多功能可傾斜高溫爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多功能可傾斜高溫爐，包括管式高溫爐和支架，所述管式高溫爐通過傾斜調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在所述支架上；所述管式高溫爐包括爐體和爐管，所述爐體的內(nèi)壁設(shè)置有電加熱層，所述爐管貫穿所述爐體，并位于所述電加熱層之間；所述爐管的一端設(shè)置有第一密封法蘭，所述爐管的另一端設(shè)置有第二密封法蘭，所述第一密封法蘭上還設(shè)置有與爐管連通的進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口通過進(jìn)氣管連接的進(jìn)氣裝置，所述第二密封法蘭上還設(shè)置有抽真空口，用于通過管道與抽真空裝置連接。本發(fā)明技術(shù)方案可以模擬物料在不同場景下的反應(yīng)，提高熱化學(xué)分析的全面性和準(zhǔn)確性。
【專利說明】 多功能可傾斜高溫爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及進(jìn)行物料熱化學(xué)分析的高溫爐，特別是涉及一種多功能可傾斜高溫爐。

【背景技術(shù)】
[0002]在煤炭、化工、電力、冶金、環(huán)保等行業(yè)中，需要對物料，例如煤炭等進(jìn)行熱解、焚燒、氣化、燒結(jié)等熱化學(xué)分析。其中，對這些物料進(jìn)行熱化學(xué)分析時，通常是將物料投入高溫爐中進(jìn)行高溫加熱，然后對加熱后產(chǎn)生的氣體、固體等進(jìn)行理化特性分析，進(jìn)而獲得物料的熱化學(xué)性能，為物料的使用提供參考依據(jù)。
[0003]近年來，我國關(guān)于固體廢物的環(huán)境污染事件頻頻發(fā)生，對水體、土壤、糧食和人體健康安全構(gòu)成了巨大的潛在危害，隨著環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，固體廢棄物的無害化安全處置已成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)。專業(yè)處置固體廢物/危險廢物的企業(yè)具有投資高、設(shè)施運(yùn)營專業(yè)性強(qiáng)、管理費(fèi)用高等特點(diǎn)，企業(yè)利潤多為虧損，主要收入為政府補(bǔ)貼。因此，固體廢物/危險廢物的無害化處置逐漸轉(zhuǎn)向工業(yè)化裝置的協(xié)同處置。目前，國外回轉(zhuǎn)窯爐協(xié)同處置固體廢物/危險廢物已逐漸推行，我國尚處在起步階段，很多工藝參數(shù)和危害特性需要在實(shí)驗(yàn)室完成，而這種可模擬回轉(zhuǎn)窯的專業(yè)實(shí)驗(yàn)裝置市場上十分缺乏；同時，現(xiàn)有物料熱反應(yīng)通常是在慣常環(huán)境條件下進(jìn)行反應(yīng)，也無法模擬物料在不同氣體環(huán)境下的熱化學(xué)反應(yīng)。因此，提供一種可模擬不同情況下的物料熱化學(xué)反應(yīng)的高溫爐變得非常必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種多功能可傾斜高溫爐，可模擬物料在各種環(huán)境下的熱化學(xué)反應(yīng)過程，提高物料熱化學(xué)分析的效果。
[0005]本發(fā)明提供一種多功能可傾斜高溫爐，包括管式高溫爐和支架，所述管式高溫爐通過傾斜調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在所述支架上；
[0006]所述管式高溫爐包括爐體和爐管，所述爐體的內(nèi)壁設(shè)置有電加熱層，所述爐管貫穿所述爐體，并位于所述電加熱層之間；
[0007]所述爐管的一端設(shè)置有第一密封法蘭，所述爐管的另一端設(shè)置有第二密封法蘭，所述第一密封法蘭上設(shè)置有進(jìn)料口，所述進(jìn)料口通過進(jìn)料管連接有進(jìn)料斗；所述爐管連接有轉(zhuǎn)動電機(jī)，所述轉(zhuǎn)動電機(jī)的輸出軸與所述爐管之間通過驅(qū)動輪連接，用于驅(qū)動爐管轉(zhuǎn)動，其中，所述進(jìn)料管可旋轉(zhuǎn)且密封設(shè)置在所述第一法蘭的進(jìn)料口處；
[0008]所述第一密封法蘭上還設(shè)置有與爐管連通的進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口通過進(jìn)氣管連接有進(jìn)氣裝置，且所述進(jìn)氣管上設(shè)置有控制閥門，通過所述進(jìn)氣裝置可為爐管內(nèi)通入特定的氣體；
[0009]所述第二密封法蘭設(shè)置有出料口，用于通過出料管道與接料斗連接，所述第二密封法蘭上還設(shè)置有氣體收集口，所述氣體采集口設(shè)置有閥門；所述第二密封法蘭上還設(shè)置有抽真空口，用于通過管道與抽真空裝置連接，通過所述真空裝置可將所述爐管內(nèi)的空氣抽真空。
[0010]上述的多功能可傾斜高溫爐中，所述電加熱層為硅鉬棒。
[0011]上述的多功能可傾斜高溫爐中，所述爐體內(nèi)還設(shè)置有測量爐內(nèi)溫度的溫度傳感器。
[0012]上述的多功能可傾斜高溫爐中，所述溫度傳感器為熱電偶。
[0013]上述的多功能可傾斜高溫爐還可包括控制器，與所述電加熱層、轉(zhuǎn)動電機(jī)連接。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供的多功能可傾斜高溫爐，通過可傾斜調(diào)整設(shè)置的高溫爐、以及設(shè)置的進(jìn)氣裝置和真空裝置，可有效模擬物料在各種場景下的熱化學(xué)反應(yīng)過程，例如，可根據(jù)反應(yīng)場景不同，在特定氣體或真空條件下反應(yīng)，或者，也可以在連續(xù)供料情況下進(jìn)行連續(xù)供料的反應(yīng)(也就是模擬回轉(zhuǎn)窯的熱化學(xué)反應(yīng))等。本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案提供的高溫爐，可有效模擬物料在各種環(huán)境情況下的熱化學(xué)反應(yīng)，從而可實(shí)現(xiàn)物料熱化學(xué)性能的分析，使得分析結(jié)果更加全面、準(zhǔn)確和可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多功能可傾斜高溫爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中爐體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖1中爐管的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫爐，可傾斜設(shè)置，并可在不同環(huán)境條件，例如真空環(huán)境或特定氣體環(huán)境下的反應(yīng)，同時還可模擬物料連續(xù)反應(yīng)過程，從而可在一個高溫爐上實(shí)現(xiàn)物料的多條件下的反應(yīng)，使得物料的熱化學(xué)分析更加全面、準(zhǔn)確和可靠。
[0019]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例提供的多功能可傾斜高溫爐進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多功能可傾斜高溫爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中爐體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中爐管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-圖3所示，本實(shí)施例提供的高溫爐具體可包括管式高溫爐10和支架20，其中，管式高溫爐10通過傾斜調(diào)節(jié)裝置30設(shè)置在支架20上。
[0021]實(shí)際應(yīng)用中，該傾斜調(diào)節(jié)裝置30具體可以為調(diào)節(jié)螺母，通過調(diào)節(jié)螺母可以實(shí)現(xiàn)對高溫爐的傾斜角度的調(diào)整，且角度調(diào)節(jié)范圍可在0-80度傾斜角。從而可根據(jù)實(shí)際需要，將高溫爐調(diào)節(jié)到合適的傾斜角度，以在該角度下進(jìn)行物料的加熱反應(yīng)處理。
[0022]本實(shí)施例中，管式高溫爐10具體可包括爐體101和爐管102。其中，爐體101的內(nèi)壁設(shè)置有電加熱層103，爐管102貫穿爐體101，并位于電加熱層103之間。
[0023]本實(shí)施例中，爐管102的一端設(shè)置有第一密封法蘭104，爐管102的另一端設(shè)置有第二密封法蘭105。其中，第一密封法蘭104上設(shè)置有進(jìn)料口，該進(jìn)料口通過進(jìn)料管連接有進(jìn)料斗40，進(jìn)料管可旋轉(zhuǎn)且密封設(shè)置在第一密封法蘭104的進(jìn)料口處；爐管102連接有轉(zhuǎn)動電機(jī)50，轉(zhuǎn)動電機(jī)40的輸出軸與爐管102之間通過驅(qū)動輪連接，用于驅(qū)動爐管102轉(zhuǎn)動。
[0024]實(shí)際應(yīng)用中，該進(jìn)料斗40處還可設(shè)置有給料電機(jī)60，通過該給料電機(jī)60可將進(jìn)料斗40中的物料推入爐管102中，當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中，可以利用重力或在進(jìn)料口處施加的壓力將物料送入爐管102。在具體的一種實(shí)現(xiàn)中，如圖1所示，進(jìn)料斗40為漏斗型結(jié)構(gòu)，其下部為連通的進(jìn)料管，進(jìn)料管的一段設(shè)置有給料電機(jī)60，該給料電機(jī)可以是螺旋電機(jī)，這樣給料電機(jī)60只要一直沿設(shè)定方向轉(zhuǎn)動，就可以實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)的送入爐管102內(nèi)。實(shí)際應(yīng)中，該給料電機(jī)也可以是往復(fù)電機(jī)等，只要可以將物料快捷的送入爐管102即可。實(shí)際應(yīng)用中，在控制給料電機(jī)工作時，可對電機(jī)的轉(zhuǎn)動速率進(jìn)行調(diào)控，以控制給料的速度。
[0025]本實(shí)施例中，第一密封法蘭104上還可設(shè)置有與爐管102連通的進(jìn)氣口 106，該進(jìn)氣口 106可通過進(jìn)氣管701連接的進(jìn)氣裝置70，且進(jìn)氣管701上可設(shè)置有控制閥門(圖中未示出)，通過進(jìn)氣裝置70可為爐管102內(nèi)通入特定的氣體，例如惰性氣體等。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要，在進(jìn)氣裝置中可設(shè)置合適特性的氣體。
[0026]本實(shí)施例中，第二密封法蘭105上可設(shè)置有出料口 107，用于通過出料管道801與接料斗80連接，以便于收集反應(yīng)的物料；第二密封法蘭105上還可設(shè)置有氣體收集口 108，氣體采集口 108可設(shè)置有閥門，以便于收集氣體；第二密封法蘭105上還設(shè)置有抽真空口109，用于通過管道901與抽真空裝置90連接，通過該真空裝置90可將爐管102內(nèi)的空氣抽真空。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供的高溫爐，可通過調(diào)節(jié)傾斜調(diào)節(jié)裝置，將高溫爐調(diào)節(jié)到一定角度，可實(shí)現(xiàn)對物料的連續(xù)反應(yīng)；當(dāng)需要在特定氣體條件，例如惰性氣體條件下反應(yīng)時，可通過進(jìn)氣裝置通入相應(yīng)的惰性氣體進(jìn)入爐管；當(dāng)需要在真空條件下反應(yīng)時，可將爐管抽真空，等等。
[0028]本實(shí)施例中，所述的加熱層具體可為硅鉬棒加熱層，其具有加熱速度快，爐體內(nèi)溫度升溫快，同時具有高效節(jié)能特點(diǎn)，可相對傳統(tǒng)加熱電爐具有更高的節(jié)能效果。同時，爐體101內(nèi)還可設(shè)置有溫度傳感器(圖中未示出)，可通過采集溫度來控制加熱層加熱功率，使得爐體內(nèi)可保持一定的溫度。且該溫度傳感器具體可以為熱電偶，例如鉑金熱電偶，可在爐體內(nèi)插有鉑金熱電偶來進(jìn)行測溫，采用鉑金熱電偶可具有更高的測溫精度。
[0029]本實(shí)施例中，爐體內(nèi)可設(shè)置的恒溫區(qū)為400mm，即可在爐體內(nèi)設(shè)置400mm的加熱層，實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要設(shè)置合適的加熱區(qū)域長度。
[0030]本實(shí)施例中，所述的爐體101的爐襯可采用氧化鋁/氧化鋯復(fù)合纖維磚，其可以滿足1500°C以上超高溫氧化氣氛下長期使用的高檔輕質(zhì)耐火纖維材料。上述的爐管102具體可采用剛玉管，剛玉是高純氧化鋁，耐溫，耐腐蝕，熱穩(wěn)定性好，可長期使用在1600°C。
[0031]本實(shí)施例中，各進(jìn)氣口、出氣口、出料口、進(jìn)料口等連接處均未密封連接，且均可設(shè)置有閥門等，這樣，在需要特定氣體條件下反應(yīng)時，可將爐管內(nèi)部密封，使得反應(yīng)更加真實(shí)、可靠，其具體設(shè)置方式和結(jié)構(gòu)形式不做限制。
[0032]本實(shí)施例中，如圖1所示，該高溫爐還可包括控制器100，與上述的加熱層、給料電機(jī)、控制閥門以及溫度傳感器等連接，用于控制加熱層、給料電機(jī)和轉(zhuǎn)動電機(jī)工作，該控制器100還可與進(jìn)氣裝置、真空裝置連接，用于控制進(jìn)氣裝置通入氣體到爐管，將爐管抽真空等。具體地，該控制器100與支架20為一體設(shè)置，控制器100具體可以由微處理器等電路構(gòu)成，具體實(shí)現(xiàn)在本實(shí)施例中不做限制，該控制器100可根據(jù)用戶預(yù)先設(shè)置，來控制給料電機(jī)、轉(zhuǎn)動電機(jī)的速度，以及根據(jù)溫度傳感器測得的溫度，來控制加熱層加熱功率，來控制爐體內(nèi)的溫度，以及根據(jù)設(shè)定，控制進(jìn)氣裝置或真空裝置，使得物料在一定氣體條件下反應(yīng)。
[0033]本實(shí)施例中，所述的控制器100上可設(shè)置有各種顯示、控制器，例如質(zhì)量流量計，用于顯示通入載氣質(zhì)量流量，溫控儀用于顯示爐體內(nèi)設(shè)置的溫度傳感器測量得到的溫度(本實(shí)施例中設(shè)置兩個溫度傳感器，因此顯示兩個溫度測量值)，以及電源按鈕和加熱按鈕，用于控制電源和加熱，同時還可具有電壓測量和電流測量顯示一起，具體測量電路可在控制器的控制電路中設(shè)置，以及進(jìn)氣壓力、抽真空壓力等顯示，等等。本實(shí)施例對控制器的具體電路結(jié)構(gòu)不做限制。
[0034]下面對該多功能可傾斜高溫爐實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)反應(yīng)，也就是模擬回轉(zhuǎn)窯下物料的熱化學(xué)反應(yīng)為例進(jìn)行說明:
[0035]首先，通過調(diào)節(jié)螺母，即傾斜調(diào)節(jié)裝置，將高溫爐調(diào)節(jié)一定角度，本實(shí)施例中調(diào)整為15度傾斜角；然后，將物料放入進(jìn)料斗，通過控制器來控制給料電機(jī)工作，將物料送入爐管，并控制進(jìn)氣裝置通入載氣，控制轉(zhuǎn)動電機(jī)帶動爐管旋轉(zhuǎn)，物料在爐管內(nèi)緩慢向前移動，爐管溫度可以調(diào)節(jié)，最高可達(dá)1600°C，物料在爐管內(nèi)發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，爐管右端連接接料斗，物料反應(yīng)后的灰渣直接流入料斗內(nèi)，反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體從氣體采集口排出。通過改變螺旋給料機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠很方便的調(diào)節(jié)給料量，同樣，調(diào)節(jié)爐管轉(zhuǎn)速和高溫爐的傾角能夠有效地控制物料在爐內(nèi)的停留時間，即熱化學(xué)反應(yīng)時間，從而可實(shí)現(xiàn)不同條件的物料的熱化學(xué)分析的加熱處理。
[0036]類似，若需要物料在真空條件下反應(yīng)，可將高溫爐調(diào)節(jié)成水平狀態(tài)，通過給料電機(jī)送入物料到爐管后，即可將進(jìn)料口、出料口、進(jìn)氣口通過閥門關(guān)閉，通過真空裝置進(jìn)行抽真空，并進(jìn)行加熱到一定溫度，實(shí)現(xiàn)在抽真空條件下的真空反應(yīng)，反應(yīng)后，即可收集反應(yīng)后的物料以及廢氣等等。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例提供的多功能可傾斜高溫爐，可模擬在不同場景下的物料反應(yīng)過程，可以實(shí)現(xiàn)對物料在不同條件下的熱化學(xué)反應(yīng)的分析，可以用來研宄重金屬及氯，硫等特定元素在爐中的迀移轉(zhuǎn)化特性，也可用于研宄持久性有機(jī)物，二噁英等典型有機(jī)污染物質(zhì)的分解機(jī)理。
[0038]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能可傾斜高溫爐，包括管式高溫爐和支架，所述管式高溫爐通過傾斜調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在所述支架上； 其特征在于， 所述管式高溫爐包括爐體和爐管，所述爐體的內(nèi)壁設(shè)置有電加熱層，所述爐管貫穿所述爐體，并位于所述電加熱層之間； 所述爐管的一端設(shè)置有第一密封法蘭，所述爐管的另一端設(shè)置有第二密封法蘭，所述第一密封法蘭上設(shè)置有進(jìn)料口，所述進(jìn)料口通過進(jìn)料管連接有進(jìn)料斗；所述爐管連接有轉(zhuǎn)動電機(jī)，所述轉(zhuǎn)動電機(jī)的輸出軸與所述爐管之間通過驅(qū)動輪連接，用于驅(qū)動爐管轉(zhuǎn)動，其中，所述進(jìn)料管可旋轉(zhuǎn)且密封設(shè)置在所述第一法蘭的進(jìn)料口處； 所述第一密封法蘭上還設(shè)置有與爐管連通的進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口通過進(jìn)氣管連接有進(jìn)氣裝置，且所述進(jìn)氣管上設(shè)置有控制閥門，通過所述進(jìn)氣裝置可為爐管內(nèi)通入特定的氣體； 所述第二密封法蘭設(shè)置有出料口，用于通過出料管道與接料斗連接，所述第二密封法蘭上還設(shè)置有氣體收集口，所述氣體采集口設(shè)置有閥門；所述第二密封法蘭上還設(shè)置有抽真空口，用于通過管道與抽真空裝置連接，通過所述真空裝置可將所述爐管內(nèi)的空氣抽真空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能可傾斜高溫爐，其特征在于，所述電加熱層為硅鉬棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能可傾斜高溫爐，其特征在于，所述爐體內(nèi)還設(shè)置有測量爐內(nèi)溫度的溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能可傾斜高溫爐，其特征在于，所述溫度傳感器為熱電偶。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的多功能可傾斜高溫爐，其特征在于，還包括控制器，與所述電加熱層、轉(zhuǎn)動電機(jī)連接。
【文檔編號】F27D7/06GK104501598SQ201510023189
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月16日
【發(fā)明者】田書磊, 聶志強(qiáng), 迭慶杞, 黃啟飛, 王琪 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院