[发明专利]铁矿悬浮焙烧炉中实时压力及颗粒浓度测量装置及方法

摘要

一种铁矿石悬浮焙烧炉中实时压力及颗粒浓度测量装置及方法，装置包括气体供给系统、连续给料系统、还原炉和压力采集及处理系统；还原炉的炉体侧壁上装配有压力传感器，内部设有布风板，将内部分为还原室和风室；压力采集及处理系统为NI数据采集卡和计算机。方法为：(1)用矿粉使布风板上形成料封；(2)将矿粉加入到还原炉的还原室内，空气压缩机通入空气；(3)出料的固体流率与进料的固体流率相同时，判定系统运行稳定；(4)启动计算机LabVIEW软件开始测量；(5)通过绝对压力值求得静压差；计算出固体颗粒浓度。本发明同时准确的测量还原炉内每个位置的实时压力及某一部分的颗粒平均浓度，装置简单、经济，操作方便，具有实时性、同步性的优点。

主权项

1.一种铁矿石悬浮焙烧炉中实时压力及颗粒浓度测量方法，其特征在于采用铁矿石悬浮焙烧炉中实时压力及颗粒浓度测量装置，该装置气体供给系统、连续给料系统、还原炉和压力采集及处理系统；其特征在于：气体供给系统为空气压缩机，连续给料系统为漏斗式的储料塔；还原炉的炉体侧壁上装配有压力传感器，顶板上设有进料口，底板上设有进气口，炉体内部设有布风板，布风板的上方为还原室，布风板的下方为风室；压力采集及处理系统包括NI数据采集卡和计算机；空气压缩机通过浮子流量计与还原炉的进气口连通，储料塔底端的设有放料阀的下料管插入还原炉顶部的进料口，还原炉上部设有出料管，出料管下端与接料斗相对应；压力传感器与NI数据采集卡装配在一起，NI数据采集卡与计算机装配在一起；所述的风室分为流化风室和松动风室，流化风室和松动风室分别与一个空气压缩机连通；所述的还原炉的炉体侧壁从上到下依次开设有多个测压孔，测压孔为外螺纹结构，每个测压孔直接与压力传感器连接构成一个测压点，各相邻的测压孔的高度差相同；各测压孔的轴线与还原炉的炉体轴线垂直相交；方法按以下步骤进行：(1)向还原室内加入矿粉，使布风板上形成料封，防止气体向进料口反窜；(2)将矿粉置于储料塔中，通过放料阀标定进料的固体流率后，开启放料阀将矿粉加入到还原炉的还原室内，同时通过两个空气压缩机分别向流化风室和松动风室通入空气，并通过浮子流量计控制空气流量；(3)在出料管开始排出物料时，通过测量单位时间内出料质量计算出出料的固体流率；当出料的固体流率与进料的固体流率相同时，即判定系统运行稳定；(4)启动计算机LabVIEW软件开始测量，此时压力传感器将压力信号转换为与输入压力成线性对应关系的标准电流输出信号，然后通过NI数据采集卡将电流信号转化为数字信号，由计算机内的LabVIEW软件完成数据的检测、储存和分析；测量60s后停止运行；(5)通过获得不同测压点的绝对压力值，进而求得静压差；在忽略气固两相的加速度及阀体壁面的摩擦力之后，判定静压差是由两个测压点之间气固两相的重力造成的，因此有公式：ΔP＝ρ_S(1‑ε)gΔH+ρ_gεgΔH＝ρ_SCgΔH+ρ_gCgΔH                             (1)由于颗粒的密度远大于气体密度，将公式(1)近似为：ΔP＝ρ_S(1‑ε)gΔH＝ρ_SCgΔH                                            (2)即：C＝ΔP/ρ_sgΔH                (3)按公式(3)计算出固体颗粒浓度；式中：ΔP为测压点之间的压力差，单位Pa；ρ_s为矿粉实际密度，单位Kg/m³；ε为堆积物料的空隙率；g为重力加速度，单位ms²；C为固体颗粒浓度，单位％；△H为测压点之间的高度差，单位m。