CN102661905A

CN102661905A - 热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法及其装置

Info

Publication number: CN102661905A
Application number: CN201210152507XA
Authority: CN
Inventors: 陈鹏; 鲍俊芳; 薛改凤; 任玉明; 詹立志; 张雪红; 宋子逵; 项茹; 周森林
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: CN102661905B

Abstract

本发明公开了一种热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法及其装置。该实验装置包括鼓风机、装煤器、发尘箱、上升管、除尘器、集尘罐和引风机，发尘箱的下部侧壁上设有与鼓风机相连的进风口，上部设有与装煤器相连的装煤孔和与上升管下端相连的出尘口，上升管上端与除尘器的吸气口相连，除尘器的粉尘分离出口与集尘罐相连，除尘器的净化空气出口与引风机相连。该实验方法为通过引风机调整发尘箱出尘口处的压力；通过鼓风机向发尘箱内吹入空气；开启装有待测煤粉样装煤器的控制阀门，使其下落到发尘箱内；将抽吸到除尘器的烟尘中细煤粉分离至集尘罐中；通过公式计算出焦炉装煤发尘量。本发明能在实验室内较好地模拟装煤时的发尘量，有利于工艺设计阶段进行核算。

Description

热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法及其装置

技术领域

本发明属于炼焦技术领域，具体涉及一种热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法及其装置。

背景技术

焦炉在炼焦过程中，向大气散发出大量的烟尘和有毒气体，环境污染十分严重。从来源看，在焦炉装煤逸出烟尘中释放的污染物占炼焦过程中全部排放污染物的50-60%。所以，治理焦炉装煤逸出烟尘是治理焦炉污染技术中一个非常重要的环节。焦炉装煤逸出烟尘的主要来源为：（1）装煤时炭化室中被填充煤置换排出的空气；（2）煤装入炉后与高温的炉墙接触，煤中的挥发物产生裂解而生成的煤气；（3）煤中的水分在炉内高温下蒸发生成的水蒸气；（4）平煤过程中从小炉内门进入炉内的空气；（5）烟尘逸出时夹带的扬起的细煤粉。其中烟尘中的细煤粉含量对于焦油质量的影响较大，是焦油含渣的主要问题。目前，鉴于末端治理的滞后效应及成本显著增高，有必要从源头进行控制，即在工艺设计、设备选型等阶段充分考虑焦炉装煤发尘量，或至少考虑在不同工艺条件或不同设备型号时焦炉装煤发尘量的相关关系。但目前装煤时的粉尘发尘量主要依据粉尘浓度在线测定仪测量，尚没有实验室内研究不同条件下焦炉装煤发尘量模拟实验方法及测定装置。

发明内容

本发明目的在于提供一种热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法及其装置，以模拟一定工艺条件下装煤时热空气上升对装煤发尘量的影响。

为实现上述目的，本发明所设计的热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法包括如下步骤：

1）按热态焦炉实际装煤时的煤种状况，取m₁克调整好粒径细度和水份含量的待测煤粉样，投入到相对密封的装煤器中；

2）开启引风机，将与除尘器相连的发尘箱出尘口处的压力调整到微负压状态；

3）开启鼓风机，向发尘箱内吹入空气，用于模拟热态焦炉实际装煤时炭化室中的气流状态；

4）开启装煤器的控制阀门，使其中的待测煤粉样下落到发尘箱内；

5）在引风机的作用下，通过发尘箱出尘口处的上升管将待测煤粉样发生的烟尘抽吸到除尘器中进行分离；

6）用集尘罐收集从除尘器中分离出来的细煤粉样，称量标记为m₂克；

7）通过公式计算出焦炉装煤发尘量η=（m₂/m₁）×100%。

进一步地，所说的步骤2）中，发尘箱的出尘口处的压力为-100pa~-300pa。

进一步地，所说的步骤3）中，向发尘箱内吹入空气的流量Q=（720~2160）×S，流量Q的单位为m³/h；S为上升管（4）的横截面积，单位为m²。

进一步地，所说的步骤5）中，在装煤器的控制阀门开启2~3分钟后关闭鼓风机，在关闭鼓风机2~3分钟后再关闭引风机。

为实现上述方法而设计的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，包括鼓风机、装煤器、发尘箱、上升管、除尘器、集尘罐和引风机，所述发尘箱的下部侧壁上设置有进风口，所述进风口与鼓风机的输出端相连；所述发尘箱的顶部盖板上设置有装煤孔和出尘口，所述装煤孔与装煤器的底部出口相连，所述出尘口与上升管的下端相连，所述上升管的上端与除尘器的吸气口相连，所述除尘器的粉尘分离出口与集尘罐相连，所述除尘器的净化空气出口与引风机相连。

进一步地，所述装煤器呈漏斗状结构，其顶部设有密封盖板，其底部设有控制阀门。

进一步地，所述发尘箱的内腔中设置有多孔布风板，所述多孔布风板位于进风口的上方。这样，可以使布风均匀稳定。

进一步地，所述多孔布风板两侧的通孔分布密度大于中间的通孔分布密度。这样，可以更准确地模拟热态焦炉实际装煤时的气流状态。

进一步地，所述上升管的下端设置有测压孔。

进一步地，所述上升管的长度为50~300mm、内径为80~400mm。

本发明具有如下的有益效果：

（1）采用本发明的方法，通过控制鼓风机向发尘箱内吹入空气的流量和发尘箱的出尘口处的压力，能在实验室内较好地模拟出热态焦炉装煤过程中产生的五种烟尘（即荒煤气）情况以及细煤粉随荒煤气气流进入集气管中的过程，定量测定出装煤时的发尘量，可对不同细度组成、不同湿度条件下的炼焦煤装煤发尘量进行分析，有利于解决焦炉荒煤气中粉尘含量多少的成因分析和焦炉工艺设计中对于不同工况条件下除尘设备的核算。

（2）本发明的装置结构简单，制作成本较低，能较好的用于热态焦炉装煤发尘量的模拟实验，有利于以较低的成本开展对不同工艺条件下的热态焦炉装煤发尘量进行分析。

附图说明

图1为本发明的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置的结构示意图。

图2为图1中发尘箱顶部盖板的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2所示，本发明的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，包括鼓风机1、装煤器2、发尘箱3、上升管4、除尘器5、集尘罐6和引风机7，发尘箱3的下部侧壁上设置有进风口31，该进风口31与鼓风机1的输出端相连；发尘箱3的内腔中设置有多孔布风板32，多孔布风板32位于进风口31的上方，多孔布风板32两侧的通孔分布密度大于中间的通孔分布密度；发尘箱3的顶部盖板上设置有装煤孔33和出尘口34，该顶部盖板为可拆卸式密封盖板，这样方便加工和检修。装煤孔33与装煤器2的底部出口相连，出尘口34与上升管3的下端相连，上升管3的上端与除尘器5的吸气口相连，除尘器5的粉尘分离出口与集尘罐6相连，除尘器5的净化空气出口与引风机7相连。装煤器2呈漏斗状结构，其顶部设有密封盖板21，其底部设有控制阀门22。控制阀门22可以为星型料阀、插板料阀或滴漏料阀，也可以为螺旋给料器。本实施例采用的为星型料阀。上升管4的长度为50~300mm、内径为80~400mm，其下端设置有测压孔41，与压力测定装置连接，可更方便地测定除尘口34处的内部压力，同时还可检验整个装置连接的密封情况。也可不设置测压孔41，则可根据除尘口34处的压力与引风机7的流量的定量关系，通过改变引风机7的流量控制除尘口34处的内部压力。

本实施例的发尘箱3长500~4000mm,宽100~500mm，高1000~2000mm，上升管4的长度为50~300mm，与发尘箱3相连的横截面内径尺寸为80~400mm。

采用上述装置对热态焦炉装煤发尘量模拟实验的具体步骤如下：

1）按热态焦炉实际装煤时的煤种状况，取m₁克调整好粒径细度和水份含量的待测煤粉样，投入到相对密封的装煤器2中；

2）开启引风机7，将与除尘器5相连的发尘箱3出尘口处的压力调整到微负压状态，优选为-100pa~-300pa；

3）开启鼓风机1，向发尘箱3内吹入空气，用于模拟热态焦炉实际装煤时炭化室中的气流状态；上升管3的横截面积不同，吹入空气的流量也相应发生变化，其关系式满足：Q=（720~2160）×S，优选为Q=1440×S，其中，Q为吹入空气的流量，单位为m³/h；S为上升管（4）的横截面积，单位为m²；

4）开启装煤器2的控制阀门，使其中的待测煤粉样下落到发尘箱3内；

5）在引风机7的作用下，通过发尘箱3出尘口处的上升管4将待测煤粉样发生的烟尘抽吸到除尘器5中进行分离；为充分模拟热态过程焦炉装煤发尘量的情况，在装煤器2的控制阀门开启2~3分钟后关闭鼓风机1，在鼓风机1关闭2~3分钟后再关闭引风机7；

6）用集尘罐6收集从除尘器5中分离出来的细煤粉样，称量标记为m₂克；

7）通过公式计算出焦炉装煤发尘量η=（m2/m1）×100%。

Claims

1.一种热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1）按热态焦炉实际装煤时的煤种状况，取m₁克调整好粒径细度和水份含量的待测煤粉样，投入到相对密封的装煤器（2）中；

2）开启引风机（7），将与除尘器（5）相连的发尘箱（3）出尘口处的压力调整到微负压状态；

3）开启鼓风机（1），向发尘箱（3）内吹入空气，用于模拟热态焦炉实际装煤时炭化室中的气流状态；

4）开启装煤器（2）的控制阀门，使其中的待测煤粉样下落到发尘箱（3）内；

5）在引风机（7）的作用下，通过发尘箱（3）出尘口处的上升管（4）将待测煤粉样发生的烟尘抽吸到除尘器（5）中进行分离；

6）用集尘罐（6）收集从除尘器（5）中分离出来的细煤粉样，称量标记为m₂克；

7）通过公式计算出焦炉装煤发尘量η=（m₂/m₁）×100%。

2.根据权利要求1所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法，其特征在于：所说的步骤2）中，发尘箱（3）的出尘口处的压力为-100pa~-300pa。

3.根据权利要求1或2所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法，其特征在于：所说的步骤3）中，向发尘箱（3）内吹入空气的流量Q=（720~2160）×S，流量Q的单位为m³/h；S为上升管（4）的横截面积，单位为m²。

4.根据权利要求1或2所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验方法，其特征在于：所说的步骤5）中，在装煤器（2）的控制阀门开启2~3分钟后关闭鼓风机（1），在关闭鼓风机（1）2~3分钟后再关闭引风机（7）。

5.一种为实现权利要求1所述方法而设计的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，包括鼓风机（1）、装煤器（2）、发尘箱（3）、上升管（4）、除尘器（5）、集尘罐（6）和引风机（7），其特征在于：所述发尘箱（3）的下部侧壁上设置有进风口（31），所述进风口（31）与鼓风机（1）的输出端相连；所述发尘箱（3）的顶部盖板上设置有装煤孔（33）和出尘口（34），所述装煤孔（33）与装煤器（2）的底部出口相连，所述出尘口（34）与上升管（3）的下端相连，所述上升管（3）的上端与除尘器（5）的吸气口相连，所述除尘器（5）的粉尘分离出口与集尘罐（6）相连，所述除尘器（5）的净化空气出口与引风机（7）相连。

6.根据权利要求5所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，其特征在于：所述装煤器（2）呈漏斗状结构，其顶部设有密封盖板（21），其底部设有控制阀门（22）。

7.根据权利要求5或6所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，其特征在于：所述发尘箱（3）的内腔中设置有多孔布风板（32），所述多孔布风板（32）位于进风口（31）的上方。

8.根据权利要求7所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，其特征在于：所述多孔布风板（32）两侧的通孔分布密度大于中间的通孔分布密度。

9.根据权利要求5或6所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，其特征在于：所述上升管（4）的下端设置有测压孔（41）。

10.根据权利要求5或6所述的热态焦炉装煤发尘量模拟实验装置，其特征在于：所述上升管（4）的长度为50~300mm、内径为80~400mm。