CN104501599A - 多功能高温炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多功能高温炉。该多功能高温炉包括管式高温炉，管式高温炉包括炉体和炉管，炉体的内壁设置有电加热层，炉管贯穿所述炉体，并位于电加热层之间；炉管的一端设置有第一密封法兰，炉管的另一端设置有第二密封法兰，第一密封法兰上设置有进料口，进料口连接有进料装置；第二密封法兰上设置有收集气体的气体收集装置；管式高温炉上设置有电子天平第二密封法兰上设置有通气口，通气口连接有真空装置；第一密封法兰上设置有进气口，进气口连接有进气装置。本发明技术方案可以实现物料在炉管内长时间稳定的热反应，并能对物料反应的气体环境进行调整，并可对反应过程中的质量变化进行测量，提高物料热化学反应分析的效果。

Description

多功能高温炉

技术领域

本发明涉及高温炉，特别是涉及一种用于进行物料的热化学分析的多功能高温炉。

背景技术

在煤炭、化工、电力、冶金、环保等行业中，需要对物料，例如煤炭等进行热解、焚烧、气化、烧结等热化学分析。其中，对这些物料进行热化学分析时，通常是将物料投入高温炉中进行高温加热，然后对加热后产生的气体、固体等进行理化特性分析，进而获得物料的热化学性能，为物料的使用提供参考依据。

目前，对物料进行高温加热的高温炉通常是采用普通的高温加热炉，即将需要进行加热分析的物料投入到高温炉中，然后密封加热，并在加热一定时间后，再将高温炉打开，取出残留物，进行分析。但是，这种加热处理分析方式，不能充分展现物料理化特性，尤其是热处理过程中物料失重随时间、温度、反应的气体环境等参数变化而变化的特征。

发明内容

本发明提供一种多功能高温炉，可有效对物料进行加热，同时在加热过程中即可对物料反应中的不同参数进行收集和测量，提高物料分析效果。

本发明提供一种多功能高温炉，其包括管式高温炉，所述管式高温炉包括炉体和炉管，所述炉体的内壁设置有电加热层，所述炉管贯穿所述炉体，并位于所述电加热层之间；

所述炉管的一端设置有第一密封法兰，所述炉管的另一端设置有第二密封法兰，所述第一密封法兰上设置有进料口，所述进料口连接有进料装置，所述进料装置包括送料管，所述送料管内密封设置有活塞，所述活塞的一端连接有送料推杆，所述送料管上还设置有加料口，所述送料推杆用于将从加料口加入送料管的物料推进所述炉管内；所述第二密封法兰上设置有收集气体的气体收集装置；

所述管式高温炉上设置有电子天平，所述电子天平的两端通过两个托架固定在所述炉管的两端，所述电子天平支撑在所述炉体的上端，以使得所述炉管悬空贯穿所述炉体的内部，便于通过电子天平测量得到热处理过程中所述炉管内物料重量的变化；

所述第二密封法兰上设置有通气口，所述通气口连接有真空装置，通过所述真空装置可将所述炉管内的空气抽真空；

所述第一密封法兰上设置有进气口，所述进气口连接有进气装置。

上述的多功能高温炉中，所述电加热层为硅钼棒。

上述的多功能高温炉中，所述炉体内还设置有测量炉内温度的温度传感器。

上述的多功能高温炉中，所述温度传感器为热电偶。

上述的多功能高温炉还可包括控制器，与所述电加热层连接。

本发明提供的多功能高温炉，可在高温炉内对物料进行加热，同时还可在物料加热过程中对产生的气体和粉尘进行收集，另外，在加热反应过程中，可根据需要对加热反应的气体环境进行调整，例如可进行抽真空反应，加入惰性气体等进行反应，从而可检测得到各反应条件下的反应参数，并可对物料在加热过程中的质量变化进行实时检测，并能获得质量随时间、温度等参数的变化曲线，从而获得更加完善的物料热化学分析参数，增强热化学分析效果的科学性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的多功能高温炉的结构示意图；

图2为图1中多功能高温炉的炉体的剖面示意图；

图3为图1中炉管的结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术高温炉在进行物料热分析时所存在的问题，本发明实施例提供一种多功能高温炉，可以对物料进行加热，以使得物料可进行热化学反应，同时，可对物料加热过程中的反应气体环境进行调整，可进行真空环境下或特定气体条件下进行加热反应，并可在物料加热反应过程中进行称重测量，分析物料热化学反应过程中的质量变化，可有效提高热化学反应分析的全面性和准确性。

图1为本发明实施例提供的多功能高温炉的结构示意图；图2为图1中高温炉的炉体的剖面示意图；图3为图1中炉管的结构示意图。如图1-图3所示，该高温炉具体可包括管式高温炉1，该管式高温炉1可包括炉体11和炉管12，炉体11的内壁设置有电加热层13，炉管12贯穿炉体11，并位于电加热层13之间，这样可通过电加热层13为炉管12进行加热。

本实施例中，如图1所示，炉管12的一端，即如图所示的左端设置有第一密封法兰14，炉管12的另一端设置有第二密封法兰15。

本实施例中，第一密封法兰14上设置有进料口，进料口连接有进料装置16，进料装置16包括送料管161，送料管161内密封设置有活塞，活塞的一端连接有送料推杆162，送料管161上还设置有加料口163，送料推杆162可用于将从加料口163加入送料管161的物料推进炉管12内。实际应用中，所述的进料口实际上可以称之为一个设置在法兰上的通孔，使得送料推杆可将物料推入炉管内。实际应用中，送料推杆上可设置有刻度，以便于可根据实际需要来根据刻度，将物料推送到炉管的特定位置，例如不同的温度区域。

本实施例中，第二密封法兰15上设置有出气口151，该出气口151连接有气体收集装置2，使得物料加热过程中产生的气体以及粉尘从出气口进入气体收集装置2，从而可通过收集加热中产生的气体以及粉尘，进行分析，以确定物料加热中热化学反应的相关参数。其中，气体收集装置2与出气口151之间通过管道，连接管及连接方式可根据不同实验要求和目前选择设计。

本实施例中，如图1所示，该管式高温炉上还可设置有电子天平3，该电子天平3的两端通过两个托架固定在炉管12的两端，电子天平3支撑在炉体11的上端，使得炉管12悬空贯穿在炉体11的内部，这样，当炉管12的质量发生变化时就可以通过电子天平3测量得到。电子天平的具体结构和型号，本发明实施例不做特别限制，只要可以测量炉管的质量即可，该电子天平可耐高温，可以是特制耐高温的电子天平。

本实施例中，高温炉上设置有抽真空装置和进气装置，以便对物料反应的气体环境进行调整。具体地，如图1所示，第一密封法兰14上可设置有进气口141，该进气口141连接有进气装置4，这样，可根据需要，通过进气装置4为炉管12通入不同的气体，使得气体在物料反应过程中通过炉管，并可在炉管内参与反应；第二密封法兰15上设置有通气口152，通气口152连接有真空装置6，通过真空装置6可将炉管12内的空气抽真空，使得炉管内的物料可在真空环境状态下发生反应，以检测真空条件下物料反应参数，其中，真空装置6具体可以真空泵，可设置在控制柜5内，且控制柜5上可设置有真空泵开关和真空泵压力表，以对抽真空过程进行控制。

本发明实施例中，上述的电加热层13具可为硅钼棒。上述的炉体11内还可设置有测量炉内温度的温度传感器，具体该温度传感器可以为热电偶(图中未示出)。这样，可通过热电偶来测量炉管内的温度，使得加热温度能够得到精确控制。当然，实际应用中，也可根据经验通过控制加热时间和加热功率来控制加热温度，但通过传感器实时控制具有更精确的加热温度。

本实施例中，上述的炉体的炉衬可采用氧化铝/氧化锆复合纤维砖，其可以满足1500℃以上超高温氧化气氛下长期使用的高档轻质耐火纤维材料。上述的炉管具体采用刚玉管，刚玉是高纯氧化铝，耐温，耐腐蚀，热稳定性好，可长期使用在1600℃。

本实施例中，为便于气体采集、抽真空、进气控制等，可在气体采集口处设置有阀门，可用于通过控制阀门的开关来控制气体的采集；在真空装置连接的通气口设置阀门，以控制是否进行抽真空；在进气装置连接的进气口设置阀门，以控制是否需要送入特定的气体等等。

本实施例中，如图1所示，高温炉还可包括控制器5，可与上述的加热层，以及温度传感器连接，用于控制加热层将炉管加热到设定的温度，并可保证加热温度。其中，该控制器5可设置在炉体的下部，炉体可通过支撑架设置在控制器上，该控制器为一控制柜，其中可设置有各种控制器件，例如可以由微处理器等电路构成，具体实现在本实施例中不做限制。该控制器5可根据用户预先设置，来控制物料加热温度，以及可与进气装置的进气管连接，用于控制进气量和进气速度，与真空装置的真空泵连接，控制抽真空过程等等，通过控制器的控制，可满足物料加热反应的需要。

本实施例中，控制器5上可设置有各种显示、控制按钮，例如质量流量计，用于显示通入气体的流量，温控仪用于显示炉体内设置的温度传感器测量得到的温度(本实施例中设置两个温度传感器，因此显示两个温度测量值)，以及电源按钮和加热按钮，用于控制电源和加热，同时还可具有电压测量和电流测量显示一起，具体测量电路可在控制器的控制电路中设置。本实施例对控制器的具体电路结构不做限制。

本发明实施例中，需要对物料进行热化学反应分析实验时，可首先通过电加热层，将炉管内温度加热到预设温度，然后，可通过送料口送入物料，并可通过送料推杆将物料送入炉管。温度、时间、气氛、气体流量等工艺参数可根据用户要求进行设置。尾气及粉尘可在第二密封法兰连接的气体收集装置进行收集，如气体需排放，可根据气体特性判断其是否需净化，如需净化应增设净化装置。在物料加热过程中，可通过设置的电子天平对炉管内物料的质量进行实时测量，该电子天平可连接一电脑，可通过电脑实时记录电子天平随温度、时间等参数变化的质量数据。在加热过程中，可根据需要进行抽真空或送入特定气体，同时，还可通过连续送入物料方式，对物料连续反应过程进行测试。这样，在整个加热过程中，通过对收集到的气体、粉尘、质量变化等数据的分析，以及加热后的残余物料的分析，完善物料的热化学反应参数，强化实验结果的科学性和可信性。

本发明实施例提供的多功能高温炉，通过对物料进行加热方式来分析物料热化学反应，可以用来研究含有重金属、氯、硫等特定元素在炉中的迁移转化特性，也可用于研究持久性有机物，二噁英等典型有机污染物质的分解机理。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种多功能高温炉，其包括管式高温炉，所述管式高温炉包括炉体和炉管，所述炉体的内壁设置有电加热层，所述炉管贯穿所述炉体，并位于所述电加热层之间；

所述多功能高温炉的特征在于，

所述炉管的一端设置有第一密封法兰，所述炉管的另一端设置有第二密封法兰，所述第一密封法兰上设置有进料口，所述进料口连接有进料装置，所述进料装置包括送料管，所述送料管内密封设置有活塞，所述活塞的一端连接有送料推杆，所述送料管上还设置有加料口，所述送料推杆用于将从加料口加入送料管的物料推进所述炉管内；所述第二密封法兰上设置有收集气体的气体收集装置；

所述管式高温炉上设置有电子天平，所述电子天平的两端通过两个托架固定在所述炉管的两端，所述电子天平支撑在所述炉体的上端，以使得所述炉管悬空贯穿所述炉体的内部，便于通过电子天平测量得到热处理过程中所述炉管内物料重量的变化；

所述第二密封法兰上设置有通气口，所述通气口连接有真空装置，通过所述真空装置可将所述炉管内的空气抽真空；

所述第一密封法兰上设置有进气口，所述进气口连接有进气装置。

2.根据权利要求1所述的多功能高温炉，其特征在于，所述电加热层为硅钼棒。

3.根据权利要求1所述的多功能高温炉，其特征在于，所述炉体内还设置有测量炉内温度的温度传感器。

4.根据权利要求3所述的多功能高温炉，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。

5.根据权利要求1-4任一所述的多功能高温炉，其特征在于，还包括控制器，与所述电加热层连接。