專利名稱：一種檢測煤粉燃燒率的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測煤粉燃燒率的方法及設(shè)備，屬于冶金工程物化檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高爐噴吹煤粉是20世紀80年代發(fā)展起來的技術(shù)，目前已成為各國高爐降低生鐵成本、優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)采取的主要技術(shù)手段之一。但是過多地向高爐內(nèi)噴吹煤粉將使煤粉在風(fēng)口前的燃燒率降低、未燃煤粉量增加，給高爐的正常冶煉帶來一系列的不良影響。所以高爐噴吹煤粉過程中必須考慮煤粉的燃燒率，盡量提高其燃燒率使噴煤效益最大化。目前，檢測煤粉燃燒率的方法能粗略衡量燃燒率的高低，但存在以下不足之處1.燃燒率較低。目前煤粉燃燒率的獲得多在能夠模擬高爐風(fēng)口燃燒狀態(tài)的試驗爐中進行?，F(xiàn)有手段得到煤粉燃燒率數(shù)值均較低，一般只有409Γ50%左右。2.檢測過程中煤粉的噴吹多為間斷性噴吹， 噴煤速率和載氣流量的穩(wěn)定性無法保證、燃燒時間不易控制，因而所測得燃燒率誤差較大。 3.現(xiàn)有測試方法收集未然煤粉和氣體比較困難，即便未然煤粉能收集其質(zhì)量也不能滿足要求(國標為lg)。同時，系統(tǒng)中的未燃煤粉溫度較高無法直接收集，需用水冷卻、過濾、烘干后再收集，操作程序繁瑣，誤差性較大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種檢測煤粉燃燒率的方法及設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)噴吹，收集未燃煤粉和氣體比較容易，試驗方法操作簡單，重復(fù)性好，煤粉燃燒率誤差小，解決背景技術(shù)存在的上述問題。
本發(fā)明技術(shù)方案是一種檢測煤粉燃燒率的方法，包含制取煤樣、連續(xù)噴吹、收集未燃煤粉、收集混合氣體、 氣體分析儀檢測、馬弗爐焙燒及燃燒率計算工序，其中的連續(xù)噴吹氣體、收集未燃煤粉、收集混合氣體工序包含如下工藝步驟①采取連續(xù)噴吹技術(shù)，使得煤粉均勻地噴入燃燒爐中， 當煤粉離開燃燒爐變?yōu)槲慈济悍蹠r，用N2迅速冷卻，保證其燃燒率的準確性；②采用三通收灰槽收集未然煤粉；③采用布袋除塵器過濾氣體并用氣囊收集氣體，三通收灰槽的三個端口，分別連接燃燒爐、N2、布袋除塵器。
將氣囊收集的物質(zhì)，利用氣體分析儀化驗成分，根據(jù)混合氣體法計算方法，依據(jù)公式計算燃燒率；將三通收灰槽收集未然煤粉通過弗爐焙燒，根據(jù)灰量平衡計算方法，依據(jù)公式計算燃燒率；對按上述兩種方法計算出的燃燒率求取平均值，為最終燃燒率。
本發(fā)明的制取煤樣，制取雙樣進行試驗，以免出現(xiàn)人為誤差。
所說的連續(xù)噴吹工序，煤粉均勻的以1. 5-2. Og/min速率噴入燃燒爐中；連續(xù)噴吹使用的噴煤瓶為錐形，容積400-500ml，由上部通入氣體，右側(cè)連接噴吹管道。根據(jù)旋轉(zhuǎn)射流原理來穩(wěn)定氣體流場，氣體噴入瓶中，形成旋轉(zhuǎn)射流，通過控制旋轉(zhuǎn)強度大小，來達到改變氣流分布的目的，以滿足連續(xù)噴吹裝置的工藝要求。噴吹頭設(shè)計為筆形，長度為130-150mm，上部直徑10mm，下部直徑2mm。
用N2冷卻高溫未燃煤粉，簡化其收集操作；從燃燒爐中出來的未然煤粉溫度達 600°C以上，在三通收灰槽通入一定流量的隊，防止其因離開燃燒爐之后繼續(xù)燃燒而影響燃燒率的準確性，同時起到冷卻混合氣體的作用，避免燒穿布袋除塵器。
三通收灰槽頂端連接燃燒爐，底端右側(cè)通入N2,左側(cè)出C0、C02、02、N2、H2混合氣體。
噴煤粉、空氣的流量之和大于通入N2冷卻氣體流量。
一種檢測煤粉燃燒率的設(shè)備，包含熱風(fēng)爐、噴煤瓶、燃燒爐、隊氣源、三通收灰槽、 收氣囊和除塵器；噴煤瓶管路與熱風(fēng)爐的熱風(fēng)出口管相連，再連接燃燒爐上的噴煤進口，燃燒爐的出口后連接三通收灰槽；三通收灰槽的三個端口，分別連接燃燒爐、隊氣源和除塵器，除塵器連接收氣囊；煤粉均勻地噴入燃燒爐中，當煤粉離開燃燒爐變?yōu)槲慈济悍蹠r，用 N2氣源冷卻，采用三通收灰槽收集未然煤粉，然后采用布袋除塵器過濾氣體并用氣囊收集， 將氣囊收集的物質(zhì)，利用氣體分析儀化驗成分，依據(jù)公式計算燃燒率，并求取平均值。
除塵器為布袋除塵器；燃燒爐設(shè)有冷卻系統(tǒng)。
噴煤瓶為錐形，容積400-500ml，由上部通入氣體，右側(cè)連接噴吹管道。噴吹頭設(shè)計為筆形，長度為130-150mm，上部直徑10mm，下部直徑2mm。
三通收灰槽頂端連接燃燒爐，底端右側(cè)通入N2,左側(cè)出C0、C02、02、N2、H2混合氣體。
在三通收灰槽左側(cè)出口處后接一根直管，然后連接布袋除塵器；直管直徑為 20mm、長為500-600mm的直管，其作用是再次降低混合氣體的溫度。
噴煤粉、空氣的流量之和大于通入N2冷卻氣體流量。
布袋除塵器以油壬為框架，中間夾有一層布袋和一層鐵網(wǎng)，兩邊接套有絲扣的鐵管。布袋規(guī)格要求直徑為95-98mm (略小于油壬直徑)，厚度為8_10mm ；布袋材質(zhì)要求凈化氣體后含塵量<15mg/m3。鐵網(wǎng)設(shè)計為100目，直徑為95_98mm，緊貼布袋，作用是支撐布袋和傳遞溫度。收氣囊，容積600-800ml，保證密閉性良好，放置24h不會漏氣。收皮囊連接在布袋除塵器的末端，待連續(xù)噴吹5min時，開始收集氣體。
本發(fā)明積極效果是本發(fā)明解決了背景技術(shù)設(shè)備燃燒率普遍偏低和收取未然煤粉比較困難的問題，連續(xù)噴吹、且能夠收取足夠量的未燃煤粉(國標為Ig)以及混合氣體，本發(fā)明所測煤粉燃燒率準確性高，操作簡便，重復(fù)性好，可以為高爐提供此噴吹煤種燃燒性的參考數(shù)據(jù)，使高爐在爐況順行的前提下，通過提高煤粉的燃燒率，使噴煤效益最大化。


圖1是本發(fā)明試驗裝置示意中1.熱風(fēng)爐；2.剛玉管；3.燃燒爐；4.冷卻系統(tǒng)；5.三通收灰槽；6.收氣囊；7.除塵器；8.噴煤瓶；9.鐵網(wǎng)；10.布袋。
具體實施方式
以下通過實施例，對本發(fā)明作進一步說明。
一種檢測煤粉燃燒率的方法，更具體的工藝步驟如下①稱取樣煤大于40g，放入烘箱中，于105-110°C溫度下干燥2- 備用；打開冷卻水控制閥門，檢查所有通路是否順暢，確認無誤；燃燒爐正常工作溫度為1300°C，升溫速度為10-15°C /min ；熱風(fēng)爐工作溫度為900°C，升溫速度為15_20°C /min ；②待燃燒爐和熱風(fēng)爐工作區(qū)溫度均達到設(shè)定值后，開始進行噴吹實驗。稱取步驟1中備用煤粉40g放入噴煤瓶，稱量噴煤瓶與煤粉總重，記為mi。開啟空氣壓縮機，依次打開％ 、Q2流量計控制閥門，對應(yīng)流量控制為0. 8-1. 0m3/h,0. 5-0. 8m3/h，最后打開隊流量計控制閥門，流量控制2-3L/min ；Q1是噴吹煤粉流量計控制閥門，Q2是空氣流量計控制閥門，Qn2是N2流量計控制閥門；Q1和％流量控制閥分別為0. 8-1. OmVh>0. 5-0. 8m3/h，N2裝置流量控制2-3L/min，保證仏 +Q2 > Qn2 ；③連續(xù)噴吹5-8min時，用收氣囊套在布袋除塵器的末端，開始收集氣體；采集雙樣，以免出現(xiàn)人為誤差；化驗氣體成分，依據(jù)公式計算燃燒率，并取平均值；④噴吹時間設(shè)定為10-15min；之后依次關(guān)閉QN2、Q2, Q1閥門，稱取瓶重，記為m2 ；依次取下布袋除塵器和三通收灰槽，完全收集其中的未燃煤粉并稱重，記為m3 ；上述過程完成之后，用空氣吹掃整個噴吹系統(tǒng)，流量控制Q1為1. 5-2. 0m3/h, Q2為1. 0-1. 5m3/h，時間為2_3 分鐘；吹掃結(jié)束后，關(guān)閉燃燒爐和熱風(fēng)爐加熱電源；待爐溫降至200-300°C時，關(guān)閉系統(tǒng)循環(huán)水總開關(guān)，噴吹試驗結(jié)束；⑤稱取Ig未燃煤粉放入磁盤，并在馬弗爐中進行焙燒；焙燒溫度設(shè)定為700-800°C，總焙燒時間1-1. 5h ；焙燒過程中，用鐵絲攪拌試樣1-2次，以確保均勻；焙燒結(jié)束后，取出試樣，冷卻后稱量剩余樣品重量，記為m4 ；⑥利用上述步驟獲得的數(shù)據(jù)，按下列方法計算煤粉燃燒率； (1)根據(jù)灰量平衡計算方法計算燃燒率R1
權(quán)利要求
1.一種檢測煤粉燃燒率的方法，其特征在于包含制取煤樣、連續(xù)噴吹、收集未燃煤粉、 收集混合氣體、氣體分析儀檢測、馬弗爐焙燒及燃燒率計算工序，其中的連續(xù)噴吹氣體、收集未燃煤粉、收集混合氣體工序包含如下工藝步驟①采取連續(xù)噴吹技術(shù)，使得煤粉均勻地噴入燃燒爐中，當煤粉離開燃燒爐變?yōu)槲慈济悍蹠r，用N2迅速冷卻，保證其燃燒率的準確性；②采用三通收灰槽收集未然煤粉；③采用布袋除塵器過濾氣體并用氣囊收集氣體，三通收灰槽的三個端口，分別連接燃燒爐、隊、布袋除塵器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種檢測煤粉燃燒率的方法，其特征在于將氣囊收集的物質(zhì)，利用氣體分析儀化驗成分，根據(jù)混合氣體法計算方法，依據(jù)公式計算燃燒率；將三通收灰槽收集未然煤粉通過弗爐焙燒，根據(jù)灰量平衡計算方法，依據(jù)公式計算燃燒率；根據(jù)上述兩種方法計算出的燃燒率，求取平均值，為最終燃燒率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種檢測煤粉燃燒率的方法，其特征在于所說的連續(xù)噴吹工序，煤粉均勻的以1.5-2. Og/min速率噴入燃燒爐中；連續(xù)噴吹使用的噴煤瓶為錐形，容積 400-500ml,由上部通入氣體，右側(cè)連接噴吹管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之一種檢測煤粉燃燒率的方法，其特征在于三通收灰槽頂端連接燃燒爐，底端右側(cè)通入N2,左側(cè)出CO、CO2, 02、N2, H2混合氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之一種檢測煤粉燃燒率的方法，其特征在于噴煤粉、空氣的流量之和大于通入隊冷卻氣體流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述之一種檢測煤粉燃燒率的方法，其特征在于更具體的工藝步驟如下①稱取樣煤大于40g，放入烘箱中，于105-110°C溫度下干燥2- 備用；燃燒爐正常工作溫度為1300°C，升溫速度為10-15°C /min ；熱風(fēng)爐工作溫度為900°C，升溫速度為 15-20 0C /min ；②待燃燒爐和熱風(fēng)爐工作區(qū)溫度均達到設(shè)定值后，開始進行噴吹實驗；稱取步驟1中備用煤粉40g放入噴煤瓶，稱量噴煤瓶與煤粉總重，記為Hi1,開啟空氣壓縮機，依次打開Q1、Q2流量計控制閥門，對應(yīng)流量控制為0.8-1. 0m3/h、 0. 5-0. 8m3/h，最后打開隊流量計控制閥門，流量控制2-3L/min ；Q1是噴吹煤粉流量計控制閥門，Q2是空氣流量計控制閥門，Qn2是N2流量計控制閥門；Q1和％流量控制閥分別為0. 8-1. OmVh>0. 5-0. 8m3/h，N2裝置流量控制2-3L/min，保證仏 +Q2 > Qn2 ；③連續(xù)噴吹5-8min時，用收氣囊套在布袋除塵器的末端，開始收集氣體；化驗氣體成分，依據(jù)公式計算燃燒率；④噴吹時間設(shè)定為10-15min；之后依次關(guān)閉QN2、Q2, Q1閥門，稱取瓶重，記為m2 ；依次取下布袋除塵器和三通收灰槽，完全收集其中的未燃煤粉并稱重，記為m3 ；上述過程完成之后，用空氣吹掃整個噴吹系統(tǒng)，流量控制Q1為1. 5-2. 0m3/h, Q2為1. 0-1. 5m3/h，時間為2_3 分鐘；吹掃結(jié)束后，關(guān)閉燃燒爐和熱風(fēng)爐加熱電源；待爐溫降至200-300°C時，關(guān)閉系統(tǒng)循環(huán)水總開關(guān)，噴吹試驗結(jié)束；⑤稱取Ig未燃煤粉放入磁盤，并在馬弗爐中進行焙燒；焙燒溫度設(shè)定為700-800°C，總焙燒時間1-1. 5h ；焙燒過程中，用鐵絲攪拌試樣1-2次，以確保均勻；焙燒結(jié)束后，取出試樣，冷卻后稱量剩余樣品重量，記為m4 ；⑥利用上述步驟獲得的數(shù)據(jù)，按下列方法計算煤粉燃燒率； (1)根據(jù)灰量平衡計算方法
7.—種檢測煤粉燃燒率的設(shè)備，其特征在于包含熱風(fēng)爐(1)、噴煤瓶(8)、燃燒爐(3)、 N2氣源、三通收灰槽(5)、收氣囊(6)和除塵器(7)，噴煤瓶管路與熱風(fēng)爐的熱風(fēng)混合，連接燃燒爐上的噴煤進口，燃燒爐的出后連接三通收灰槽，三通收灰槽的三個端口，分別連接燃燒爐、N2氣源和除塵器，除塵器連接收氣囊；煤粉均勻地噴入燃燒爐中，當煤粉離開燃燒爐變?yōu)槲慈济悍蹠r，用隊氣源冷卻，采用三通收灰槽收集未然煤粉，然后采用布袋除塵器過濾氣體并用氣囊收集，將氣囊收集的物質(zhì)，利用氣體分析儀化驗成分，依據(jù)公式計算燃燒率， 并求取平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述之一種檢測煤粉燃燒率的設(shè)備，其特征在于除塵器為布袋除塵器；燃燒爐設(shè)有冷卻系統(tǒng)(4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述之一種檢測煤粉燃燒率的設(shè)備，其特征在于布袋除塵器以油壬為框架，中間夾有一層布袋(10)和一層鐵網(wǎng)(9)，兩邊接套有絲扣的鐵管。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述之一種檢測煤粉燃燒率的設(shè)備，其特征在于噴煤瓶為錐形，容積400-500ml，由上部通入氣體，右側(cè)連接噴吹管道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測煤粉燃燒率的方法及設(shè)備，屬于冶金工程物化檢測技術(shù)領(lǐng)域。該方法包含制取煤樣、連續(xù)噴吹、收集未燃煤粉、收集混合氣體、氣體分析儀檢測、馬弗爐焙燒及燃燒率計算工序；設(shè)備包含熱風(fēng)爐(1)、噴煤瓶(8)、燃燒爐(3)、N2氣源、三通收灰槽(5)、收氣囊(6)和除塵器(7)。本發(fā)明解決了背景技術(shù)設(shè)備燃燒率普遍偏低和收取未然煤粉比較困難的問題，連續(xù)噴吹、且能夠收取足夠量的未燃煤粉(國標為1g)以及混合氣體，本發(fā)明所測煤粉燃燒率準確性高，操作簡便，重復(fù)性好，可以為高爐提供此噴吹煤種燃燒性的參考數(shù)據(jù)，使高爐在爐況順行的前提下，通過提高煤粉的燃燒率，使噴煤效益最大化。
文檔編號G01N31/12GK102539621SQ20121000531
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者馮帥, 劉然, 呂慶, 孫艷芹, 張淑會, 李福民, 梁坤峰 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)