[發明專利]一種可實現恒溫的懸浮爐

在審

• 申請號: 201910814226.8
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110514009A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 陳延信;酒少武;趙博
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: F27B17/02
• 分類號: F27B17/02;F27D11/02;F27D19/00
• 代理公司: 61215 西安智大知識產權代理事務所
• 代理人: 段俊濤<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種可實現恒溫的懸浮爐，包括爐體，其特征在于，在爐體外壁相應于反應區的位置包裹功率補償型保溫套管，功率補償型保溫套管由多個控溫套管單體組成，上下相鄰控溫套管單體之間緊密抵觸或者機械連接，每個控溫套管單體為一個獨立的控溫單元，利用所述多節獨立單元通過對反應區由下到上沿程的溫降進行相應的補償，從而實現懸浮爐反應區的恒溫，本發明解決了懸浮態技術研究和應用中對懸浮爐恒溫的技術需求，尤其是為懸浮態反應動力學研究提供了一種實驗裝置。本發明對于懸浮態技術研究、開發和應用具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于材料工程技術領域，涉及一種熱態反應用懸浮爐設備，特別涉及一種可實現恒溫的懸浮爐。

背景技術

懸浮態反應是將粉體物料置于懸浮狀態下進行反應的一類技術，因其具有傳遞動力大、反應效率高、容易實現大型化等優點，廣泛應用于諸多工業領域。懸浮態反應采用的設備是懸浮爐，它通常采用管道式爐體結構，爐體下部進風，中下部進料，爐體出口設有粉體物料收集裝置。粉體物料在爐體內以噴騰和旋轉方式運動并發生反應。懸浮爐的供熱方式主要有兩種：其一是內熱源供熱，即將燃料噴入懸浮爐的爐體內進行燃燒供熱；其二是外熱源供熱，燃料在外設的熱風爐或者其他窯爐內燃燒，再將熱風引入懸浮爐供熱。在懸浮爐內，為了確保粉體物料顆粒的懸浮，爐內軸向氣流速度通常需要達到6～30m/s。為了保持一定的停留時間，懸浮爐通常需要較長的爐體，因此沿其軸向的表面散熱問題不可避免。無論采用內熱源供熱還是外熱源供熱，懸浮爐體的溫度總是從進口到出口是逐漸降低的，進口和出口之間存在溫度差。懸浮爐體越長，或者保溫材料保溫效果越差，該溫度差越大。

懸浮爐不能保持恒溫在實際應用中存在不利影響，主要體現在兩個方面：其一，粉體物料顆粒在懸浮爐內的最長停留時間通常也只有幾秒鐘，由于懸浮爐內不能保持溫度恒定，實際上在反應區的停留時間更是有限，因此導致懸浮爐的反應效率未能達到最佳的水平；其二，由于懸浮爐內不能恒溫，因此無法確定溫度對懸浮態反應的影響關系，制約了人們對懸浮態反應技術的研究和應用。尤其是對于懸浮態動力學的研究，必須要確定懸浮態下溫度對反應的影響關系，這就需要提供一種可以保持溫度恒定的懸浮爐。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種可實現恒溫的懸浮爐，可以用來研究懸浮態下粉體物料的反應特性和測定懸浮態反應動力學。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種可實現恒溫的懸浮爐，包括爐體1，其特征在于，在爐體1外壁相應于反應區的位置包裹功率補償型保溫套管2，功率補償型保溫套管2由多個控溫套管單體組成，上下相鄰控溫套管單體之間緊密抵觸或者機械連接，每個控溫套管單體為一個獨立的控溫單元，利用所述多節獨立單元通過對反應區由下到上沿程的溫降進行相應的補償，從而實現懸浮爐反應區的恒溫。

所述爐體1為管道式結構，截面為圓形或方形，材料為耐熱鋼材質，爐體1下部設有進風口3、進料口4，出口設有粉體物料收集裝置5。

所述控溫套管單體是由兩個半箱體通過合頁15連接起來的箱體結構。

所述箱體結構為圓柱形箱體或方柱形箱體，分別與圓形管爐體和方形管爐體相匹配。

每個所述半箱體都在中心線位置開半圓柱形的中心槽16，合起來形成中空的箱體結構，以包裹形式安裝在爐體1的反應區。

每個所述半箱體的殼體11的材質為耐熱不銹鋼，半箱體內設置若干加熱元件13，在每個半箱體上都設有熱電偶14，半箱體內的間隙填充保溫材料12。

所述加熱元件13為電加熱棒或者電加熱管。

所述控溫套管單體帶有控制系統，具備溫度檢測和輸出功率自動調節的功能，根據設定的目標溫度與其內熱電偶檢測溫度的溫差進行加熱功率輸出的實時控制。