[發明專利]一種檢測煤粉燃燒率的方法及設備

有效

• 申請號: 201210005313.7
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102539621A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 呂慶;劉然;張淑會;李福民;孫艷芹;馮帥;梁坤峰
• 申請（專利權）人: 河北聯合大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂芳;曹淑敏

技術領域

本發明涉及一種檢測煤粉燃燒率的方法及設備，屬于冶金工程物化檢測技術領域。

背景技術

高爐噴吹煤粉是20世紀80年代發展起來的技術，目前已成為各國高爐降低生鐵成本、優化工藝結構采取的主要技術手段之一。但是過多地向高爐內噴吹煤粉將使煤粉在風口前的燃燒率降低、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口燃燒狀態的試驗爐中進行。現有手段得到煤粉燃燒率數值均較低，一般只有40%~50%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量也不能滿足要求（國標為1g）。同時，系統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。

發明內容

本發明目的是提供一種檢測煤粉燃燒率的方法及設備，能夠實現連續噴吹，收集未燃煤粉和氣體比較容易，試驗方法操作簡單，重復性好，煤粉燃燒率誤差小，解決背景技術存在的上述問題。

本發明技術方案是：

一種檢測煤粉燃燒率的方法，包含制取煤樣、連續噴吹、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采取連續噴吹技術，使得煤粉均勻地噴入燃燒爐中，當煤粉離開燃燒爐變為未燃煤粉時，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，利用氣體分析儀化驗成分，根據混合氣體法計算方法，依據公式計算燃燒率；將三通收灰槽收集未然煤粉通過弗爐焙燒，根據灰量平衡計算方法，依據公式計算燃燒率；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。

本發明的制取煤樣，制取雙樣進行試驗，以免出現人為誤差。

所說的連續噴吹工序，煤粉均勻的以1.5-2.0g/min速率噴入燃燒爐中；連續噴吹使用的噴煤瓶為錐形，容積400-500ml，由上部通入氣體，右側連接噴吹管道。根據旋轉射流原理來穩定氣體流場，氣體噴入瓶中，形成旋轉射流，通過控制旋轉強度大小，來達到改變氣流分布的目的，以滿足連續噴吹裝置的工藝要求。噴吹頭設計為筆形，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℃以上，在三通收灰槽通入一定流量的N₂，防止其因離開燃燒爐之后繼續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，底端右側通入N₂，左側出CO、CO₂、O₂、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備，包含熱風爐、噴煤瓶、燃燒爐、N₂氣源、三通收灰槽、收氣囊和除塵器；噴煤瓶管路與熱風爐的熱風出口管相連，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、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為未燃煤粉時，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，利用氣體分析儀化驗成分，依據公式計算燃燒率，并求取平均值。

除塵器為布袋除塵器；燃燒爐設有冷卻系統。

噴煤瓶為錐形，容積400-500ml，由上部通入氣體，右側連接噴吹管道。噴吹頭設計為筆形，長度為130-150mm，上部直徑10mm，下部直徑2mm。