CN103175751A - 实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法及其装置，该方法包括将已知水分和粒度组成的炼焦配合煤试样以自由落体的方式通过预热的加热段，使炼焦配合煤试样升温至850~1000℃，产生的扬尘气体由模拟实际炼焦工艺中的扬尘管道输送，以负压吸出，使粉尘扬起速度为1~2m/s，收集扬尘粉，对扬尘粉进行称重、分析粒度组成和各粒级中煤和焦的比例，得到该试样的扬尘指数。采用本发明方法可真实反映炼焦煤在高温时的热态扬尘指数，对后续炼焦工作具有较好指导意义，克服了现有冷态扬尘量测定不能模拟实际发尘量的缺陷，所设计测定装置具有模拟性好、可确保测得的扬尘指数与实际焦炉高温装煤所产生的扬尘量符合性好。

Description

实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法及其装置
技术领域
本发明涉及冶金炼焦技术领域，具体地指一种实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法及其装置。
背景技术
现有的室式炼焦工艺在高温装煤的过程中为了避免装煤孔处冒烟冒火烧坏装煤车以及污染环境，在桥管处均设置有高压氨水喷洒装置产生一定的负压。
近年来，为提高焦炉生产效率、降低炼焦工序能耗、减少炼焦废水排放以及多利用劣质炼焦煤资源降低生产成本，各炼焦企业都纷纷尝试对炼焦煤进行不同程度的干燥以后再装炉炼焦的新工艺，在炼焦煤被去除部分水分以后，随之而来的是在高温装煤的过程中由于受高温和桥管处负压的影响扬尘量发生明显变化，影响后续煤气净化和化产品回收系统正常生产。
根据现有理论可知，影响炼焦煤高温装炉的主要因素为炼焦煤水分和粒度组成，为确定对炼焦煤进行预干燥以后再装炉炼焦工艺中水分、粒度组成等参数，以及煤气净化和化产品回收系统的改造方案，需要测定不同水分和粒度组成炼焦煤入炉时的扬尘指数。
现有实验室模拟焦炉装煤扬尘指数测定方法和装置为2006年7月发表的《新日铁技术报告》94期《冶金炼焦干燥清洁的团聚预压块工艺的发展》一文中报道的“冷态扬尘量测定试验装置”，同时给出了该装置测定得到的焦炉装煤冷态扬尘量随水分变化的曲线。
但是上述冷态扬尘量测定试验装置存在三个缺陷：1、携带粉尘的空气被风机从落下管的底部吸入，空气在被风机抽出过程中穿过煤料下落管，与实际焦炉炭化室内除了积存的空气以外没有其他空气补充不同，上升气体量的不同会造成不同的扬尘量。2、没有控制扬尘点吸力的大小，而焦炉扬尘点（上升管根部存在一定大小的吸力），吸力的大小对扬尘量有影响。3、落料管为冷态，而实际装煤时焦炉炭化室内为高温，含有水分的煤料落下时遇高温水分蒸发形成水蒸汽影响扬起的粉尘量发生变化，冷态扬尘量测定试验装置不能模拟焦炉高温装煤时实际的发尘量。可见上述焦炉装煤扬尘量冷态测定方法对焦炉高温装煤实际产生的扬尘量模拟性不好，导致使用该方法及装置试验得到的粉尘发生指数与煤料水分之间关系的曲线与生产实际不能相符。
但是，现有技术中尚未见模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法和装置的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有焦炉装煤扬尘测定方法模拟性不好、与生产实际不能相符的缺陷，提供一种能够模拟实际扬尘状态的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法及其装置。
为实现上述目的，本发明所设计的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法，包括以下步骤：
1）将已知水分和粒度组成的炼焦配合煤试样以自由落体的方式通过预热的加热段，使炼焦配合煤试样升温至850~1000℃，然后落入收集容器中，炼焦配合煤试样在下落过程中受到高温和上升气流的共同作用产生的扬尘气体；
2）将所述扬尘气体由模拟实际炼焦工艺中的扬尘管道输送，以50~500Pa负压吸出，使粉尘扬起速度为1~2m/s，收集扬尘粉；
3）对扬尘粉进行称重、分析粒度组成和各粒级中煤和焦的比例，得到该试样的扬尘指数。
上述方法的专用装置，即实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置，包括高温炉，所述高温炉的底部设置有收料桶，所述高温炉顶部设置有倒钩型扬尘管，所述倒钩型扬尘管包括竖直部和钩部，所述竖直部的下段插入在高温炉中，所述竖直部的底端与收料桶相连，所述竖直部的顶端与钩部的一端相连，所述钩部的另一端依次与除尘器和变频引风机相连，所述竖直部上设置有进料阀和可调节风门，所述钩部上设置有测压表。
优选地，所述高温炉内加热段的长度H=900~1100mm。合适的加热段高度是为了煤料经受足够高温效应的影响。
优选地，所述进料阀与竖直部的交汇点至高温炉内加热段最高点的距离D=250~350mm。该距离为模拟实际装煤时装煤点至高温区间的距离。
优选地，所述进料阀与竖直部的交汇点至钩部最高管段中心线的距离W=1650~1850mm。该距离为模拟实际扬尘高度——装煤点到高压氨水喷洒高度之间的距离。
本发明的有益效果：
采用本发明的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法对不同水分炼焦煤进行扬尘指数测定可以真实反映炼焦煤在高温时的热态扬尘指数，对后续的炼焦工作具有较好的指导意义，克服了现有冷态扬尘量测定不能模拟焦炉高温装煤时实际的发尘量的缺陷，于此同时所设计的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置具有以下三方面优点：1、煤料落下管设在高温炉内，考虑到了含有水分的煤料落下时遇高温水分蒸发形成水蒸汽对扬起粉尘量的影响，对焦炉高温装煤模拟性好。2、落料管与收料桶紧密接触，在出尘管上设可调节风门，引风机为变频风机，通过两种手段控制风量和扬尘吸力，模拟焦炉装煤时装煤孔处漏入的空气和桥管处喷洒高压氨水产生的负压，与焦炉装煤时的实际工况相吻合3、除尘器内设除尘布袋可取出，收集到的扬尘可精确计量和分级。由以上设计，可确保该装置测得的扬尘指数与实际焦炉高温装煤所产生的扬尘量符合性好。
附图说明
图1为本发明的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置的结构示意图。
图2为本发明方法测得的焦炉高温装煤热态扬尘指数与炼焦煤水分的关系图，其中，X轴为炼焦煤水分百分比，Y轴为焦炉高温装煤热态扬尘指数。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法，包括以下步骤：
1）将已知水分和粒度组成的炼焦配合煤试样以自由落体的方式通过预热的加热段，使炼焦配合煤试样升温至850~1000℃，然后落入收集容器中，炼焦配合煤试样在下落过程中受到高温和上升气流的共同作用产生的扬尘气体；
2）将所述扬尘气体由模拟实际炼焦工艺中的扬尘管道输送，以50~500Pa负压吸出，使粉尘扬起速度为1~2m/s，收集扬尘粉；
3）对扬尘粉进行称重、分析粒度组成和各粒级中煤和焦的比例，得到该试样的扬尘指数。
如图1所示，一种实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置，为上述方法的专用装置，包括高温炉2，高温炉2的底部设置有收料桶9，高温炉2顶部设置有倒钩型扬尘管1，倒钩型扬尘管1包括竖直部3和钩部4，竖直部3的下段插入在高温炉2中，竖直部3的底端与收料桶9相连，竖直部3的顶端与钩部4的一端相连，钩部4的另一端依次与除尘器5和变频引风机6相连，竖直部3上设置有进料阀10和可调节风门7，钩部4上设置有测压表8。
高温炉2内加热段的长度H=1000mm。
进料阀10与竖直部3的交汇点至高温炉2内加热段最高点的距离D=300mm。
进料阀10与竖直部3的交汇点至钩部4最高管段中心线的距离W=1800mm。
除尘器5可选用布袋除尘器或者带除尘盒的除尘器，为现有技术，此处不做赘述。
试验例
利用上述实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法及测定装置对不同水分的炼焦煤进行扬尘测试，所得到的焦炉装煤热态扬尘指数测定结果如图2所示，可以看出：使用本发明方法及装置测定得到的焦炉高温装煤热态扬尘指数与炼焦煤水分之间关系曲线趋势，和现有技术中冷态测定方法得到的曲线趋势存在很大差异，尤其是煤调湿工艺入炉煤水分6%时扬尘指数趋向最高点这一现象在用冷态法测定时没有被反映出来，因而冷态法测定容易导致国内太钢和马钢等焦化厂采用煤调湿工艺后续煤气净化和化工产品回收生产出现非常被动的局面，而本发明的热态法测定则很好的克服了这一缺陷。

Claims (5)

1.一种实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定方法，包括以下步骤：
1）将已知水分和粒度组成的炼焦配合煤试样以自由落体的方式通过预热的加热段，使炼焦配合煤试样升温至850~1000℃，然后落入收集容器中，炼焦配合煤试样在下落过程中受到高温和上升气流的共同作用产生的扬尘气体；
2）将所述扬尘气体由模拟实际炼焦工艺中的扬尘管道输送，以50~500Pa负压吸出，使粉尘扬起速度为1~2m/s，收集扬尘粉；
3）对扬尘粉进行称重、分析粒度组成和各粒级中煤和焦的比例，得到该试样的扬尘指数。
2.一种实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置，包括高温炉（2），其特征在于：所述高温炉（2）的底部设置有收料桶（9），所述高温炉（2）顶部设置有倒钩型扬尘管（1），所述倒钩型扬尘管（1）包括竖直部（3）和钩部（4），所述竖直部（3）的下段插入在高温炉（2）中，所述竖直部（3）的底端与收料桶（9）相连，所述竖直部（3）的顶端与钩部（4）的一端相连，所述钩部（4）的另一端依次与除尘器（5）和变频引风机（6）相连，所述竖直部（3）上设置有进料阀（10）和可调节风门（7），所述钩部（4）上设置有测压表（8）。
3.根据权利要求2所述的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置，其特征在于：所述高温炉（2）内加热段的长度H=900~1100mm。
4.根据权利要求3所述的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置，其特征在于：所述进料阀（10）与竖直部（3）的交汇点至高温炉（2）内加热段最高点的距离D=250~350mm。
5.根据权利要求3所述的实验室模拟焦炉装煤热态扬尘指数测定装置，其特征在于：所述进料阀（10）与竖直部（3）的交汇点至钩部（4）最高管段中心线的距离W=1650~1850mm。
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