[發(fā)明專利]一種煉焦煤炭化行為關聯(lián)性的檢測方法及裝置

有效

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• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109444373B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 汪琦;胡文佳;趙雪飛;張松;孫家富
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發(fā)明提供了一種煉焦煤炭化行為關聯(lián)性的檢測方法及裝置。該裝置由控制系統(tǒng)、煉焦煤炭化系統(tǒng)、電子天平、膠質體粘稠性和厚度探測儀、內壓檢測儀、體積形變檢測儀、壓力調控系統(tǒng)組成；在恒容或恒載荷條件下，實時、同步檢測煉焦煤炭化時膠質體的粘稠性(v)和厚度(y)、揮發(fā)分析出率(f)及析出速率(df/dt)、膠質體的內壓(p)和體積膨脹與收縮(x)等；通過處理數據，獲得煉焦煤炭化行為關聯(lián)性曲線圖、探針阻力變化曲線圖，并依據阻力曲線將膠質層劃分為阻力上升區(qū)、阻力下降區(qū)、阻力恒定區(qū)和阻力陡升區(qū)，并求取不同炭化時刻下膠質層厚度、各結構區(qū)域厚度，及表征炭化行為和膠質體黏稠性的特征參數。

技術領域

本發(fā)明涉及煤質評價方法及其裝置技術領域，特別涉及一種煉焦煤炭化行為關聯(lián)性的檢測方法及裝置。

背景技術

工業(yè)煉焦時，隨溫度升高，煉焦煤要經歷一熱塑性階段。期間，煤料軟化、熔融形成具有黏流性特征的膠質體并發(fā)生揮發(fā)分析出、膨脹壓力產生、料層的收縮與膨脹等炭化行為，這些決定了煉焦煤的黏結能力和焦炭質量，甚至影響推焦和焦爐壽命。因此，充分了解煉焦煤炭化時在此階段的特征，對于焦炭生產具有重要意義。

目前，針對煉焦煤在熱塑性階段特性的評價，主要是通過測定膠質層指數、吉氏流動度和奧阿膨脹度等指標，來評判膠質體的數量、流動性、膨脹性等特征，進而形成對煤質的認識。但膠質體中存在的氣相、液相、固相物質使檢測變得復雜，另外，工業(yè)煉焦是煉焦煤在恒容的箱式焦爐中受熱(3℃/min)成焦，并產生彼此關聯(lián)的各種炭化行為。因此，在貼近煉焦生產的條件下，綜合評價煉焦煤炭化時在熱塑性階段產生的炭化行為特征，同時測定形成膠質體的性質，對于全面了解煤質是十分必要的。

專利CN104819992A公布了一種煤的熱解-成焦行為的檢測方法及其裝置，將100g煤樣裝入不銹鋼坩堝中，置于電爐內加熱，通過氣缸調節(jié)對煤樣施加98KPa的壓力，檢測加熱過程中膠質層厚度、體積曲線、膨脹壓力、吸(放)熱峰溫度、失重量和失重速率。該發(fā)明專利能實現在恒壓條件下對煤熱解-成焦行為的檢測，但無法模擬工業(yè)煉焦的恒容條件。另外，該發(fā)明專利在膠質層厚度測量時需手動推拉探針上下移動，這樣每次測量時用力大小不一樣，直接影響探針觸碰物料層面時所感應到的阻力大小，使膠質層上、下層面位置的確定存在誤差。并且，測量與數據記錄不能同步進行，操作人員需先讀取壓力儀表和位移儀表的顯示值然后再手動記錄到表格里，使膠質層厚度的測量結果具有很大主觀性，且操作繁瑣、勞動強度大。再者，通過該專利方法獲取膠質體性質方面的表征指標，僅有最大膠質層厚度這一數量指標，而沒有其他指標。

本發(fā)明提供了能夠使煤杯內容積恒定的導桿，模擬焦爐恒容條件，實時、同步檢測煉焦煤炭化時的揮發(fā)分析出率及速率、膠質體內壓及料層的收縮-膨脹程度，特別是能夠自動檢測膠質層的黏稠性及厚度變化。本發(fā)明應用步進電機替代人力實現對探針的推拉，排除了人為因素對膠質層厚度測量結果的干擾；應用探針位移傳感器和壓力傳感器，實時、同步采集探針運動時的位移數據和觸碰物料時所感應到的阻力數據，依據探針位移及阻力的實時數據繪制探針隨阻力變化曲線，來確定膠質層的厚度、劃分膠質層的結構，并能通過阻力大小來評判膠質體黏稠性的變化，表征指標更加多樣。整個測量過程在系統(tǒng)控制下自動進行，無需手動操作，大大降低了勞動強度。

發(fā)明內容

為了解決背景技術中所述問題，本發(fā)明提供一種煉焦煤炭化行為關聯(lián)性的檢測方法及裝置，其目的是在恒容或恒載荷條件下，實時、同步檢測煉焦煤炭化時膠質體的黏稠性和厚度，揮發(fā)分析出率及速率、膠質體內壓和料層的收縮-膨脹特征，實現煤質的綜合評價。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案實現：