专利名称：一种高温流化床过程固体取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流化床取样装置，尤其是指一种直接用粉矿进行冶炼的熔融还原炼铁中的高温流化床过程固体取样装置。
背景技术：
粉矿流化床还原试验过程中，由于高温气、固反应的特征，实验过程中，流化床实验装置为一正压体系，需要高温流化床系统密封性能很好，才能防止实验过程中的高温煤气泄漏。现有的高温流化床实验设备，在流化床炉体加热前装入粉矿原料，加料后，密封高温流化床实验设备，再开始加热流化床实验设备到目标反应温度。在装入粉矿原料后，只有等到反应完成、将还原后的反应物冷却后，才可以打开流化床反应炉体，取出固体样品进行分析研究，即每炉实验只能获得一个固体样品。所以，现行的高温流化床实验装置存在实验效率低、成本高的缺点。

实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种高温实验流化床过程固体取样枪，实现高温流化床实验过程中在线固体取样，其克服了传统高温流化床只有在反应完成后、固体反应物完全冷却后才能获得固体分析样品的缺点，提高了高温流化床实验效率，降低了实验成本。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种高温流化床过程固体取样装置，所述高温流化床包含装有粉铁矿原料的流化床储料仓，安装在流化床储料仓出料口的下料阀门，与下料阀门连通的流化床炉体，高温流化床还原后的固体反应物堆积于流化床炉体的下部，其特征在于所述固体取样装置安装于所述流化床炉体的下部，其由取样通道，与取样通道连接的冷却仓以及插入于冷却仓与取样通道内的取样枪组成；所述取样通道为圆管，其一端与流化床炉体的下部连通，圆管内置有一个球阀；所述冷却仓的一端与所述取样通道的另一端连通，冷却仓的另一端为通外端，冷却仓设有一个氮气输入端及一个氮气输出端，氮气输入端通过氮气阀门连接氮气源；所述取样枪从冷却仓的通外端插入于冷却仓与取样通道内，取样枪由外套管及置于外套管内的内管组成，外套管与内管之间有间隙；一个内管手柄穿过外套管上设置的手柄槽固定于内管近末端的位置上，所述手柄槽是由沿着外套管纵向的一个长槽以及长槽两端分别向与长槽垂直方向延伸的内短槽及外短槽；所述内管的前端部开有半圆柱型取样槽口，内管手柄处在外短槽时所述取样槽口接触堆积于流化床炉体下部的固体反应物。所述外套管的末端部固定一个外套管手柄。所述内管内径至少是所述粉铁矿原料中的最大粉铁矿粒度直径的2倍。所述取样槽口宽度至少是粉铁矿原料中的最大粉铁矿粒度直径的1. 5倍，长度至少是所述最大粉铁矿粒度直径的2倍；所述冷却仓的长度大于所述取样槽口的长度。所述流化床为鼓泡流化床或循环流化床。本实用新型的有益效果本实用新型的高温实验流化床过程固体取样装置，通过在流化床中设置取样通道，与取样通道连接的冷却仓以及插入冷却仓与取样通道内的取样枪，实现高温流化床实验过程中在线固体取样，在高温实验过程中，双层套筒取样枪可以在防止煤气泄漏的情况下，有效地将流化床中的固体样品取出，通过冷却仓的设置，则有效的防止了取样后固体样品在空气中的再氧化。本装置与传统的间歇高温流化床实验相比，在一次加料过程中可以实现多次固体取样(每炉实验，可以取得2 10个固体分析样品)，大大提高了实验效率和降低实验成本。为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1为带有本实用新型的固体取样装置的的高温流化床的示意图；图2为本实用新型的固体取样装置中取样枪的外套柄槽示意图；图3为本实用新型的高温流化床过程固体取样装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例的附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。高温流化床的结构如图1所示，包含装有粉铁矿原料1的流化床储料仓2，安装在流化床储料仓2出料口的下料阀门3，与下料阀门3连通的流化床炉体4，高温流化床还原后的固体反应物5堆积于流化床炉体4的下部。本实用新型的高温流化床过程固体取样装置(以下简称固体取样装置)参见图1 与图3，固体取样装置安装于流化床炉体4的下部(堆积固体反应物5的位置)，其由取样通道6，与取样通道6连接的冷却仓8以及插入于冷却仓8与取样通道6内的取样枪9组成。所述取样通道6为圆管，其一端与流化床炉体4的下部连通，圆管内置有一个球阀 7。所述冷却仓8的一端与所述取样通道6的另一端连通，冷却仓8的另一端为通外端，冷却仓8设有一个氮气输入端81及一个氮气输出端82，氮气输入端81通过氮气阀门 83连接氮气源。所述取样枪9从冷却仓8的通外端插入于冷却仓8与取样通道6内，取样枪9由外套管92及置于外套管92内的内管91组成，外套管92与内管91之间有一定间隙，使内管91在外套管92内能自由伸缩；为方便提携取样枪，在外套管92的末端部固定一个外套管手柄93 ；如图3所示，一个内管手柄94穿过外套管92上设置的一个手柄槽921固定于内管91近末端的位置上，如图所示，该手柄槽921是由沿着外套管92纵向的一个长槽b以及长槽b两端分别向与长槽b垂直方向延伸的内短槽a (离内管91末端近的一个槽)及外
4短槽c (离内管91末端远的一个槽)，内管手柄94可以在该手柄槽921内滑动，内管91随着内管手柄94在手柄槽921内滑动的位置于外套管92内进行伸缩动作。例，当内管手柄 94停留在内短槽a内时，内管91缩在外套管92内，此时内管91与外套管92通过内管手柄94彼此咬合固定；当内管手柄94从内短槽a滑向长槽b时，内管91随之伸出外套管92 外，当内管手柄94从长槽b滑向外短槽c时内管91随之伸出最长，此时内管91与外套管 92也是通过内管手柄94彼此咬合固定。所述内管91的前端部95开有半圆柱型取样槽口 951，当内管手柄94处在外短槽c时，所述取样槽口 951接触堆积于流化床炉体4下部的固体反应物5。取样时，取样通道6内的球阀7打开，推动内管手柄94到外短槽c内，将取样枪内管91的前端部95从外套管92中伸出，使取样槽口 951接触堆积于流化床炉体4下部的固体反应物5，手工旋转取样枪9 一周，取样枪槽口 951内获得固体反应物5样品，拔回内管手柄94到原位的内短槽a内，内管91的前端部取样槽口 951缩进外套管92内，此时关闭球阀7 (不取样的时候，防止高温流化床反应器中的煤气通过取样通道外泄)，此时取样枪9 的取样槽口 951置于冷却仓8的位置(冷却仓8的中心距离球阀约30cm)，加大冷却氮气阀门83，待取样槽口 951内的固体反应物5样品冷却到常温，拔出取样枪9，收集冷却后的固体反应物5样品，即完成固体过程取样。上述内管91内径至少是粉铁矿原料1中的最大粉铁矿粒度直径的2倍；内管91的取样槽口 951宽度至少是粉铁矿原料1中的最大粉铁矿粒度直径的1. 5 倍，长度至少是所述最大粉铁矿粒度直径的2倍；所述冷却仓8的长度大于取样槽口 951的长度；所述流化床为鼓泡流化床或循环流化床。操作时，< IOmm粒度的粉铁矿原料1在流化床储料仓2中，当流化床炉体4加热到目标反应温度650-1100°C )，打开下料阀门3，粉铁矿原料1装入流化床炉体4中，关闭下料阀门3，粉铁矿原料1发生还原反应，生成还原度为20-95%的固体反应物5。反应过程中，固定取样枪9插入于冷却仓8与取样通道6内，打开球阀7，打开冷却氮气阀83，将取样枪内管91从外套管92中推出，进行如上所述的取样，根据实验需要，在实验过程中每炉实验取样2 10次，直到反应完全结束。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
权利要求1.一种高温流化床过程固体取样装置，所述高温流化床包含装有粉铁矿原料(1)的流化床储料仓O)，安装在流化床储料仓O)出料口的下料阀门(3)，与下料阀门( 连通的流化床炉体G)，高温流化床还原后的固体反应物(5)堆积于流化床炉体的下部，其特征在于所述固体取样装置安装于所述流化床炉体(4)的下部，其由取样通道(6)，与取样通道(6)连接的冷却仓(8)以及插入于冷却仓( 与取样通道(6)内的取样枪(9)组成； 所述取样通道(6)为圆管，其一端与流化床炉体(4)的下部连通，圆管内置有一个球阀(7)；所述冷却仓(8)的一端与所述取样通道(6)的另一端连通，冷却仓(8)的另一端为通外端，冷却仓(8)设有一个氮气输入端(81)及一个氮气输出端(82)，氮气输入端(81)通过氮气阀门(8 连接氮气源；所述取样枪(9)从冷却仓(8)的通外端插入于冷却仓(8)与取样通道(6)内，取样枪 (9)由外套管(92)及置于外套管(92)内的内管(91)组成，外套管(92)与内管(91)之间有间隙；一个内管手柄(94)穿过外套管(92)上设置的手柄槽(921)固定于内管(91)近末端的位置上，所述手柄槽(921)是由沿着外套管(9 纵向的一个长槽(b)以及长槽(b) 两端分别向与长槽(b)垂直方向延伸的内短槽(a)及外短槽(c)；所述内管(91)的前端部 (95)开有半圆柱型取样槽口(951)，内管手柄(94)处在外短槽(c)时所述取样槽口(951) 接触堆积于流化床炉体(4)下部的固体反应物(5)。
2.如权利要求1所述的高温流化床过程固体取样装置，其特征在于 所述外套管(9 的末端部固定一个外套管手柄(93)。
3.如权利要求1所述的高温流化床过程固体取样装置，其特征在于所述内管(91)内径至少是所述粉铁矿原料(1)中的最大粉铁矿粒度直径的2倍。
4.如权利要求1所述的高温流化床过程固体取样装置，其特征在于所述取样槽口(951)宽度至少是粉铁矿原料(1)中的最大粉铁矿粒度直径的1.5倍， 长度至少是所述最大粉铁矿粒度直径的2倍。
5.如权利要求1所述的高温流化床过程固体取样装置，其特征在于 所述冷却仓(8)的长度大于所述取样槽口(951)的长度。
6.如权利要求1所述的高温流化床过程固体取样装置，其特征在于 所述流化床为鼓泡流化床或循环流化床。
专利摘要一种高温流化床过程固体取样装置，涉及流化床取样装置，解决现有取样装置实验效率低、成本高的问题，本实用新型的固体取样装置设置在流化床炉体的下部，其包含与流化床炉体下部连通的取样通道，与取样通道连接的冷却仓以及插入冷却仓与取样通道内的取样枪。本装置能实现高温流化床实验过程中在线固体取样，在高温实验过程中，双层套筒取样枪可以在防止煤气泄漏的情况下，有效地将流化床中的固体样品取出，通过冷却仓的设置，则有效的防止了取样后固体样品在空气中的再氧化。本装置与传统的间歇高温流化床实验相比，在一次加料过程中可以实现多次固体取样，大大提高了实验效率和降低实验成本。
文档编号G01N1/42GK202177522SQ20112025593
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者范建峰 申请人:宝山钢铁股份有限公司