[發明專利]一種用于研究粉礦在運動中發生反應的實驗方法

有效

• 申請號: 201710150425.4
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106908359B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 曲迎霞;鄒宗樹;邢力勇;張立
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種用于研究粉礦在運動中發生反應的試驗方法，其特征在于，所述試驗方法在如下實驗裝置中進行，所述實驗裝置包括：

管式豎爐，其具有爐膛；

反應爐管，其設置于管式豎爐的爐膛；

加料管，由管式豎爐的頂端伸入反應爐管中，加料管與反應爐管之間滑動密封連接，加料管的出料口在反應爐管中的位置為可移動的；

接料管，由管式豎爐的底端伸入反應爐管中，接料管與反應爐管之間滑動密封連接，接料管的接料口在反應爐管中的位置為可移動的，加料管的出料口與接料管的接料口間具有位置和/或長度可選擇的恒溫區；

其中：管式豎爐的上端安裝有第一水冷法蘭和爐蓋，第一水冷法蘭設于爐蓋與管式豎爐之間，將爐蓋固定于管式豎爐，反應爐管的上端通過第一水冷法蘭固定于管式豎爐，爐蓋設有氣體入口、加料管插入口和溫度檢測口，加料管的外壁與加料管插入口滑動密封連接構成加料管與反應爐管之間的滑動密封連接的全部或部分；

其中：管式豎爐的下端安裝有第二水冷法蘭和第三水冷法蘭，反應爐管的下端通過第二水冷法蘭固定于管式豎爐的爐膛內，第二水冷法蘭的內壁與接料管外壁之間具有間隙，該間隙借助氣體出口與外界連通，第三水冷法蘭與第二水冷法蘭連接，接料管與第三水冷法蘭之間的滑動密封連接構成接料管與反應爐管之間的滑動密封連接的全部或部分；

其中：所述接料管下端連接有接料管托架，接料管托架設于管式豎爐外部，通過驅動接料管托架來調整接料管的接料口在反應爐管中的位置，所述實驗 裝置還包括接料器，其設置在接料管托架下方，接料器內的接料腔與接料管內部連通；

所述試驗方法包括如下步驟：

S1、通過調節加料管的出料口與接料管的接料口在反應爐管中的位置，獲得若干準恒溫區的溫度分布，再根據實驗需求選取恒溫區，以及恒溫區所對應的加料管的出料口和接料管的接料口的位置；

S2、根據需要調節加料管的出料口和/或接料管的接料口在反應爐管中的位置來設定恒溫區的溫度、長度和/或溫度誤差；

S4、讓粉礦在恒溫區內進行反應；

其中，步驟S1中包括如下步驟：

S11、通過調節加料管和接料管在反應爐管內的位置，設定恒溫區的長度及位置，然后將加料管固定，將熱電偶從溫度檢測口插入反應爐管內，直至與加料管底端等高；

S12、對第一水冷法蘭、第二水冷法蘭、第三水冷法蘭、接料管托架、接料器和加料管進行冷卻，在實驗 裝置中形成惰性氣體保護環境，設定管式豎爐的工作溫度和升溫速度，對管式豎爐通電來加熱反應爐管，使得管式豎爐溫度升高到設定的工作溫度；

S13、讀取熱電偶測得的溫度數值，當讀數穩定時，記錄溫度t₁，將熱電偶降低預定高度h₁，當讀數再次穩定時，再次記錄溫度t₂；

S14、重復步驟S13，逐次按相同高度h₁降低熱電偶在管式豎爐內的高度，分別記錄各點溫度t_n，直至熱電偶底端與接料管頂端等高，記錄最后一個溫度，得到一個準恒溫區內的溫度分布，從而獲得此準恒溫區的溫度、準恒溫區溫度的誤差，和對應的加料管與接料管在管式豎爐內的位置；

S15、調節加料管和接料管在反應爐管內的位置，使恒溫區自身的長度固定不變的同時，恒溫區在反應爐管內的高度降低或升高預定高度h₁，調節熱電偶的高度至與加料管底端等高，然后重復步驟S13和S14，獲得第二個準恒溫區內的溫度分布，從而獲得第二個準恒溫區溫度、準恒溫區溫度的誤差，和對應的加料管與接料管在管式豎爐內的位置；

S16、重復步驟S15，通過改變恒溫區的位置，獲得多個準恒溫區內的溫度分布，并確定對應的加料管和接料管所在的位置。

2.如權利要求1所述的用于研究粉礦在運動中發生反應的試驗方法，其特征在于，步驟S1中獲得若干準恒溫區的溫度分布的方式包括：

通過調節加料管的出料口和/或接料管的接料口的位置，選作若干個準恒溫區，在各個準恒溫區所對應的出料口和接料口之間選定若干溫度檢測位置，并分別檢測各個準恒溫區中的溫度檢測位置的溫度得到各個準恒溫區的溫度分布。