【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金、化工等行业中的粉体高温煅烧，涉及一种悬浮煅烧实验装置。
技术介绍
1、白云石煅烧作为硅热法炼镁的第一步，直接决定着后续原镁的产率及品质。目前炼镁用白云石主流煅烧方法为回转窑煅烧，此工艺白云石块体处于堆积态，会因为空气不流通、温度分布不均匀、颗粒之间接触过密等问题，而导致原料烧结、粘炉、煅烧不充分等问题。目前，白云石的生欠烧率超过10％，这不仅增加了生产周期，降低生产效率，同时导致能源浪费和生产成本的上升。此外，煅烧中的废气废热废渣需要进行处理和排放控制，也对环境造成一定负面影响。
2、悬浮煅烧因其换热效率高，产品质量均匀稳定性高，资源利用率高，环境友好等优点已经被广泛应用于水泥、陶瓷、耐火材料等领域，同时也吸引众多高能耗高碳排放生产技术革新的目光。然而，常见的悬浮煅烧系统较为复杂，通常涉及多级预热、煅烧、冷却及分离系统，此类系统体系庞大造成生产不够灵活，在高温下运行能源成本较高，能源利用效率较低的问题，同时大型系统难以精准控制温度、反应时间等条件，很难快速煅烧质量稳定的分析级粉末样品，难以用于对白云石煅烧的大工业生产的前期指导。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种悬浮煅烧实验装置，从而解决现有技术中大型的悬浮煅烧系统在白云石煅烧研究过程中，操作系统庞大、操作过程复杂、操作不够便捷、探究实验的可控性差、实验效率低，且无法同时实现样品煅烧位置以及连续煅烧性能探究的技术问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种悬浮煅烧实验装置，包括两端开口的炉体；
4、所述炉体的底端设有第一物料加载组件；所述第一物料加载组件可沿所述炉体的轴向方向移动；
5、所述炉体的侧壁连接有第二物料加载组件；
6、所述第一物料加载组件上连接有进气组件，所述炉体的顶端连接有分离冷却收集组件；
7、所述炉体上设有温控组件。
8、优选的，所述分离冷却收集组件包括连接的石英弯管以及分离收集组件。
9、优选的，所述分离收集组件包括依次连接的第一分离收集器以及第二分离收集器；所述第一分离收集器的垂直高度高于第二分离收集器的垂直高度。
10、优选的，所述炉体包括从下而上依次一体设置的第一炉体、第二炉体、第三炉体以及第四炉体；
11、所述第一物料加载组件的自由端与第一炉体连接，所述石英弯管的自由端与所述第四炉体的自由端连接设置。
12、优选的，第二炉体与第四炉体为中空圆台结构；所述第四炉体的侧壁与竖直方向的夹角为30～45°。
13、优选的，所述温控组件包括包裹在第三炉体外部的保温层，所述保温层的内部设有加热电阻，所述加热电阻与温控单元连接。
14、优选的，所述第一物料加载组件包括中空结构的物料仓以及支撑架；所述物料仓与支撑架可拆卸连接设置；所述物料仓的内部设有支撑网。
15、优选的，所述物料仓的外壁与支撑架贴合设置，所述支撑架与第一炉体贴合设置；所述物料仓的上沿低于所述第一炉体的上沿。
16、优选的，所述第一炉体的自由端设有第一固定件，所述支撑架上套设有第二固定件，所述第一固定件以及第二固定件上可拆卸设有卡箍。
17、优选的，所述第二物料加载组件包括依次连接的进料管以及连续给料装置；所述进料管与所述第三炉体的侧壁连接；所述第三炉体的长径比为8～12。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
19、本专利技术公开一种悬浮煅烧实验装置，该悬浮煅烧实验装置包括一个两端开口的炉体，该炉体竖直设置，实现煅烧时物料的悬浮，在该炉体的底端设有第一物料加载组件，该第一物料加载组件可沿所述炉体的轴向方向移动，该移动过程实现了待煅烧物料在炉体中位置的调节控制，可用于探究煅烧位置对于煅烧结果的影响，另外，在炉体的侧壁连接有第二物料加载组件，该第二物料加载组件为连续物料加载组件，可实现连续进样下，煅烧结果的探究。另外，在炉体上设有温控组件。该实验装置中利用第一物料加载组件、进气组件以及温控组件可实现对于煅烧参数，比如煅烧时间、煅烧温度、进气量、物料加载量、物料加载高度等参数的快速优化，在优化实验过程中，物料无需从炉体顶端的分离冷却收集组件回收，并进行后续的测试验证，当停止通气后，直接从底部取出即可，有效加快了试验的效率，以及试验过程参数的可控性，另外，通过第二物料加载组件、分离冷却收集组件以及温控组件可有效验证煅烧过程的长效稳定性，模拟实际生产情况；分离冷却收集组件可对物料快速降温。该装置设计合理，操作便捷，实验过程可控，有效提高了试验的效率。
20、进一步的，所述分离冷却收集组件包括依次连接的石英弯管以及分离收集组件，石英弯管的设置可使得悬浮样品在收集过程中产生涡流，延长样品在管中的停留时间，使燃烧更加充分，避免直接进入收集装置，直接进入会混入部分未煅烧状态的粉末，产生涡流可以延长其在炉中的停留时间，使煅烧更充分。
21、进一步的，所述分离收集组件包括依次连接的第一分离收集器以及第二分离收集器；所述第一分离收集器的垂直高度高于第二分离收集器的垂直高度，该第一分离收集器与第二分离收集器的高度差实现了对样品的充分收集，提高了试验结果的准确性。
22、进一步的，第二炉体与第四炉体为圆台结构，有效避免了样品在炉体内壁的粘黏。
23、进一步的，所述温控组件包括第一温控单元、第二温控单元以及温度调节单元，所述第一温控单元包裹于第三炉体的外侧，所述第二温控单元包裹于第二炉体的外侧，所述第一温控单元以及第二温控单元均包括保温层以及设置在保温层的内部的加热电阻，所述加热电阻均与温度调节单元连接，此处第一温控单元以及第二温控单元的设置使得可精准控制煅烧温度以及预热温度的精准控制，有效提高了实验过程的可控性。
24、进一步的，第一物料加载组件包括中空结构的物料仓、支撑架以及设置在物料仓与支撑架之间的支撑网；所述支撑网固定设置在物料仓的内部，所述物料仓与支撑架可拆卸连接设置，支撑网的设置使得气体可以通过第一物料加载组件进入炉体，支撑架的设置有效实现了第一物料加载组件在炉体的轴向方法移动调节。
25、进一步的，所述物料仓与支撑架贴合设置，所述支撑架与第一炉体贴合设置，避免了在煅烧参数优化过程中，当停止通气后，样品落在物料仓之外，造成试验误差。
26、进一步的，第一炉体的自由端设有第一固定件，所述支撑架上套设有第二固定件，所述第一固定件以及第二固定件上可拆卸设有卡箍，所述第一固定件、第二固定件以及卡箍的设置有效实现了第一物料加载组件与炉体的固定连接。
27、进一步的，第二物料加载组件包括依次连接的进料管以及连续给料装置；所述进料管与所述第三炉体的侧壁连接，有效模拟了实际生产过程中的连续进样过程。
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1.一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，包括两端开口的炉体(3)；
2.根据权利要求1所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述分离冷却收集组件包括连接的石英弯管(10)以及分离收集组件(11)。
3.根据权利要求2所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述分离收集组件(11)包括依次连接的第一分离收集器(111)以及第二分离收集器(112)；所述第一分离收集器(111)的垂直高度高于第二分离收集器(112)的垂直高度。
4.根据权利要求2所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述炉体(3)包括从下而上依次一体设置的第一炉体(31)、第二炉体(32)、第三炉体(33)以及第四炉体(34)；
5.根据权利要求4所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述第二炉体(32)与第四炉体(34)为中空圆台结构；所述第四炉体(34)的侧壁与竖直方向的夹角为30～45°。
6.根据权利要求4所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述温控组件包括第一温控单元、第二温控单元以及温度调节单元，所述第一温控单元包裹于第三炉体(33)的外
7.根据权利要求4所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述第一物料加载组件包括中空结构的物料仓(4)以及支撑架(6)；所述物料仓(4)与支撑架(6)可拆卸连接设置；所述物料仓(4)的内部设有支撑网(5)。
8.根据权利要求7所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述物料仓(4)的外壁与支撑架(6)贴合设置，所述支撑架(6)与第一炉体(31)贴合设置；所述物料仓(4)的上沿低于所述第一炉体(31)的上沿。
9.根据权利要求7所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述第一炉体(31)的自由端设有第一固定件，所述支撑架(6)上套设有第二固定件，所述第一固定件以及第二固定件上可拆卸设有卡箍。
10.根据权利要求4所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述第二物料加载组件包括依次连接的进料管(7)以及连续给料装置；所述进料管(7)与所述第三炉体(33)的侧壁连接；所述第三炉体(33)的长径比为8～12。
...【技术特征摘要】
1.一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，包括两端开口的炉体(3)；
2.根据权利要求1所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述分离冷却收集组件包括连接的石英弯管(10)以及分离收集组件(11)。
3.根据权利要求2所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述分离收集组件(11)包括依次连接的第一分离收集器(111)以及第二分离收集器(112)；所述第一分离收集器(111)的垂直高度高于第二分离收集器(112)的垂直高度。
4.根据权利要求2所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述炉体(3)包括从下而上依次一体设置的第一炉体(31)、第二炉体(32)、第三炉体(33)以及第四炉体(34)；
5.根据权利要求4所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述第二炉体(32)与第四炉体(34)为中空圆台结构；所述第四炉体(34)的侧壁与竖直方向的夹角为30～45°。
6.根据权利要求4所述的一种悬浮煅烧实验装置，其特征在于，所述温控组件包括第一温控单元、第二温控单元以及温度调节单元，所述第一温控单元包裹于第三炉体(33)的外侧，所述第二温控单元包裹于第...
【专利技术属性】
技术研发人员：王悦存，马英子，魏葆春，叶家卿，单智伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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