[發明專利]一種用于模擬氣基還原的氣基還原裝置及氣基還原方法

有效

• 申請號: 202110127695.X
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112981029B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王鋒;萬新宇;沈朋飛;高建軍;何鵬
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院;鋼研晟華科技股份有限公司
• 主分類號: C21B13/00
• 分類號: C21B13/00
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 程虹

本發明公開了一種用于模擬氣基還原的氣基還原裝置及氣基還原方法，屬于涉及高溫實驗室氣基熱模擬實驗技術領域，用于解決現有技術中氣基還原爐模擬條件少、模擬過程與實際差距較大的問題。本發明的裝置中，供氣單元通過動態配氣儀與還原爐的還原進氣口連接，還原爐的還原出氣口與背壓閥連接；還原爐包括加熱體以及與加熱體連接的加熱控制器。本發明的方法包括還原氣從供氣單元中引出，經過動態配氣儀后進入還原爐；還原氣與實驗料進行氣基還原反應；氣基還原反應后的尾氣排出，經過背壓閥后排至大氣；還原后的實驗料移出還原爐進行冷卻。本發明的裝置和方法可用于模擬氣基還原實驗。

技術領域

本發明涉及高溫實驗室氣基熱模擬實驗領域，尤其涉及一種用于模擬氣基還原的氣基還原裝置及氣基還原方法。

背景技術

近年來，隨著高溫實驗爐的發展，現有的用于模擬氣基還原的氣基還原爐主要有配氣、升溫功能，其氣體供應直接與氣瓶連接，不具備單獨的混氣裝置和調節爐內壓力的裝置，因此，無法控制爐內壓力，并且無法同時調節爐內氣體流量、壓力和溫度，導致現有的氣基還原爐的模擬條件少、模擬過程與實際差距較大，不能較好地模擬實際工業爐窯的內部條件。

發明內容

鑒于上述分析，本發明旨在提供一種用于模擬氣基還原的氣基還原裝置及氣基還原方法，用于解決現有技術中無法控制爐內壓力、無法同時調節爐內氣體流量、壓力和溫度導致現有的氣基還原爐模擬條件少、模擬過程與實際差距較大的問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種用于模擬氣基還原的氣基還原裝置，包括供氣單元、還原爐、動態配氣儀和背壓閥。其中，供氣單元通過動態配氣儀與還原爐的還原進氣口連接，供氣單元用于為還原爐提供還原氣，供氣單元與動態配氣儀的進氣端連接，動態配氣儀的出氣端通過供氣管路與還原爐的還原進氣口連接；還原爐的還原出氣口通過排氣管路與背壓閥連接；還原爐包括加熱體以及與加熱體連接的加熱控制器，實驗料置于還原爐中。

進一步地，上述用于模擬氣基還原的氣基還原裝置還包括壓力計，壓力計設于動態配氣儀和還原進氣口之間，通過壓力計能夠實時監測動態配氣儀的供氣壓力。

進一步地，背壓閥通過信號線與壓力計連接，背壓閥接收壓力計檢測的動態配氣儀的供氣壓力，比較供氣壓力與背壓閥的預設壓力得到壓力差，根據壓力差調節供氣壓力使得壓力差為零。

進一步地，上述還原出氣口與背壓閥之間設有冷凝器，還原出氣口、冷凝器和背壓閥通過排氣管路依次連接。

進一步地，上述背壓閥的出氣端設有尾氣燃燒器，背壓閥的出氣端通過排氣管路與尾氣燃燒器連接，燃燒器內設有長明火。

進一步地，供氣單元包括多個供氣瓶，每個供氣瓶中盛裝一種還原氣，多個供氣瓶中的還原氣相同或不同，示例性地，每個供氣瓶的氣體流量為0～1m³/min。

進一步地，每種還原氣至少對應兩個供氣瓶。

進一步地，上述供氣單元還包括配氣管路，配氣管路包括多個單管路和一個總管路，配氣瓶依次通過單管路和總管路與動態配氣儀連接，單管路的進氣端與配氣瓶連接，單管路的出氣端與總管路的進氣端連接，總管路的出氣端與動態配氣儀連接。

進一步地，上述供氣單元包括三組供氣瓶，每組供氣瓶的數量為2個，第一組供氣瓶為氫氣供氣瓶，分別為第一氫氣供氣瓶A1和第二氫氣供氣瓶A2，第二組供氣瓶為一氧化碳供氣瓶，分別為第一一氧化碳供氣瓶B1和第二一氧化碳供氣瓶B2，第三組供氣瓶為氮氣供氣瓶，分別為第一氮氣供氣瓶C1和第二氮氣供氣瓶C2。

進一步地，上述用于模擬氣基還原的氣基還原裝置還包括與供氣單元連接的冷卻保護器，供氣單元還用于為冷卻保護器提供冷卻保護氣，冷卻保護器內的冷卻保護氣為正壓，冷卻保護氣從冷卻保護器的頂部通入，從冷卻保護器的底部流出。