本發明涉及高爐渣干法粒化余熱回收，具體而言，涉及一種強化離心粒化過程中爐渣顆粒飛行換熱實驗裝置。
背景技術：
1、高爐煉鐵生產過程所排出的熔融爐渣溫度在1450℃-1550℃，含有豐富顯熱資源而且屬于高品位熱源，具有極高的回收價值。爐渣干法粒化技術可以實現爐渣余熱回收，將有效地幫助我國鋼鐵企業實現大幅度節能，減排和降低冶煉成本。轉杯離心粒化處理技術目前已成為干式處理高爐渣工藝中的研究熱點。目前針對高爐渣離心粒化方法的研究已經較為全面，尤其是關于高爐熔渣在轉盤或轉杯上的鋪展過程以及在其邊緣的破碎模式等的研究已經相對完善。
2、然而當前對粒化后顆粒的研究重點多在顆粒的凝固結晶和收集后的余熱回收等過程，缺失了關于粒化后的顆粒收集至進入流化床之前顆粒飛行換熱的研究。且目前針對離心粒化與余熱回收過程研究的裝置多采用粒化倉與流化床結合換熱，但往往因為顆粒下落速度較快，爐渣與空氣換熱不充分，造成余熱回收效率較低與資源回收困難等問題。
3、具體而言，現有技術方案多聚焦于粒化本身或后續的穩態換熱。經檢索，公開號為cn105441607a的中國專利公開了一種高爐熔渣粒化裝置，其重點在于通過離心粒化器將液態熔渣破碎為顆粒，并利用風機調整粒化倉環境，主要解決了粒化效率與熱量回收的啟始環節問題，但未對粒化后顆粒在飛行運動過程中的換熱強化進行優化。
4、再有，公開號為cn118189687a的中國專利公開了一種采用滾動床進行渣粒余熱回收的系統，該系統將粒化裝置（如轉杯粒化）與滾動床式換熱器相結合，構成了完整的回收流程。然而，該方案中顆粒從粒化裝置出口到進入滾動床換熱器之間，通常經歷直接下落或短程輸送，此過程依然存在顆粒運動路徑直接、氣固接觸時間短暫的問題，未能有效解決飛行階段換熱強度不足的缺陷。
5、綜上所述，現有技術雖然在粒化工藝和后續深度換熱方面取得了進展，但在粒化完成至進入主要換熱設備之前的這一關鍵銜接環節，即顆粒的飛行運動換熱過程，仍缺乏針對性的研究與裝置設計。因此，如何有效延長此階段顆粒的運動路徑與停留時間，強化氣固兩相流換熱，成為提升整體余熱回收效率亟待解決的技術問題。
6、為此，本技術提出來的一種強化離心粒化過程中爐渣顆粒飛行換熱實驗裝置，以解決上述問題。
技術實現思路
1、本發明的目的在于解決上述背景技術中提出的技術問題，提供一種強化離心粒化過程中爐渣顆粒飛行換熱實驗裝置，該裝置專門用于研究粒化后高溫顆粒在飛行運動階段的換熱特性，解決了現有技術中此階段換熱不充分的問題，為優化干法粒化余熱回收工藝參數提供了關鍵實驗手段。
2、本發明的上述目的是這樣實現的：
3、本發明的方案一方面提供了一種強化離心粒化過程中爐渣顆粒飛行換熱實驗裝置，包括：
4、粒化室，其頂部設有落渣裝置；
5、折返逆流換熱器，其入口與所述粒化室的底部出口同軸心連接，用于延長爐渣顆粒的下落路徑；
6、布風裝置，用于提供流向所述折返逆流換熱器的底部和/或側壁下部的可控熱風；
7、氣流分配環，設置于所述折返逆流換熱器的底部，其通過進氣干管與所述布風裝置連接，以將所述可控熱風均勻分配至所述折返逆流換熱器內；
8、收集測量單元，設置于所述折返逆流換熱器的底部出口，用于收集并測量換熱后的爐渣顆粒。
9、進一步的，所述布風裝置包括熱風槍、用于調節流量的球閥以及連接它們的三通管和軟管。
10、進一步的，所述收集測量單元包括漏斗、設于所述漏斗底部的接渣槽以及設于所述接渣槽內的熱電偶。
11、進一步的，所述漏斗內外側底部分別固接有橡膠塞一和橡膠塞二，所述接渣槽放置于所述橡膠塞二之上。
12、進一步的，所述氣流分配環通過若干沿圓周均勻布置的進氣支管與所述折返逆流換熱器內部連通。
13、進一步的，還包括設置于所述折返逆流換熱器外側拐角處的獨立的氣流分配環和進氣支管，用于向拐角區域補充氣流。
14、進一步的，所述進氣干管上設有用于監測風量的風速探測器。
15、進一步的，所述粒化室內設有轉杯，所述轉杯底部中心安裝有調速電機。
16、進一步的，所述粒化室側壁設有用于排出換熱后空氣的環形空氣出口，所述環形空氣出口處設有熱電偶。
17、本發明的方案還提供了一種強化熔渣離心粒化爐渣顆粒換熱的折返換熱試驗裝置的使用方法，包括以下步驟：
18、s1、將既定熱空氣，分別由氣流分配環和安裝在折返逆流換熱器拐角處的獨立的氣流分配環和進氣支管將熱空氣均勻送入換熱裝置，安裝于進氣干管中段的風速探測器記錄風速，由此判斷是否達到所需風量；
19、s2、通過觀察安裝在環形空氣出口的熱電偶記錄溫度變化，溫度穩定之后，開啟粒化室內的調速電機，使轉杯均勻轉動；
20、s3、此時將爐渣顆粒由頂部落渣裝置均勻倒入，爐渣顆粒落到轉杯上，依靠轉杯旋轉產生的離心力，爐渣顆粒同轉杯線速度均勻飛出，繼而在重力、慣性力作用下落入折返逆流換熱器中運動，并與熱空氣持續進行熱交換，與爐渣顆粒熱交換后的空氣由頂部環形空氣出口排出，與空氣進行熱交換的爐渣顆粒在重力、慣性力作用下進入漏斗（3）中，并最終落入放置在漏斗內的接渣槽中；在此過程中將整個顆粒運動換熱時間進行記錄；
21、s4、最終由接渣槽內側的熱電偶將溫度變化進行傳輸記錄，通過計算得出整套系統的換熱效率。
22、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
23、1、本發明的方案提供了一種專用于研究“離心粒化后、收集前”這一關鍵階段顆粒飛行換熱行為的實驗裝置，通過設計的“折返逆流換熱器”?，使得“飛行換熱”這一傳統上的“黑箱”過程變得可觀測、可量化、可研究，為解決顆粒下落過快、換熱不充分這一行業難題提供了不可或缺的實驗數據與理論依據。
24、2、本發明方案通過路徑延長與流場優化設計實現了換熱效果的實質性提升，其中的折返逆流換熱器通過其多級折返流道結構，強制改變了顆粒的自由落體軌跡，顯著延長了顆粒的運動路徑和在換熱區域的滯留時間；與此同時，底部及拐角處的多層次均勻布風系統，主動構建了一個穩定、可控的逆流氣固換熱環境；并且，“延長路徑”與“逆流換熱”的協同作用，從根本上強化了氣固兩相間的傳熱驅動力與接觸效率，實現了換熱效果的定性強化與定量提升，為最終提高整個余熱回收系統的總效率奠定了堅實基礎。
25、3、本發明的方案實現了高度均勻與可調控的逆流換熱，其中，通過底部設計的氣流分配環及其圓周均勻分布的進氣支管，結合在折返換熱器每個拐角處增設的獨立氣流分配環和進氣支管，構成了一個立體式布風系統，此系統確保熱空氣能均勻、穩定地自下而上分布，與顆粒形成理想的均勻逆流換熱流場，避免了局部氣流死區，極大提高了換熱的均勻性和可控性。
26、4、本發明的該裝置集成多處溫度與風速監測點，并采用密封設計保證氣密性，特別通過在接渣槽中加水并利用量熱法間接測量顆粒終溫，克服了直接測量高溫顆粒表面溫度的難題，使得獲取的換熱數據（如換熱量、溫升）更為精準可靠，為工藝放大提供了堅實的數據基礎。
27、5、本發明的該裝置將離心粒化、折返飛行換熱、參數監測與收集等功能集成于一體，結構緊湊，其揭示的?“通過構建折返路徑延長氣固接觸時間以強化換熱”的核心原理，為工業上優化干法粒化余熱回收系統的設計（如在粒化器下方加裝類似的折返式預冷或換熱段）提供了直接的實驗依據和新的思路。