一种还原实验炉制造技术

本发明专利技术公开了一种还原实验炉，包括用于对实验物料进行加热及保温的还原炉本体，还原炉本体配备有尾气分析系统；其中尾气分析系统，用于对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果。上述还原实验炉，通过设置尾气分析系统，继而可以对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果，由于氧化还原反应的化学反应式是确定的，因此通过尾气分析结果，比如，气体浓度的变化也可通过尾气的在线监测而得到相应曲线，进而对实验过程中反应进行的快慢程度有所了解，避免了还原实验炉进行实验时的实验过程变化不清楚的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种还原实验炉
本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种还原实验炉。
技术介绍
冶金过程多涉及金属氧化物的还原，例如，钢铁冶金过程的炼铁过程，就是采用焦炭作为还原剂，高温条件下对烧结矿或球团矿进行还原并得到金属铁，对金属铁进一步冶炼得到钢铁产品。再如，高钛渣生产过程，就是以煤粉为还原剂，对钛精矿进行还原，钛精矿中的铁氧化物被还原形成金属铁水，而钛氧化物不被还原，进入炉渣，渣铁分离，故而实现矿石中铁、钛元素的分离。再如，某些二次资源的处理也需要对样品进行还原，高炉瓦斯灰提锌便是普遍采用煤为还原剂，以回转窑为反应器来分离制取氧化锌的。可见，还原金属氧化物以得到金属单质或者实现某些元素间的初步分离在冶金领域极为普遍，从事该领域科技研发工作的相关单位更是不胜枚举，而实验室研究无疑是科研工作的基础和支撑，没有扎实的实验室基础研究，不可能得到规模化应用的新工艺新技术。而还原实验炉根据工艺需求是被广泛采用的实验设备，根据应用目的不同，还原实验炉的工作温度有高有低，气氛条件也不尽相同，并且大多时候，是以反应时间来对实验进行控制，只能得到最终的结果，对过程变化情况不得而知。此外，由于还原实验炉的工作温度较高，达到1000℃～1500℃甚至更高，为了方便操作，大部分还原实验炉采用水冷炉壁的方式以使炉体表面温度维持在室温左右，水冷炉壁的方式冷却效果较好，但不能避免的就是使用一段时间后可能会存在焊缝开裂、冷却水渗漏的危险，而冷却水在高温条件下蒸发会破坏炉体内部结构，或者与碳质加热体反应生成H2和CO易燃气体，产生安全隐患。综上所述，如何解决还原实验炉进行实验时的实验过程变化不清楚的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种还原实验炉，以解决还原实验炉进行实验时的实验过程变化不清楚的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种还原实验炉，包括用于对实验物料进行加热及保温的还原炉本体，所述还原炉本体配备有尾气分析系统；所述尾气分析系统，用于对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果。优选地，所述还原炉本体还配备有控制系统，所述控制系统能够根据所述尾气分析结果来判断实验是否进行到终点，若尾气中的指定气体成分达到预设值，则判定实验已进行到终点；且当判定结果为实验已进行至终点时，所述控制系统能够控制所述还原炉本体停止加热。优选地，所述还原炉本体还配备有称重系统，所述称重系统用于对实验物料的质量进行称量以形成物料质量结果，并将所述物料质量结果反馈给所述控制系统，所述控制系统还能够根据所述物料质量结果来判断实验是否进行到终点；且当所述物料质量结果达到预设质量值或在预设时间间隔内质量趋于稳定时，则判定实验已进行到终点。优选地，所述还原炉本体还配备有尾气处理系统，所述尾气处理系统用于对实验产生的尾气进行除杂处理，并将滤除杂质的尾气输送至所述尾气分析系统。优选地，所述尾气处理系统包括脱除灰尘处理和脱除水分处理。优选地，所述脱除灰尘处理为采用过滤棉对尾气进行过滤处理。优选地，所述脱除水分处理为采用硅胶干燥剂对尾气进行干燥处理。优选地，所述还原炉本体还配备有配气系统，所述配气系统用于对所述还原炉本体内的气体成分、含量及流量进行调配，以提供实验所需的气氛条件。优选地，所述还原炉本体的炉壁为水冷炉壁，且所述水冷炉壁的进水管位于所述水冷炉壁的底部，所述水冷炉壁的出水管位于所述水冷炉壁的顶部。相比于
技术介绍
介绍内容，上述还原实验炉，包括用于对实验物料进行加热及保温的还原炉本体，还原炉本体配备有尾气分析系统；其中尾气分析系统，用于对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果。上述还原实验炉，通过设置尾气分析系统，继而可以对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果，由于氧化还原反应的化学反应式是确定的，因此通过尾气分析结果(比如，气体浓度的变化也可通过尾气的在线监测而得到相应曲线)，进而对实验过程中反应进行的快慢程度有所了解，避免了还原实验炉进行实验时的实验过程变化不清楚的问题。此外，由于尾气分析系统可对实验产生的尾气进行在线连续或间断监测，因此，可通过某种气体的浓度变化来判定反应终点，对于反应终点的判定有了更有力的依据，避免了仅能采用反应时间来对终点进行控制的缺陷；并且通过尾气分析系统可以帮助实验人员及时发现尾气中的异常气体，对于实验人员及时采取有效措施有很大帮助。附图说明图1为本专利技术实施例提供的还原实验炉的原理结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的还原实验炉在采用碳质还原剂还原钒钛磁铁精矿时不同炉温条件下尾气中CO的百分含量变化曲线图；图3为本专利技术实施例提供的还原实验炉在采用碳质还原剂还原钒钛磁铁精矿时不同炉温条件下尾气中CO的百分含量变化的异常曲线图；图4为本专利技术实施例提供的还原实验炉在采用碳质还原剂还原钒钛磁铁精矿时不同炉温条件下尾气中CO的百分含量变化的正常曲线图。上图1-图4中，还原炉本体1、尾气分析系统2、控制系统3、称重系统4、尾气处理系统5、配气系统6、进水管7、出水管8。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种还原实验炉，以解决还原实验炉进行实验时的实验过程变化不清楚的问题。为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1-图4所示，本专利技术实施例提供的一种还原实验炉，包括用于对实验物料进行加热及保温的还原炉本体1，还原炉本体1配备有尾气分析系统2；尾气分析系统2，用于对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果。上述还原实验炉，通过设置尾气分析系统，继而可以对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果，由于氧化还原反应的化学反应式是确定的，因此通过尾气分析结果(比如，气体浓度的变化也可通过尾气的在线监测而得到相应曲线)，进而对实验过程中反应进行的快慢程度有所了解，避免了还原实验炉进行实验时的实验过程变化不清楚的问题。此外，由于尾气分析系统可对实验产生的尾气进行在线连续或间断监测，因此，可通过某种气体的浓度变化来判定反应终点，对于反应终点的判定有了更有力的依据，避免了仅能采用反应时间来对终点进行控制的缺陷；并且通过尾气分析系统可以帮助实验人员及时发现尾气中的异常气体，对于实验人员及时采取有效措施有很大帮助。在一些具体的实施方案中，上述还原炉本体1还配备有控制系统3，该控制系统3能够根据尾气分析结果来判断实验是否进行到终点，若尾气中的指定气体成分达到预设值，则判定实验已进行到终点；且当判定结果为实验已进行至终点时，控制系统3能够控制还原炉本体1停止加热并终止实验。通过设置控制系统，使得还原炉本体能够实现自动化控制，大大提升了还原炉的智能化。这里需要说明的是，实际应用过程中，可根据需求设置不同类型的尾气分析系统，一般来讲，可以测试O2、CO2、CO、H2、CH4等常规气体即能满足使用要求。尾气分析系统2通过信号线与控制系统3连接，可将气体成分信息反馈给控制系统3，控制系统3在读取到反馈信息后进行判断，当反馈信息满足程序设定要求时，控制系统3做出相应动作，如继续保温或停止加热等。对尾气进行成分分析有助于了解还原反应的进行情况，如，高温条件下，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种还原实验炉，包括用于对实验物料进行加热及保温的还原炉本体(1)，其特征在于，所述还原炉本体(1)配备有尾气分析系统(2)；所述尾气分析系统(2)，用于对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果。

【技术特征摘要】
1.一种还原实验炉，包括用于对实验物料进行加热及保温的还原炉本体(1)，其特征在于，所述还原炉本体(1)配备有尾气分析系统(2)；所述尾气分析系统(2)，用于对实验产生的尾气成分及含量进行实时或间断性检测并形成尾气分析结果。2.如权利要求1所述的还原实验炉，其特征在于，所述还原炉本体(1)还配备有控制系统(3)，所述控制系统(3)能够根据所述尾气分析结果来判断实验是否进行到终点，若尾气中的指定气体成分达到预设值，则判定实验已进行到终点；且当判定结果为实验已进行至终点时，所述控制系统(3)能够控制所述还原炉本体(1)停止加热。3.如权利要求2所述的还原实验炉，其特征在于，所述还原炉本体(1)还配备有称重系统(4)，所述称重系统(4)用于对实验物料的质量进行称量以形成物料质量结果，并将所述物料质量结果反馈给所述控制系统(3)，所述控制系统(3)还能够根据所述物料质量结果来判断实验是否进行到终点；且当所述物料质量结果达到预设质量值或在预设时间间隔内质量趋于稳定时，则判定实验已进行到终点。...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦洁，刘功国，齐建玲，李占军，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51