控制加热系统的运动方向和速度，使实验段1当前包裹的部分发生变化，并在设定加热温度下进行煅烧反应。

所述实验段1内部不同的轴向和径向位置上布置有温度传感器。

所述实验段1为充满碳酸盐颗粒的床层结构，可实现物料轴向加热方式的动态调控。

所述实验段1内高温煅烧反应的气氛为二氧化碳气氛。

本发明还提供了一种利用所述移动床高温煅烧反应模拟实验装置的测试方法，包括：

1)实验段加热功率控制：

数据采集控制系统8读取实验内容设定的温度信息，调节每个加热系统的功率，使加热系统加热后二氧化碳的温度达到设定值，并使温度在试验段(1)的轴向发生动态变化；

2)水平移动控制：

通过水平移动系统控制加热系统的运动速度，使实验段1在设定的温度下进行煅烧反应；

3)实验段内部温度分布测量