[发明专利]一种热载气温度震荡条件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

一种热载气温度震荡条件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、数据采集控制系统等。测试装置能够研究二氧化碳热载气温度震荡对碳酸盐高温煅烧反应特性的影响，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利用。

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，特别涉及一种热载气温度震荡条件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，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。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余弦式、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。而且将碳酸盐煅烧反应的产物二氧化碳作为循环系统的工质，可以实现二氧化碳的资源化利用，但对反应的影响尚不清楚。为此，亟需种热载气温度震荡条件下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置。

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热载气温度震荡条件下碳酸盐高温煅烧反应特性的实验装置及测试方法，能够研究二氧化碳热载气温度震荡条件下碳酸盐高温煅烧反应特性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种热载气温度震荡条件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，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，对经管道1从该端进入实验段8的二氧化碳进行加热，通过控制各个所述环形加热炉的功率，使得出管道1的二氧化碳温度呈动态变化；

二氧化碳冷却系统10，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10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14，采集反应过程中的环境参数数据。

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14相连的温度传感器和压力传感器。

所述管道1中设置有金属丝网15。

所述出管道1的二氧化碳温度呈方波或余弦波变化。

所述加热炉包括用于预热到指定温度的位于前侧的加热炉和用于控制震荡加热的位于后侧的加热炉，用于预热的加热炉的个数至少为煅烧反应温度和环境温度差值除以每个加热炉可加热提高的温度差，用于控制震荡加热的加热炉至少需要1个，以实现温度的震荡变化。

所述二氧化碳冷却系统10采用翅片管换热器，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14相连的温度传感器。

所述除尘与动力系统包括布袋除尘器11、离心风机13和变频器12，在离心风机13的出口处安装有与数据采集控制系统14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。