权利要求
1.一种焙烧中试系统，其特征在于，包括：中心控制系统、多功能焙烧杯一、多功能焙烧杯二、高温烟气发生装置、供气/清扫系统、水冷系统、引风机、电加热系统、配气系统、放散系统二、放散系统一、
鼓风机;其中，中心控制系统连接电加热系统、高温烟气发生装置和多功能焙烧杯一;中心控制系统通过温度控制连接多功能焙烧杯一;多功能焙烧杯一连接供气/清扫系统、水冷系统、放散系统一，水冷系统连接引风机;电加热系统连接鼓风机、配气系统和多功能焙烧杯一和多功能焙烧杯二;多功能焙烧杯二连接放散系统二、电加热系统。
2.如权利要求1所述的焙烧中试系统，其特征在于，中心控制系统通过系统控制连接高温烟气发生装置;多功能焙烧杯一通过出气管路一连接水冷系统。
3.如权利要求2所述的焙烧中试系统，其特征在于，多功能焙烧杯一的一端通过供气管路一连接电加热系统;多功能焙烧杯一的另一端通过供气管路二连接电加热系统;其中，供气管路一用于向下抽风干燥，供气管路二用于向上鼓风干燥。
4.如权利要求3所述的焙烧中试系统，其特征在于，高温烟气发生装置采用天然气、液化石油气或罐装CO作为燃料，高温烟气发生装置根据每段气体流量及加热温度的要求进行动态在线调整。
5.如权利要求3所述的焙烧中试系统，其特征在于，焙烧中试系统可进行H2、CO、O2、CO2、N2、氩气惰性气体，以及由不同气体组成的混合气的气氛下的加热或冷却处理过程。
6.如权利要求5所述的焙烧中试系统，其特征在于，中试系统使用焙烧温度低于900℃时，采用电加热系统和多功能焙烧杯二进行还原性气氛、氧化性气氛和惰性气氛的加热或冷却处理。
7.如权利要求6所述的焙烧中试系统，其特征在于，中试系统使用焙烧温度高于900℃时，采用电加热系统、高温烟气发生装置和多功能焙烧杯一进行还原性气氛、氧化性气氛和惰性气氛的加热或冷却处理;其中，电加热系统、高温烟气发生装置采用分段进行加热，电加热系统用于焙烧温度低于900℃时，提供还原性、氧化性或是惰性气氛的加热或冷却处理;高温烟气发生装置用于焙烧温度高于900℃时，提供弱氧化性或强氧化性气氛的加热或冷却处理。
8.如权利要求2所述的焙烧中试系统，其特征在于，焙烧中试系统适用处理的过程包括：铁精粉氧化球团的爆裂实验、鼓风干燥、抽风干燥、预热、焙烧和冷却实验的全过程，铁矿粉烧结处理，褐铁矿、菱镁铁矿难选矿种的氧化或还原磁化焙烧、煤矸石脱碳、含挥发性物质的物料的烘干处理、以及煤矸石、粉煤灰、矿山
尾矿、有色废渣大宗无机
固废制备多孔陶瓷介质的烧结过程模拟。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于化工、固废处理、热工及焙烧工艺技术领域，尤其涉及一种焙烧中试系统。
背景技术
[0002]冶金、化工、建材、电力、粮食加工等工业或农业生产过程经常涉及到大量块状物料与气体介质的反应过程，如烘干脱水、干燥、预热、恒温焙烧、连续加热过程或是保护性气氛下的加热与冷却处理等，目前关于这方面的研究和实践分别是通过实验室小试、工业实践完成的，但是在进行工艺参数的选择等关键过程往往以来经验或流体力学计算模拟。众所周知，流体与固态颗粒间的两相传质、传热问题一直是工业领域研究的热点，如何提高工业领域余热回收效率，开发新型换热装备，改进质-热传输方式是亟待攻克的限制性环节。因此开发能够精准模拟工业过程气-固两相间换热的中试规模模拟装备，并将过程的模拟结果与流体力学计算结果进行耦合分析，能够为工业过程的关键工艺参数的选择提供理论和技术支撑，具有重要的理论和实践意义。
发明内容
[0003]本发明要解决的技术问题是，提供一种焙烧中试系统。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
[0005]一种焙烧中试系统，包括：中心控制系统、多功能焙烧杯一、多功能焙烧杯二、高温烟气发生装置、供气/清扫系统、水冷系统、引风机、电加热系统、配气系统、放散系统二、放散系统一、鼓风机;其中，中心控制系统连接电加热系统、高温烟气发生装置和多功能焙烧杯一;中心控制系统通过温度控制连接多功能焙烧杯一;多功能焙烧杯一连接供气/清扫系统、水冷系统、放散系统一，水冷系统连接引风机;电加热系统连接鼓风机、配气系统和多功能焙烧杯一和多功能焙烧杯二;多功能焙烧杯二连接放散系统二、电加热系统。
[0006]作为优选，中心控制系统通过系统控制连接高温烟气发生装置;多功能焙烧杯一通过出气管路一连接水冷系统。
[0007]作为优选，多功能焙烧杯一的一端通过供气管路一连接电加热系统;多功能焙烧杯一的另一端通过供气管路二连接电加热系统;其中，供气管路一用于向下抽风干燥，供气管路二用于向上鼓风干燥。
[0008]作为优选，高温烟气发生装置采用天然气、液化石油气或罐装CO作为燃料，高温烟气发生装置根据每段气体流量及加热温度的要求进行动态在线调整。
[0009]作为优选，焙烧中试系统可进行H2、CO、O2、CO2、N2、氩气惰性气体，以及由不同气体组成的混合气的气氛下的加热或冷却处理过程。
[0010]作为优选，中试系统使用焙烧温度低于900℃时，采用电加热系统和多功能焙烧杯二进行还原性气氛、氧化性气氛和惰性气氛的加热或冷却处理。
[0011]作为优选，中试系统使用焙烧温度高于900℃时，采用电加热系统、高温烟气发生装置和多功能焙烧杯一进行还原性气氛、氧化性气氛和惰性气氛的加热或冷却处理;其中，电加热系统、高温烟气发生装置采用分段进行加热，电加热系统用于焙烧温度低于900℃时，提供还原性、氧化性或是惰性气氛的加热或冷却处理;高温烟气发生装置用于焙烧温度高于900℃时，提供弱氧化性或强氧化性气氛的加热或冷却处理。
[0012]作为优选，焙烧中试系统适用处理的过程包括：铁精粉氧化球团的爆裂实验、鼓风干燥、抽风干燥、预热、焙烧和冷却实验的全过程，铁矿粉烧结处理，褐铁矿、菱镁铁矿难选矿种的氧化或还原磁化焙烧、煤矸石脱碳、含挥发性物质的物料的烘干处理、以及煤矸石、粉煤灰、矿山尾矿、有色废渣大宗无机固废制备多孔陶瓷介质的烧结过程模拟。
[0013]本发明可以实现气氛、温度、流速可调可控;可以对块状物料形成的一定厚度的料层进行氧化、还原或惰性气氛保护下的加热与冷却处理，同时加热或冷却处理过程可以调控流经料层中的流速，并对料层内温度进行监控;通过与造粒系统匹配，可以模拟不同物料的焙烧过程;为工业设计提供关键工艺参数，为后续改进提供理论和技术支撑。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明实施例焙烧中试系统的结构示意图;
[0016]其中，1-中心控制系统，10-多功能焙烧杯一，2-多功能焙烧杯二，9-高温烟气发生装置，8-供气/清扫系统，7-水冷系统，6-引风机，3-电加热系统，4-配气系统，5-鼓风机。
具体实施方式
[0017]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0019]实施例1：
[0020]如图1所示，本发明实施例提供一种多功能焙烧中试系统，包括：中心控制系统、多功能焙烧杯一、多功能焙烧杯二、高温烟气发生装置、供气/清扫系统、水冷系统、引风机、电加热系统、配气系统、放散系统二、放散系统一、鼓风机;其中，中心控制系统连接电加热系统、高温烟气发生装置和多功能焙烧杯一，高温烟气发生装置通过供气管路三连接多功能焙烧杯一，中心控制系统通过系统控制连接高温烟气发生装置;中心控制系统通过温度控制连接多功能焙烧杯一;多功能焙烧杯一连接供气/清扫系统、水冷系统、放散系统一，水冷系统连接引风机;多功能焙烧杯一通过出气管路一连接冷系统;电加热系统连接鼓风机、配气系统、多功能焙烧杯一和多功能焙烧杯二;多功能焙烧杯二连接放散系统二、电加热系统。多功能焙烧杯一的一端通过供气管路一连接电加热系统;多功能焙烧杯一的另一端通过供气管路二连接电加热系统;供气管路一和供气管路二的功能不同，主要改变气体在料层内的流向，供气管路一是向下抽风干燥，供气管路二是向上鼓风干燥。
[0021]该焙烧中试系统适用处理的过程包括但不限于如下原料种类：铁精粉氧化球团的爆裂实验、鼓风干燥、抽风干燥、预热、焙烧和冷却实验的全过程，铁矿粉烧结处理，褐铁矿、菱镁铁矿难选矿种的氧化或还原磁化焙烧、煤矸石脱碳、含挥发性物质的物料的烘干处理、以及煤矸石、粉煤灰、矿山尾矿、有色废渣大宗无机固废制备多孔陶瓷介质的烧结过程模拟。
[0022]进一步地，该焙烧中试系统可以进行H2、CO、O2、CO2、N2、氩气等惰性气体，以及上述不同气体组成的混合气的气氛下的加热或冷却过程。
[0023]进一步地，该焙烧中试系统中流经料层的气体流速最大可以达到4.5m/s，并且试验过程可以进行流速动态调整。
[0024]进一步地，该焙烧中试系统设置多段加热程序，每段的加热温度、加热时间和气氛都可以进行单独设置，最高加热温度可以达到1500℃。
[0025]进一步地，该焙烧中试系统首先对料层进行加热，然后通过还原气体进行还原冷却处理，还原气体可以是H2、CO或两者任意比例的混合气体。
[0026]进一步地，该焙烧中试系统在900℃以下可以进行流经多功能焙烧杯内气体的流向转换。
[0027]进一步地，该焙烧中试系统的高温烟气发生装置采用天然气、液化石油气或罐装CO作为燃料，高温烟气发生装置可以根据每段气体流量及加热温度的要求进行快速调整，保证多段加热过程连续切换。
[0028]进一步地，该焙烧中试系统的多功能焙烧杯内可以处理的原料粒度范围最小可以到200目，对所处理的原料含水量、挥发物含量没有限制。
[0029]进一步地，该焙烧中试系统的多功能焙烧杯内的料层厚度根据实际需要进行调整，最大厚度不超过焙烧杯的高度，同时根据试验需要更换不同高度的焙烧杯。
[0030]进一步，中试系统使用焙烧温度低于900℃时，采用电加热系统和多功能焙烧杯二进行还原性气氛、氧化性气氛和惰性气氛的加热或冷却处理。
[0031]进一步，中试系统使用焙烧温度高于900℃时，采用电加热系统、高温烟气发生装置和多功能焙烧杯一进行还原性气氛、氧化性气氛和惰性气氛的加热或冷却处理;其中，电加热系统、高温烟气发生装置采用分段进行加热，电加热系统用于焙烧温度低于900℃时，提供还原性、氧化性或是惰性气氛的加热或冷却处理;高温烟气发生装置用于焙烧温度高于900℃时，提供弱氧化性或强氧化性气氛的加热或冷却处理。
[0032]具体应用范例1：
[0033]应用该焙烧中试系统进行铁矿烧结试验，首先将用造粒装置制备的铁矿混合料布置到多功能焙烧杯一中，然后启动高温烟气发生装置，利用高温烟气对烧结混合料中的燃料进行引燃，根据试验要求控制高温烟气发生装置产生的热烟气的温度和氧含量，同时开启引风机进行抽风，按照试验要求由中心控制系统调整风机转速，保证多功能焙烧杯和管路内呈规定负压状态。
[0034]具体应用范例2：
[0035]应用该焙烧中试系统进行菱铁矿焙烧试验，首先将待处理的菱铁矿原料加入多功能焙烧杯二中，然后依次启动鼓风机、电加热系统、配气系统，同时设置好电加热系统的升温制度，调整配气系统的气体组成，对菱铁矿进行不同气氛、不同升温速度、不同时间和不同温度条件下的焙烧试验，尾气由放散系统二排放。
[0036]具体应用范例3：
[0037]应用该焙烧中试系统进行褐铁矿脱水及焙烧试验，首先将待处理的褐铁矿原料加入多功能焙烧杯二中，然后依次启动鼓风机、电加热系统，同时设置好电加热系统的升温制度，对褐铁矿进行不同时间、不同升温速度、不同温度条件下的焙烧试验，尾气由放散系统二排放。
[0038]具体应用范例4：
[0039]应用该焙烧中试系统进行多孔陶瓷烧成试验，首先将待处理的陶瓷制备用原料加入多功能焙烧杯一中，然后依次启动鼓风机、电加热系统、配气系统，对原料进行加热处理，当试验温度达到900℃以后，对加热系统进行切换，启动高温烟气发生装置，利用高温烟气对烧结混合料中的燃料进行引燃，根据试验要求控制高温烟气发生装置产生的热烟气的温度和氧含量，同时开启引风机6进行抽风，按照试验要求由中心控制系统调整风机转速，保证多功能焙烧杯和管路内呈规定负压状态。
[0040]具体应用范例5：
[0041]应用该焙烧中试系统进行煤矸石脱碳焙烧试验，首先将待处理的煤矸石原料加入多功能焙烧杯二中，然后依次启动鼓风机、电加热系统，同时设置好电加热系统的升温制度，对煤矸石进行不同时间、不同升温速度、不同温度条件下的焙烧试验，尾气由放散系统二排放。
[0042]具体应用范例6：
[0043]应用该焙烧中试系统进行低品质褐铁矿或赤铁矿等进行焙烧-还原冷却处理，首先将待处理的低品质褐铁矿或赤铁矿加入多功能焙烧杯一中，然后依次启动鼓风机、电加热系统，同时设置好电加热系统的升温制度，对上述原料进行不同时间、不同升温速度、不同温度条件下的焙烧试验，当焙烧试验结束后，启动管路供气/清扫系统的清扫系统，对多功能焙烧杯一内的管路系统进行惰性气体置换，保证管路内无氧气存在，然后再切换管路供气/清扫系统的供气系统，鼓入冷态还原性气体(H2、CO或两者任意比例的混合气体)对多功能焙烧杯一内的热态原料进行还原冷却处理，尾气由放散系统一排放。
[0044]以上所述的实施例仅是对本发明优选方式进行的描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
说明书附图(1)
声明：
“焙烧中试系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：王润新
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