[发明专利]一种铁矿球团干燥预热过程的实验装置及方法

摘要

一种铁矿球团干燥预热过程的实验方法和装置，属于炼铁生产领域。该装置由调湿器、风机、变频器、电加热器、加热器控制器、清污口、测压环腔、悬吊架、吊篮、电子天平、标准气接口、汇流排、阀门、PLC、温湿度计、温度计、流量计、速度计、湿度计、计算机、引射器、整流段、多孔介质布风装置等组成。本发明可以产生经过整流的模拟烟气，实验模拟包括烟气不同含湿量、不同摩尔成分、不同流场分布、不同温度水平和升温速率条件下的传热、传质和化学反应过程，模拟实际生产的铁矿球团干燥和预热过程，为实际生产提供更有价值的参考依据。

主权项

1.一种铁矿球团干燥预热过程的实验装置，其特征在于实验装置由调湿器(1)、风机(2)、变频器(3)、第一阀门(4)、电加热器(5)、电加热器控制器(6)、清污口(7)、整流段(8)、实验段(9)、电子天平(10)、标准气接口(11)、第一流量计(12)、第二阀门(13)、可编程控制器PLC(14)、计算机(15)、引射器(16)、多孔介质布风装置前测压环腔(17)、多孔介质布风装置后测压环腔(18)、实验段出口处测压环腔(19)、实验球团(20)、吊篮(21)、悬吊架(22)、天平改装孔(23)、标准气二氧化碳(24)、标准气氧气(25)、标准气氮气(26)、模拟烟气(27)、温湿度计(28)、第一温度计(29)、第二流量计(30)、第二温度计(31)、第三温度计(32)、第四温度计(33)、速度计(34)、第一湿度计(35)、压差计及其变送器(36)、第五温度计(37)、测压计及其变送器(38)、第二湿度计(39)、质量数据接口(40)、第六温度计(41)、多孔介质布风装置(42)、汇流排(43)组成；调湿器(1)置于风机(2)气体吸入口前，用于调节进入风机的空气湿度；风机(2)通过气体管路与第一阀门(4)相连，为空气提高动能，且受变频器(3)的控制；第一阀门(4)通过气体管路和引射器(16)与标准气汇流支路相连；汇流支路中，标准气接口(11)和第一流量计(12)顺次连接，而后，通过汇流排(43)和第二阀门(13)与引射器(16)相连；汇流支路的作用在于，将标准气二氧化碳(24)、标准气氧气(25)和标准气氮气(26)按照预定的摩尔分数，混合后兑入经过调湿的空气中；电加热器(5)与引射器(16)和整流段(8)连接，目的是加热由引射器(16)过来的混合气体，使之达到预定的温度；电加热器(5)受电加热器控制器(6)的控制；整流段(8)和电加热器(5)之间设置清污口(7)，用于清理实验过程中落下的杂物；整流段(8)与电加热器(5)和实验段(9)相连，作用在于，对经过电加热器(5)后形成的模拟烟气(27)进行整流，使之流态调整为均匀流；在实验段(9)内下部空间，放置多孔介质布风装置(42)，布风装置上下设置前测压环腔(17)和后测压环腔(18)；多孔介质布风装置的作用是进一步调整模拟烟气(27)的流态，使之更加接近于生产实际中多孔介质球团散料层中的流态；多孔介质布风装置前测压环腔(17)和后测压环腔(18)的作用是测量多孔介质布风装置前后的压降；在实验段(9)内中部空间，放置吊在吊篮(21)中的实验球团(20)，实验球团(20)的质量由经过改装的电子天平(10)吊称，吊篮(21)与电子天平(10)通过穿过天平改装孔(23)的悬吊架(22)相连接；同时实验段(9)侧壁打一排对开的测试孔，用于安插第五温度计(37)测量仪器设备；实验段(9)上部空间，设置实验段出口处测压环腔(19)，用于测量流经实验球团后的模拟烟气的压力；同时，通过设置温湿度计(28)、第一温度计(29)、第二流量计(30)、第二温度计(31)、第三温度计(32)、第四温度计(33)、速度计(34)、第一湿度计(35)、多孔介质布风装置前测压环腔(17)、多孔介质布风装置后测压环腔(18)、实验段出口处测压环腔(19)、第六温度计(41)、第一流量计(12)，对经过调湿的空气和三种标准气混合、加热和整流直至排出实验段等实施全过程实现连续测量；通过设置第五温度计(37)、电子天平(10)和质量数据接口(40)，对实验球团(20)的温度和质量实现连续测量。