一种可调压式流化反应床实验装置的制作方法

本发明属于冶金技术领域，特别是涉及一种可调压式流化反应床实验装置，研究不同的压力和气体流速条件下的矿物粉末的流化效果；用于矿物粉末流化和失流机理的研究；用于提升实际生产过程中矿物流化的效果。

背景技术：

目前冶金工业多采用高炉炼铁方法，但是高炉炼铁损耗大，污染环境。为了摆脱高炉炼铁对环境污染日益加重、焦煤资源日趋匮乏、铁矿资源品质下降对钢铁工业发展的羁绊，冶金工作者正努力探索降低高炉炼铁焦比新技术或非高炉炼铁新工艺，流化床直接还原工艺正是为了满足这一发展趋势而被开发出来。

随着铁矿原料由块矿向粉矿的转变，具有直接处理粉矿和不依赖焦煤的流化床炼铁工艺为冶金工业节能环保、合理利用国内低品位、复合共生矿和解决铁矿资源供应紧张的问题方面提供了多种可能具有直接处理粉矿和不依赖焦煤的流化床直接还原工艺为冶金工业节能环保、合理利用国内低品位、复合共生矿提供了多种可能，但是在流态化还原铁矿粉过程中出现黏结失流问题成为该流程工业应用的瓶颈。

需要研究在加压条件下，通过分析气固反应相的表面物性和流体力学特性，对铁矿粉的颗粒黏结和析碳抑制机理进行研究，探索铁矿粉颗粒的物相演变规律、铁原子表面迁移规律，揭示铁元素赋存状态和铁晶须生长与黏结失流的内在联系，阐明铁矿粉颗粒黏结失流发生的机理。为铁矿粉流态化还原技术工业应用提供理论基础和技术支撑。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可调压式流化反应床实验装置，通过，解决了现有的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种可调压式流化反应床实验装置，包括流化床内层和流化床外层，所述流化床内层的一端固定有进料层；所述流化床内层的另一端固定有流化床板；所述流化床外层固定有冷却器；其中，所述进料层的进料口上固定有观察窗；所述进料层周侧的出气口固定有阀门；其中，所述流化床内层的周侧固定有热电偶；其中，所述流化床外层的周侧固定有第一支管、第二支管、第三支管。

进一步地，所述第一支管端口固定有压力变送器。

进一步地，所述第二支管为进气口；所述进气口固定有流量计。

进一步地，所述第三支管端口固定有安全阀。

进一步地，所述流化床内层为不锈钢材质，表面镀铜；所述流化床内层的一端还固定有限位导层；所述流化床内层的周侧固定有探测管；所述探测管内固定有热电偶。

进一步地，所述限位导层通过焊接的方式固定在流化床内层的一端；所述流化床板夹在限位导层与流化床内层之间。

进一步地，所述流化床板为石英玻璃烧结而成；所述流化床板表面开有通气孔。

进一步地，所述冷却器为缠绕在流化床外层的铜管；所述铜管内通入冷水。

进一步地，所述流化床内层通过外层盖板与流化床外层固定。

进一步地，所述进料层上的进料口通过螺母固定有O形密封圈；所述进料口通过进料盖与进料层连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用双层的流化床；在内层流化床上设置温度检测装置，在内层流化床的进料层的出气口上设置阀门，通过阀门来调节流化床内的压力；在外层的流化床的进气口固定有流量计，来控制进气量，在外层的流化床上还设置有压力变送器，检测压力大小；和安全阀，确保运行中的压力安全。

2、本发明通过控制阀门和气体流量计来研究不同的压力和气体流速条件下的矿物粉末的流化效果；可以用于矿物粉末流化和失流机理的研究；用于提升实际生产过程中矿物流化的效果。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种可调压式流化反应床实验装置的俯视结构示意图；

图2为本发明的一种可调压式流化反应床实验装置的仰视结构示意图；

图3为图1的结构半剖示意图；

图4为图3中A处的局部结构放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-4所示，本发明为一种可调压式流化反应床实验装置，包括管件的流化床内层1和管件的流化床外层2，流化床内层1的一端固定有管件的进料层4；流化床内层1的另一端固定有流化床板14；流化床外层2固定有冷却器3。

其中，进料层4的进料口上固定有观察窗6，通过观察窗6对进料层4内的物料进行观察，直观反映流化床内的反映状态；进料层4周侧的出气口固定有阀门7；通过控制阀门7来控制流化床内层1的压力大小，进而调节流化床内层1和流化床外层2的压力平衡。

其中，流化床内层1的周侧固定有热电偶13；其中，流化床内层1为不锈钢管材，为了方便酸清洗，整个装置进行化学镀铜；流化床内层1的一端还固定有限位导层101；流化床内层1的周侧固定有探测管12；探测管12内固定有热电偶13。

其中，流化床外层2的周侧固定有第一支管15、第二支管14、第三支管11。其中，第一支管15端口固定有压力变送器10，通过压力变送器10将流化床外层2的气压变成电信号传输。其中，第二支管14为进气口；进气口固定有流量计。其中，第三支管11端口固定有安全阀。

其中，限位导层101通过焊接的方式固定在流化床内层1的一端；流化床板14夹在限位导层101与流化床内层1之间。

其中，流化床板14为石英玻璃烧结而成；流化床板14表面开有通气孔。

其中，冷却器3为缠绕在流化床外层2的铜管；铜管内通入冷水；由直径6mm的铜管绕制而成的冷却装置，在工作过程中，流化床外层2的温度在700℃-1000℃的范围，通过冷却器3进行降温处理。

其中，流化床内层1通过外层盖板9与流化床外层2固定。

其中，进料层4上的进料口通过螺母5固定有O形密封圈；进料口通过进料盖8与进料层4连接；进料层4与流化床内层1通过转接口进行连接。

气体进入系统前，设置数字型流量计对进气速率进行测量。在系统中分别设置两套温度测量装置，一套安装在流化床内层1反应床附近；另一套安装在流化床外层2外壁。一套压力测量装置用于内部压力大小。另外还安装安全阀等装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。