CN110514009A - 一种可实现恒温的悬浮炉 - Google Patents

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陈延信
酒少武
赵博
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Abstract

一种可实现恒温的悬浮炉，包括炉体，其特征在于，在炉体外壁相应于反应区的位置包裹功率补偿型保温套管，功率补偿型保温套管由多个控温套管单体组成，上下相邻控温套管单体之间紧密抵触或者机械连接，每个控温套管单体为一个独立的控温单元，利用所述多节独立单元通过对反应区由下到上沿程的温降进行相应的补偿，从而实现悬浮炉反应区的恒温，本发明解决了悬浮态技术研究和应用中对悬浮炉恒温的技术需求，尤其是为悬浮态反应动力学研究提供了一种实验装置。本发明对于悬浮态技术研究、开发和应用具有重要的意义。

Description

一种可实现恒温的悬浮炉
技术领域
本发明属于材料工程技术领域，涉及一种热态反应用悬浮炉设备，特别涉及一种可实现恒温的悬浮炉。
背景技术
悬浮态反应是将粉体物料置于悬浮状态下进行反应的一类技术，因其具有传递动力大、反应效率高、容易实现大型化等优点，广泛应用于诸多工业领域。悬浮态反应采用的设备是悬浮炉，它通常采用管道式炉体结构，炉体下部进风，中下部进料，炉体出口设有粉体物料收集装置。粉体物料在炉体内以喷腾和旋转方式运动并发生反应。悬浮炉的供热方式主要有两种：其一是内热源供热，即将燃料喷入悬浮炉的炉体内进行燃烧供热；其二是外热源供热，燃料在外设的热风炉或者其他窑炉内燃烧，再将热风引入悬浮炉供热。在悬浮炉内，为了确保粉体物料颗粒的悬浮，炉内轴向气流速度通常需要达到6～30m/s。为了保持一定的停留时间，悬浮炉通常需要较长的炉体，因此沿其轴向的表面散热问题不可避免。无论采用内热源供热还是外热源供热，悬浮炉体的温度总是从进口到出口是逐渐降低的，进口和出口之间存在温度差。悬浮炉体越长，或者保温材料保温效果越差，该温度差越大。
悬浮炉不能保持恒温在实际应用中存在不利影响，主要体现在两个方面：其一，粉体物料颗粒在悬浮炉内的最长停留时间通常也只有几秒钟，由于悬浮炉内不能保持温度恒定，实际上在反应区的停留时间更是有限，因此导致悬浮炉的反应效率未能达到最佳的水平；其二，由于悬浮炉内不能恒温，因此无法确定温度对悬浮态反应的影响关系，制约了人们对悬浮态反应技术的研究和应用。尤其是对于悬浮态动力学的研究，必须要确定悬浮态下温度对反应的影响关系，这就需要提供一种可以保持温度恒定的悬浮炉。
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可实现恒温的悬浮炉，可以用来研究悬浮态下粉体物料的反应特性和测定悬浮态反应动力学。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种可实现恒温的悬浮炉，包括炉体1，其特征在于，在炉体1外壁相应于反应区的位置包裹功率补偿型保温套管2，功率补偿型保温套管2由多个控温套管单体组成，上下相邻控温套管单体之间紧密抵触或者机械连接，每个控温套管单体为一个独立的控温单元，利用所述多节独立单元通过对反应区由下到上沿程的温降进行相应的补偿，从而实现悬浮炉反应区的恒温。
所述炉体1为管道式结构，截面为圆形或方形，材料为耐热钢材质，炉体1下部设有进风口3、进料口4，出口设有粉体物料收集装置5。
所述控温套管单体是由两个半箱体通过合页15连接起来的箱体结构。
所述箱体结构为圆柱形箱体或方柱形箱体，分别与圆形管炉体和方形管炉体相匹配。
每个所述半箱体都在中心线位置开半圆柱形的中心槽16，合起来形成中空的箱体结构，以包裹形式安装在炉体1的反应区。
每个所述半箱体的壳体11的材质为耐热不锈钢，半箱体内设置若干加热元件13，在每个半箱体上都设有热电偶14，半箱体内的间隙填充保温材料12。
所述加热元件13为电加热棒或者电加热管。
所述控温套管单体带有控制系统，具备温度检测和输出功率自动调节的功能，根据设定的目标温度与其内热电偶检测温度的温差进行加热功率输出的实时控制。
与现有技术相比，本发明提供了一种可实现恒温控制的悬浮炉，解决了悬浮态技术研究和应用中对悬浮炉恒温的技术需求，尤其是为悬浮态反应动力学研究提供了一种实验装置。本发明对于悬浮态技术研究、开发和应用具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明悬浮炉的结构示意图。
图2是本发明控温套管方柱形箱体的结构形式示意图(纵剖视图)。
图3是本发明控温套管方柱形箱体的结构形式示意图(俯视图)。
图4是本发明控温套管圆柱形箱体的结构形式示意图(纵剖视图)。
图5是本发明控温套管圆柱形箱体的结构形式示意图(纵剖视图)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
参考附图1，一种可实现恒温的悬浮炉，炉体1采用圆形管道式结构，材料为耐热钢材质。炉体下部设有进风口3、进料口4、出口设有粉体物料收集装置5。悬浮炉体反应区覆盖功率补偿型保温套管2，是由一系列的控温套管单体依次连接成的，每个控温套管单体为一个独立的控温单元。通过对反应区由下到上沿程的温降进行相应的补偿，从而实现悬浮炉反应区的恒温。
参考图4和图5，控温套管单体是由两个半箱体通过合页15连接起来的圆柱形箱体结构，每个半箱体都在中心线位置开半圆柱形槽16，合起来形成中空的箱体结构，以包裹形式安装在反应炉体的反应区。半箱体的壳体11的材质为耐热不锈钢，半箱体内设置若干加热元件13，例如电加热棒或者电加热管，在每个半箱体上都设有热电偶14，半箱体内的间隙填充保温材料12。控温套管单体带有控制系统，具备温度检测和输出功率自动调节的功能，根据设定的目标温度与其内热电偶检测温度的温差进行加热功率输出的实时控制。
本发明的工作原理为：
在悬浮炉的管道式炉体的反应区设置有功率补偿型保温套管，当悬浮炉由于表面散热或者化学反应的原因在炉体不同位置出现温差时，可由相应位置覆盖的功率补偿型保温套管单体根据设定温度与实际检测到的温度之差针对性地补偿加热功率，从而达到消除温差的目的。由于一系列的功率补偿型保温套管单体都可独立的、实时的控制，通过对功率补偿型保温套管覆盖的炉体反应区进行总体的加热功率补偿，可实现悬浮炉反应区的恒温。
该悬浮炉的典型应用场合之一是开展粉体物料悬浮态反应特性研究。悬浮态反应特性研究，需要确定特定温度和停留时间下粉体物料的反应效果。采用本发明实施例的悬浮炉，可以将悬浮炉反应区的温度保持恒温，然后在通过调节悬浮炉内的风速，就可以满足不同“温度和停留时间”组合参数下的悬浮态反应特性研究实验的要求。
该悬浮炉的典型应用场合之二是开展粉体物料悬浮态反应动力学实验。悬浮态反应动力学实验，要求悬浮炉反应区必须能够保持恒温，然后测定四个以上特定温度下对应不同停留时间粉体物料发生悬浮态反应所达到的转化率，用于悬浮态动力学参数的计算。采用本发明实施例的悬浮炉，可以设定悬浮炉反应区温度并保持恒温，然后再通过调节悬浮炉风速和功率补偿型保温套管覆盖反应区的长度，就可以调节停留时间。粉体物料经过粉体物料收集装置收集后进行相关定量分析，就可确定每组“温度-停留时间”组合参数下粉体物料发生悬浮态反应所达到的转化率，进而可以用实验数据进行悬浮态动力学的计算。

Claims (8)

1.一种可实现恒温的悬浮炉，包括炉体(1)，其特征在于，在炉体(1)外壁相应于反应区的位置包裹功率补偿型保温套管(2)，功率补偿型保温套管(2)由多个控温套管单体组成，上下相邻控温套管单体之间紧密抵触或者机械连接，每个控温套管单体为一个独立的控温单元，利用所述多节独立单元通过对反应区由下到上沿程的温降进行相应的补偿，从而实现悬浮炉反应区的恒温。
2.根据权利要求1所述可实现恒温的悬浮炉，其特征在于，所述炉体(1)为管道式结构，截面为圆形或方形，材料为耐热钢材质，炉体(1)下部设有进风口(3)、进料口(4)，出口设有粉体物料收集装置(5)。
3.根据权利要求1所述可实现恒温的悬浮炉，其特征在于，所述控温套管单体是由两个半箱体通过合页(15)连接起来的箱体结构。
4.根据权利要求3所述可实现恒温的悬浮炉，其特征在于，所述箱体结构为圆柱形箱体或方柱形箱体，分别与圆形管炉体和方形管炉体相匹配。
5.根据权利要求3或4所述可实现恒温的悬浮炉，其特征在于，每个所述半箱体都在中心线位置开半圆柱形的中心槽(16)，合起来形成中空的箱体结构，以包裹形式安装在炉体(1)的反应区。
6.根据权利要求3或4所述可实现恒温的悬浮炉，其特征在于，每个所述半箱体的壳体(11)的材质为耐热不锈钢，半箱体内设置若干加热元件(13)，在每个半箱体上都设有热电偶(14)，半箱体内的间隙填充保温材料(12)。
7.根据权利要求6所述可实现恒温的悬浮炉，其特征在于，所述加热元件(13)为电加热棒或者电加热管。
8.根据权利要求1所述可实现恒温的悬浮炉，其特征在于，所述控温套管单体带有控制系统，具备温度检测和输出功率自动调节的功能，根据设定的目标温度与其内热电偶检测温度的温差进行加热功率输出的实时控制。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201212782Y (zh) * 2008-01-31 2009-03-25 秦文隆 封闭式窑炉发热体
CN201748801U (zh) * 2010-08-03 2011-02-16 辽宁同辉科技发展有限公司 高精度单温区均温区的管式电阻炉
CN203561200U (zh) * 2013-10-17 2014-04-23 浙江泛泰仪器有限公司 一种三段式高温反应炉
CN109012515A (zh) * 2018-10-15 2018-12-18 武汉亚华电炉有限公司 一种流化床
CN110057867A (zh) * 2019-04-18 2019-07-26 广西大学 一种悬浮态热分析试验装置及测试方法
CN209295671U (zh) * 2018-12-17 2019-08-23 阿尔赛(苏州)无机材料有限公司 内部温场温度更均匀的管式炉

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201212782Y (zh) * 2008-01-31 2009-03-25 秦文隆 封闭式窑炉发热体
CN201748801U (zh) * 2010-08-03 2011-02-16 辽宁同辉科技发展有限公司 高精度单温区均温区的管式电阻炉
CN203561200U (zh) * 2013-10-17 2014-04-23 浙江泛泰仪器有限公司 一种三段式高温反应炉
CN109012515A (zh) * 2018-10-15 2018-12-18 武汉亚华电炉有限公司 一种流化床
CN209295671U (zh) * 2018-12-17 2019-08-23 阿尔赛(苏州)无机材料有限公司 内部温场温度更均匀的管式炉
CN110057867A (zh) * 2019-04-18 2019-07-26 广西大学 一种悬浮态热分析试验装置及测试方法

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