[发明专利]一种检测煤粉燃烧率的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测煤粉燃烧率的方法及设备，属于冶金工程物化检测技术领域。

背景技术

高炉喷吹煤粉是20世纪80年代发展起来的技术，目前已成为各国高炉降低生铁成本、优化工艺结构采取的主要技术手段之一。但是过多地向高炉内喷吹煤粉将使煤粉在风口前的燃烧率降低、未燃煤粉量增加，给高炉的正常冶炼带来一系列的不良影响。所以高炉喷吹煤粉过程中必须考虑煤粉的燃烧率，尽量提高其燃烧率使喷煤效益最大化。目前，检测煤粉燃烧率的方法能粗略衡量燃烧率的高低，但存在以下不足之处：1. 燃烧率较低。目前煤粉燃烧率的获得多在能够模拟高炉风口燃烧状态的试验炉中进行。现有手段得到煤粉燃烧率数值均较低，一般只有40%~50%左右。2. 检测过程中煤粉的喷吹多为间断性喷吹，喷煤速率和载气流量的稳定性无法保证、燃烧时间不易控制，因而所测得燃烧率误差较大。3. 现有测试方法收集未然煤粉和气体比较困难，即便未然煤粉能收集其质量也不能满足要求（国标为1g）。同时，系统中的未燃煤粉温度较高无法直接收集，需用水冷却、过滤、烘干后再收集，操作程序繁琐，误差性较大。

发明内容

本发明目的是提供一种检测煤粉燃烧率的方法及设备，能够实现连续喷吹，收集未燃煤粉和气体比较容易，试验方法操作简单，重复性好，煤粉燃烧率误差小，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种检测煤粉燃烧率的方法，包含制取煤样、连续喷吹、收集未燃煤粉、收集混合气体、气体分析仪检测、马弗炉焙烧及燃烧率计算工序，其中的连续喷吹气体、收集未燃煤粉、收集混合气体工序包含如下工艺步骤：①采取连续喷吹技术，使得煤粉均匀地喷入燃烧炉中，当煤粉离开燃烧炉变为未燃煤粉时，用N₂迅速冷却，保证其燃烧率的准确性；②采用三通收灰槽收集未然煤粉；③采用布袋除尘器过滤气体并用气囊收集气体，三通收灰槽的三个端口，分别连接燃烧炉、N₂、布袋除尘器。

将气囊收集的物质，利用气体分析仪化验成分，根据混合气体法计算方法，依据公式计算燃烧率；将三通收灰槽收集未然煤粉通过弗炉焙烧，根据灰量平衡计算方法，依据公式计算燃烧率；对按上述两种方法计算出的燃烧率求取平均值，为最终燃烧率。

本发明的制取煤样，制取双样进行试验，以免出现人为误差。

所说的连续喷吹工序，煤粉均匀的以1.5-2.0g/min速率喷入燃烧炉中；连续喷吹使用的喷煤瓶为锥形，容积400-500ml，由上部通入气体，右侧连接喷吹管道。根据旋转射流原理来稳定气体流场，气体喷入瓶中，形成旋转射流，通过控制旋转强度大小，来达到改变气流分布的目的，以满足连续喷吹装置的工艺要求。喷吹头设计为笔形，长度为130-150mm，上部直径10mm，下部直径2mm。

用N₂冷却高温未燃煤粉，简化其收集操作；从燃烧炉中出来的未然煤粉温度达600℃以上，在三通收灰槽通入一定流量的N₂，防止其因离开燃烧炉之后继续燃烧而影响燃烧率的准确性，同时起到冷却混合气体的作用，避免烧穿布袋除尘器。

三通收灰槽顶端连接燃烧炉，底端右侧通入N₂，左侧出CO、CO₂、O₂、N₂、H₂混合气体。

喷煤粉、空气的流量之和大于通入N₂冷却气体流量。

一种检测煤粉燃烧率的设备，包含热风炉、喷煤瓶、燃烧炉、N₂气源、三通收灰槽、收气囊和除尘器；喷煤瓶管路与热风炉的热风出口管相连，再连接燃烧炉上的喷煤进口，燃烧炉的出口后连接三通收灰槽；三通收灰槽的三个端口，分别连接燃烧炉、N₂气源和除尘器，除尘器连接收气囊；煤粉均匀地喷入燃烧炉中，当煤粉离开燃烧炉变为未燃煤粉时，用N₂气源冷却，采用三通收灰槽收集未然煤粉，然后采用布袋除尘器过滤气体并用气囊收集，将气囊收集的物质，利用气体分析仪化验成分，依据公式计算燃烧率，并求取平均值。

除尘器为布袋除尘器；燃烧炉设有冷却系统。

喷煤瓶为锥形，容积400-500ml，由上部通入气体，右侧连接喷吹管道。喷吹头设计为笔形，长度为130-150mm，上部直径10mm，下部直径2mm。