一種高溫流化床過程固體取樣裝置的製作方法

2023-05-10 19:01:26

專利名稱：一種高溫流化床過程固體取樣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及流化床取樣裝置，尤其是指一種直接用粉礦進行冶煉的熔融還原煉鐵中的高溫流化床過程固體取樣裝置。
背景技術：
粉礦流化床還原試驗過程中，由於高溫氣、固反應的特徵，實驗過程中，流化床實驗裝置為一正壓體系，需要高溫流化床系統密封性能很好，才能防止實驗過程中的高溫煤氣洩漏。現有的高溫流化床實驗設備，在流化床爐體加熱前裝入粉礦原料，加料後，密封高溫流化床實驗設備，再開始加熱流化床實驗設備到目標反應溫度。在裝入粉礦原料後，只有等到反應完成、將還原後的反應物冷卻後，才可以打開流化床反應爐體，取出固體樣品進行分析研究，即每爐實驗只能獲得一個固體樣品。所以，現行的高溫流化床實驗裝置存在實驗效率低、成本高的缺點。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服現有技術存在的問題，提供一種高溫實驗流化床過程固體取樣槍，實現高溫流化床實驗過程中在線固體取樣，其克服了傳統高溫流化床只有在反應完成後、固體反應物完全冷卻後才能獲得固體分析樣品的缺點，提高了高溫流化床實驗效率，降低了實驗成本。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的一種高溫流化床過程固體取樣裝置，所述高溫流化床包含裝有粉鐵礦原料的流化床儲料倉，安裝在流化床儲料倉出料口的下料閥門，與下料閥門連通的流化床爐體，高溫流化床還原後的固體反應物堆積於流化床爐體的下部，其特徵在於所述固體取樣裝置安裝於所述流化床爐體的下部，其由取樣通道，與取樣通道連接的冷卻倉以及插入於冷卻倉與取樣通道內的取樣槍組成；所述取樣通道為圓管，其一端與流化床爐體的下部連通，圓管內置有一個球閥；所述冷卻倉的一端與所述取樣通道的另一端連通，冷卻倉的另一端為通外端，冷卻倉設有一個氮氣輸入端及一個氮氣輸出端，氮氣輸入端通過氮氣閥門連接氮氣源；所述取樣槍從冷卻倉的通外端插入於冷卻倉與取樣通道內，取樣槍由外套管及置於外套管內的內管組成，外套管與內管之間有間隙；一個內管手柄穿過外套管上設置的手柄槽固定於內管近末端的位置上，所述手柄槽是由沿著外套管縱向的一個長槽以及長槽兩端分別向與長槽垂直方向延伸的內短槽及外短槽；所述內管的前端部開有半圓柱型取樣槽口，內管手柄處在外短槽時所述取樣槽口接觸堆積於流化床爐體下部的固體反應物。所述外套管的末端部固定一個外套管手柄。所述內管內徑至少是所述粉鐵礦原料中的最大粉鐵礦粒度直徑的2倍。所述取樣槽口寬度至少是粉鐵礦原料中的最大粉鐵礦粒度直徑的1. 5倍，長度至少是所述最大粉鐵礦粒度直徑的2倍；所述冷卻倉的長度大於所述取樣槽口的長度。所述流化床為鼓泡流化床或循環流化床。本實用新型的有益效果本實用新型的高溫實驗流化床過程固體取樣裝置，通過在流化床中設置取樣通道，與取樣通道連接的冷卻倉以及插入冷卻倉與取樣通道內的取樣槍，實現高溫流化床實驗過程中在線固體取樣，在高溫實驗過程中，雙層套筒取樣槍可以在防止煤氣洩漏的情況下，有效地將流化床中的固體樣品取出，通過冷卻倉的設置，則有效的防止了取樣後固體樣品在空氣中的再氧化。本裝置與傳統的間歇高溫流化床實驗相比，在一次加料過程中可以實現多次固體取樣(每爐實驗，可以取得2 10個固體分析樣品)，大大提高了實驗效率和降低實驗成本。為進一步說明本實用新型的上述目的、結構特點和效果，以下將結合附圖對本實用新型進行詳細說明。

圖1為帶有本實用新型的固體取樣裝置的的高溫流化床的示意圖；圖2為本實用新型的固體取樣裝置中取樣槍的外套柄槽示意圖；圖3為本實用新型的高溫流化床過程固體取樣裝置結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例的附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細說明。高溫流化床的結構如圖1所示，包含裝有粉鐵礦原料1的流化床儲料倉2，安裝在流化床儲料倉2出料口的下料閥門3，與下料閥門3連通的流化床爐體4，高溫流化床還原後的固體反應物5堆積於流化床爐體4的下部。本實用新型的高溫流化床過程固體取樣裝置(以下簡稱固體取樣裝置)參見圖1 與圖3，固體取樣裝置安裝於流化床爐體4的下部(堆積固體反應物5的位置)，其由取樣通道6，與取樣通道6連接的冷卻倉8以及插入於冷卻倉8與取樣通道6內的取樣槍9組成。所述取樣通道6為圓管，其一端與流化床爐體4的下部連通，圓管內置有一個球閥 7。所述冷卻倉8的一端與所述取樣通道6的另一端連通，冷卻倉8的另一端為通外端，冷卻倉8設有一個氮氣輸入端81及一個氮氣輸出端82，氮氣輸入端81通過氮氣閥門 83連接氮氣源。所述取樣槍9從冷卻倉8的通外端插入於冷卻倉8與取樣通道6內，取樣槍9由外套管92及置於外套管92內的內管91組成，外套管92與內管91之間有一定間隙，使內管91在外套管92內能自由伸縮；為方便提攜取樣槍，在外套管92的末端部固定一個外套管手柄93 ；如圖3所示，一個內管手柄94穿過外套管92上設置的一個手柄槽921固定於內管91近末端的位置上，如圖所示，該手柄槽921是由沿著外套管92縱向的一個長槽b以及長槽b兩端分別向與長槽b垂直方向延伸的內短槽a (離內管91末端近的一個槽)及外
4短槽c (離內管91末端遠的一個槽)，內管手柄94可以在該手柄槽921內滑動，內管91隨著內管手柄94在手柄槽921內滑動的位置於外套管92內進行伸縮動作。例，當內管手柄 94停留在內短槽a內時，內管91縮在外套管92內，此時內管91與外套管92通過內管手柄94彼此咬合固定；當內管手柄94從內短槽a滑向長槽b時，內管91隨之伸出外套管92 外，當內管手柄94從長槽b滑向外短槽c時內管91隨之伸出最長，此時內管91與外套管 92也是通過內管手柄94彼此咬合固定。所述內管91的前端部95開有半圓柱型取樣槽口 951，當內管手柄94處在外短槽c時，所述取樣槽口 951接觸堆積於流化床爐體4下部的固體反應物5。取樣時，取樣通道6內的球閥7打開，推動內管手柄94到外短槽c內，將取樣槍內管91的前端部95從外套管92中伸出，使取樣槽口 951接觸堆積於流化床爐體4下部的固體反應物5，手工旋轉取樣槍9 一周，取樣槍槽口 951內獲得固體反應物5樣品，拔回內管手柄94到原位的內短槽a內，內管91的前端部取樣槽口 951縮進外套管92內，此時關閉球閥7 (不取樣的時候，防止高溫流化床反應器中的煤氣通過取樣通道外洩)，此時取樣槍9 的取樣槽口 951置於冷卻倉8的位置(冷卻倉8的中心距離球閥約30cm)，加大冷卻氮氣閥門83，待取樣槽口 951內的固體反應物5樣品冷卻到常溫，拔出取樣槍9，收集冷卻後的固體反應物5樣品，即完成固體過程取樣。上述內管91內徑至少是粉鐵礦原料1中的最大粉鐵礦粒度直徑的2倍；內管91的取樣槽口 951寬度至少是粉鐵礦原料1中的最大粉鐵礦粒度直徑的1. 5 倍，長度至少是所述最大粉鐵礦粒度直徑的2倍；所述冷卻倉8的長度大於取樣槽口 951的長度；所述流化床為鼓泡流化床或循環流化床。操作時，< IOmm粒度的粉鐵礦原料1在流化床儲料倉2中，當流化床爐體4加熱到目標反應溫度650-1100°C )，打開下料閥門3，粉鐵礦原料1裝入流化床爐體4中，關閉下料閥門3，粉鐵礦原料1發生還原反應，生成還原度為20-95%的固體反應物5。反應過程中，固定取樣槍9插入於冷卻倉8與取樣通道6內，打開球閥7，打開冷卻氮氣閥83，將取樣槍內管91從外套管92中推出，進行如上所述的取樣，根據實驗需要，在實驗過程中每爐實驗取樣2 10次，直到反應完全結束。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型的目的，而並非用作對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求的範圍內。
權利要求1.一種高溫流化床過程固體取樣裝置，所述高溫流化床包含裝有粉鐵礦原料(1)的流化床儲料倉O)，安裝在流化床儲料倉O)出料口的下料閥門(3)，與下料閥門( 連通的流化床爐體G)，高溫流化床還原後的固體反應物(5)堆積於流化床爐體的下部，其特徵在於所述固體取樣裝置安裝於所述流化床爐體(4)的下部，其由取樣通道(6)，與取樣通道(6)連接的冷卻倉(8)以及插入於冷卻倉( 與取樣通道(6)內的取樣槍(9)組成； 所述取樣通道(6)為圓管，其一端與流化床爐體(4)的下部連通，圓管內置有一個球閥(7)；所述冷卻倉(8)的一端與所述取樣通道(6)的另一端連通，冷卻倉(8)的另一端為通外端，冷卻倉(8)設有一個氮氣輸入端(81)及一個氮氣輸出端(82)，氮氣輸入端(81)通過氮氣閥門(8 連接氮氣源；所述取樣槍(9)從冷卻倉(8)的通外端插入於冷卻倉(8)與取樣通道(6)內，取樣槍 (9)由外套管(92)及置於外套管(92)內的內管(91)組成，外套管(92)與內管(91)之間有間隙；一個內管手柄(94)穿過外套管(92)上設置的手柄槽(921)固定於內管(91)近末端的位置上，所述手柄槽(921)是由沿著外套管(9 縱向的一個長槽(b)以及長槽(b) 兩端分別向與長槽(b)垂直方向延伸的內短槽(a)及外短槽(c)；所述內管(91)的前端部 (95)開有半圓柱型取樣槽口(951)，內管手柄(94)處在外短槽(c)時所述取樣槽口(951) 接觸堆積於流化床爐體(4)下部的固體反應物(5)。
2.如權利要求1所述的高溫流化床過程固體取樣裝置，其特徵在於 所述外套管(9 的末端部固定一個外套管手柄(93)。
3.如權利要求1所述的高溫流化床過程固體取樣裝置，其特徵在於所述內管(91)內徑至少是所述粉鐵礦原料(1)中的最大粉鐵礦粒度直徑的2倍。
4.如權利要求1所述的高溫流化床過程固體取樣裝置，其特徵在於所述取樣槽口(951)寬度至少是粉鐵礦原料(1)中的最大粉鐵礦粒度直徑的1.5倍， 長度至少是所述最大粉鐵礦粒度直徑的2倍。
5.如權利要求1所述的高溫流化床過程固體取樣裝置，其特徵在於 所述冷卻倉(8)的長度大於所述取樣槽口(951)的長度。
6.如權利要求1所述的高溫流化床過程固體取樣裝置，其特徵在於 所述流化床為鼓泡流化床或循環流化床。
專利摘要一種高溫流化床過程固體取樣裝置，涉及流化床取樣裝置，解決現有取樣裝置實驗效率低、成本高的問題，本實用新型的固體取樣裝置設置在流化床爐體的下部，其包含與流化床爐體下部連通的取樣通道，與取樣通道連接的冷卻倉以及插入冷卻倉與取樣通道內的取樣槍。本裝置能實現高溫流化床實驗過程中在線固體取樣，在高溫實驗過程中，雙層套筒取樣槍可以在防止煤氣洩漏的情況下，有效地將流化床中的固體樣品取出，通過冷卻倉的設置，則有效的防止了取樣後固體樣品在空氣中的再氧化。本裝置與傳統的間歇高溫流化床實驗相比，在一次加料過程中可以實現多次固體取樣，大大提高了實驗效率和降低實驗成本。
文檔編號G01N1/42GK202177522SQ20112025593
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月19日 優先權日2011年7月19日
發明者範建峰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司