[發明專利]一種物料超高速升溫系統

有效

• 申請號: 201610060906.1
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105605922B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 向軍;唐浩;周敬;蘇勝;胡松;汪一;劉威;陳元靜;江龍;徐俊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: F27B17/02
• 分類號: F27B17/02;F27B17/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬

1.一種物料超高速升溫系統，其特征在于，所述系統包括反應裝置(C)、進氣裝置(A)、給粉裝置(B)和煙氣分析裝置(D)，其中：

所述反應裝置(C)包括反應器(13)、熱電偶(14)、攝像單元、等離子發生器(5)和整流器(6)，所述反應器(13)裝入保溫爐內，其側面設有觀察窗口(9)，所述保溫爐由內至外依次包括加熱元件(12)、固定式保溫層(11)和可拆卸式保溫層(10)；所述熱電偶(14)從反應器(13)的頂端插入；所述攝像單元設于所述觀察窗口(9)處以及反應器(13)的頂部；所述等離子發生器(5)與反應器(13)密封連接，所述整流器(6)嵌入反應器(13)內；

所述進氣裝置(A)包括混氣單元(1)和多個供氣單元(3)，每個供氣單元(3)向所述混氣單元(1)供給一種氣體，并通過流量計(2)調節氣體流量；所述混氣單元(1)對多種氣體進行混合以形成混合氣體，其內設有對混合氣體進行加熱的電加熱元件，其通過加有電加熱伴熱帶(26)的管道與所述等離子發生器(5)相連；

所述給粉裝置(B)包括漏斗(15)、給粉器(16)和不銹鋼鋼管(7)，所述給粉器(16)向漏斗(15)中供給物料，物料在載氣攜帶下輸送至不銹鋼鋼管(7)中，所述不銹鋼鋼管(7)與反應器(13)密封連接；

所述煙氣分析裝置(D)與所述反應器(13)的頂部相連，其用于收集并分析燃燒后的物料和煙氣組分。

2.如權利要求1所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述攝像單元包括高速攝像機(25)和CCD相機(18)，其中所述高速攝像機(25)設于觀察窗口(9)處，所述CCD相機(18)設于反應器(13)的頂部，以實現物料點火階段及燃盡階段的觀察。

3.如權利要求1或2所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述等離子發生器(5)產生的高溫等離子體氣體氣氛為H₂O、N₂、CO₂、O₂、H₂和Ar中的一種或幾種，所述高溫等離子體的流速為1m/s-300m/s，溫度為300K-5000K。

4.如權利要求2所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述反應器(13)采用耐高溫透明材料制成，其為圓柱體或多面體，其與所述等離子發生器(5)采用耐高溫密封墊圈內嵌的方式密封連接。

5.如權利要求4所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述不銹鋼鋼管(7)外套有水冷套管(8)，其內徑為D/20-D/4，伸入所述反應器(13)的長度為D/10-2D/3，其中，D為反應器(13)的內徑。

6.如權利要求4所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，攜帶物料的載氣經流量計(17)進入漏斗(15)中。

7.如權利要求6所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述加熱元件(12)的加熱溫度為100K-2000K，其和固定式保溫層(11)的長度為L/10-L/2，L為保溫爐的總長度。

8.如權利要求7所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述煙氣分析裝置(D)包括依次相連的引風機(19)、粉塵收集單元(20)、粉塵過濾單元(21)和尾氣處理單元(22)，所述粉塵過濾單元(21)還與煙氣分析儀(23)相連。

9.如權利要求8所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述高速攝像機(25)、CCD相機(18)和煙氣分析儀(23)均通過數據線(27)與計算機(24)相連，以實現數據傳輸與處理。

10.如權利要求9所述的物料超高速升溫系統，其特征在于，所述升溫系統的升溫速率的調節范圍為100K/s-100000K/s。