[发明专利]一种可实现恒温的悬浮炉

说明书

一种可实现恒温的悬浮炉，包括炉体，其特征在于，在炉体外壁相应于反应区的位置包裹功率补偿型保温套管，功率补偿型保温套管由多个控温套管单体组成，上下相邻控温套管单体之间紧密抵触或者机械连接，每个控温套管单体为一个独立的控温单元，利用所述多节独立单元通过对反应区由下到上沿程的温降进行相应的补偿，从而实现悬浮炉反应区的恒温，本发明解决了悬浮态技术研究和应用中对悬浮炉恒温的技术需求，尤其是为悬浮态反应动力学研究提供了一种实验装置。本发明对于悬浮态技术研究、开发和应用具有重要的意义。

技术领域

本发明属于材料工程技术领域，涉及一种热态反应用悬浮炉设备，特别涉及一种可实现恒温的悬浮炉。

背景技术

悬浮态反应是将粉体物料置于悬浮状态下进行反应的一类技术，因其具有传递动力大、反应效率高、容易实现大型化等优点，广泛应用于诸多工业领域。悬浮态反应采用的设备是悬浮炉，它通常采用管道式炉体结构，炉体下部进风，中下部进料，炉体出口设有粉体物料收集装置。粉体物料在炉体内以喷腾和旋转方式运动并发生反应。悬浮炉的供热方式主要有两种：其一是内热源供热，即将燃料喷入悬浮炉的炉体内进行燃烧供热；其二是外热源供热，燃料在外设的热风炉或者其他窑炉内燃烧，再将热风引入悬浮炉供热。在悬浮炉内，为了确保粉体物料颗粒的悬浮，炉内轴向气流速度通常需要达到6～30m/s。为了保持一定的停留时间，悬浮炉通常需要较长的炉体，因此沿其轴向的表面散热问题不可避免。无论采用内热源供热还是外热源供热，悬浮炉体的温度总是从进口到出口是逐渐降低的，进口和出口之间存在温度差。悬浮炉体越长，或者保温材料保温效果越差，该温度差越大。

悬浮炉不能保持恒温在实际应用中存在不利影响，主要体现在两个方面：其一，粉体物料颗粒在悬浮炉内的最长停留时间通常也只有几秒钟，由于悬浮炉内不能保持温度恒定，实际上在反应区的停留时间更是有限，因此导致悬浮炉的反应效率未能达到最佳的水平；其二，由于悬浮炉内不能恒温，因此无法确定温度对悬浮态反应的影响关系，制约了人们对悬浮态反应技术的研究和应用。尤其是对于悬浮态动力学的研究，必须要确定悬浮态下温度对反应的影响关系，这就需要提供一种可以保持温度恒定的悬浮炉。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可实现恒温的悬浮炉，可以用来研究悬浮态下粉体物料的反应特性和测定悬浮态反应动力学。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可实现恒温的悬浮炉，包括炉体1，其特征在于，在炉体1外壁相应于反应区的位置包裹功率补偿型保温套管2，功率补偿型保温套管2由多个控温套管单体组成，上下相邻控温套管单体之间紧密抵触或者机械连接，每个控温套管单体为一个独立的控温单元，利用所述多节独立单元通过对反应区由下到上沿程的温降进行相应的补偿，从而实现悬浮炉反应区的恒温。

所述炉体1为管道式结构，截面为圆形或方形，材料为耐热钢材质，炉体1下部设有进风口3、进料口4，出口设有粉体物料收集装置5。

所述控温套管单体是由两个半箱体通过合页15连接起来的箱体结构。

所述箱体结构为圆柱形箱体或方柱形箱体，分别与圆形管炉体和方形管炉体相匹配。

每个所述半箱体都在中心线位置开半圆柱形的中心槽16，合起来形成中空的箱体结构，以包裹形式安装在炉体1的反应区。

每个所述半箱体的壳体11的材质为耐热不锈钢，半箱体内设置若干加热元件13，在每个半箱体上都设有热电偶14，半箱体内的间隙填充保温材料12。

所述加热元件13为电加热棒或者电加热管。

所述控温套管单体带有控制系统，具备温度检测和输出功率自动调节的功能，根据设定的目标温度与其内热电偶检测温度的温差进行加热功率输出的实时控制。