CN111899804A - 干熄焦焦炭烧损率的测算方法及测算装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法及测算装置，包括检测预设时间内装入至干熄炉内红焦的质量、红焦中碳的质量，计算红焦中碳的质量百分比；检测红焦在干熄焦工艺中，干熄炉放散的循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的种类、循环气体中碳化合物气体的体积，计算循环气体中碳化合物气体的体积百分比；根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比计算获得焦炭烧损率。本发明提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法及测算装置能够实时测算焦炭烧损率，并提高焦炭烧损率对干熄焦生产调控的指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及干熄焦技术领域，具体地，涉及一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法及测算装置。
背景技术
焦炭是工业生产的重要原燃料，其生产技术的先进程度和产品质量直接影响工业生产的经济技术指标和生产操作。近年来，在节能环保的倡导下，干熄焦工艺得到了空前的发展，其是指采用循环气体将红焦降温冷却的一种熄焦工艺方法，干熄焦工艺不仅在节能和环保方面由于湿熄焦工艺，在改善焦炭质量方面也优于湿熄焦工艺。
在干熄焦工艺过程中，红焦被装入至干熄炉中，低温循环气体被循环风机输送至干熄炉中，低温循环气体在干熄炉中吸收红焦显热，以将红焦降温冷却，吸收红焦显热后的高温循环气体从干熄炉的烟道排出至干熄焦工艺的锅炉中进行热交换，锅炉产生的蒸汽可以提供给电厂、钢厂或其他用户加以利用，从而实现对红焦热量的回收利用，冷却后的低温循环气体再次被循环风机输送至干熄炉中，冷却后的焦炭从干熄炉中排出成为原燃料。在干熄焦工艺过程中，焦炭烧损率与焦炭的产量有直接关系，焦炭烧损率越低，则从干熄炉中排出的焦炭的量越多，因此焦炭烧损率是指导干熄焦设备运行生产的重要指标。
现有的焦炭烧损率通常是通过盘点一段时间内(比如一个月、一年等)干熄炉的红焦装入量、排出焦炭量和焦粉产量，再计算排出焦炭量和焦粉产量的和与红焦装入量的比值得出，此方法虽然简单但其无法实现实时在线监测，不利于操作人员有效地指挥生产，降低焦碳烧损量，对于干熄焦设备运行生产操作的调控指导意义较低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法及测算装置，其能够实时测算焦炭烧损率，并提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控的指导意义。
为实现本发明的目的而提供一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法，包括以下步骤：
S1，检测预设时间内装入至干熄炉内的红焦的质量，以及所述红焦中碳的质量，并计算获得所述红焦中碳的质量百分比；
S2，检测所述红焦在干熄焦工艺中，所述干熄炉放散的循环气体的体积、所述循环气体中碳化合物气体的种类、以及所述循环气体中碳化合物气体的体积，并计算获得所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比；
S3，根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积和所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
优选的，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳；
在所述步骤S3中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝V1×VP1÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
优选的，所述循环气体中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S3中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝V1×VP2÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
优选的，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳和二氧化碳；
在所述步骤S3中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝V1×(VP1+VP2)÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
优选的，干熄焦焦炭烧损率的测算方法还包括步骤：
S4，检测所述红焦在进行干熄焦工艺时，进入所述干熄炉的空气的体积、所述空气中碳化合物气体的种类、以及所述空气中碳化合物气体的体积，并计算获得所述空气中碳化合物气体的体积百分比；
S5，根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积、所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比、所述空气的体积和所述空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
优选的，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳，所述空气中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S5中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝(V1×VP1-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；V2为所述空气的体积；VP3为所述空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
优选的，所述循环气体中碳化合物气体包括二氧化碳，所述空气中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S5中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝(V1×VP2-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；V2为所述空气的体积；VP3为所述空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
优选的，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳和二氧化碳，所述空气中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S5中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝[V1×(VP1+VP2)-V2×VP3]÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；V2为所述空气的体积；VP3为所述空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
本发明还提供一种干熄焦焦炭烧损率的测算装置，包括：
红焦质量测算部件，用于检测预设时间内装入至干熄炉内的红焦的质量；
红焦中碳质量测算部件，用于检测红焦中碳的质量；
循环气体测算部件，用于检测所述红焦在干熄焦工艺中，所述干熄炉放散的循环气体的体积；
循环气体中碳化合物测算部件，用于检测所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述循环气体中碳化合物气体的体积；
计算单元，用于获取所述红焦质量测算部件、红焦中碳质量测算部件、循环气体测算部件和循环气体中碳化合物测算部件的检测结果，并根据所述检测结果计算所述红焦中碳的质量百分比和所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比，且根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积和所述循环气体中所述碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
优选的，干熄焦焦炭烧损率的测算装置还包括：
空气测算部件，用于检测所述红焦在进行干熄焦工艺时，进入所述干熄炉的空气的体积；
空气中碳化合物测算部件，用于检测所述空气中碳化合物气体种类，以及所述空气中碳化合物气体的体积；
所述计算单元，还用于获取所述空气测算部件和所述空气中碳化合物测算部件的检测结果，并根据所述检测结果计算所述空气中碳化合物气体的体积百分比，且根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积、所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比、所述空气的体积和所述空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，是根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，通过利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比，来计算获得焦炭烧损率的，而由于红焦的质量和红焦中碳的质量百分比是参与干熄焦工艺的物质的参数，循环气体中碳化合物气体的种类、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比是干熄焦工艺过程中产生的物质的参数，因此，这些参数能够反映干熄焦工艺过程的工况，从而使得由这些参数计算获得的焦炭烧损率能够提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控的指导意义，并且这些参数可以在干熄焦工艺进行过程中实时检测，从而使得本发明提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，能够实时测算焦炭烧损率，并提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控的指导意义。
本发明提供的干熄焦焦炭烧损率的测算装置，借助红焦质量测算部件、红焦中碳质量测算部件、循环气体测算部件和循环气体中碳化合物测算部件分别对红焦的质量、红焦中碳的质量、循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的种类和循环气体中碳化合物气体的体积进行检测，并借助计算单元获取红焦质量测算部件、红焦中碳质量测算部件、循环气体测算部件和循环气体中碳化合物测算部件的检测结果，并根据检测结果计算红焦中碳的质量百分比和循环气体中碳化合物气体的体积百分比，以能够采用本发明提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，获得焦炭烧损率，从而能够实时测算焦炭烧损率，并提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控的指导意义。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法及测算装置进行详细描述。
如图1所示，本实施例提供一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法，包括以下步骤：S1，检测预设时间内装入至干熄炉内的红焦的质量，以及红焦中碳的质量，并计算获得红焦中碳的质量百分比；S2，检测红焦在干熄焦工艺中，干熄炉放散的循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的种类、以及循环气体中碳化合物气体的体积，并计算获得循环气体中碳化合物气体的体积百分比；S3，根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率。
本实施例提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，是根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，通过利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比，来计算获得焦炭烧损率的，而由于红焦的质量和红焦中碳的质量百分比是参与干熄焦工艺的物质的参数，循环气体中碳化合物气体的种类、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比是干熄焦工艺过程中产生的物质的参数，因此，这些参数能够反映干熄焦工艺过程的工况，从而使得由这些参数计算获得的焦炭烧损率能够提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控的指导意义，并且这些参数可以在干熄焦工艺进行过程中实时检测，从而使得本实施例提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，能够实时测算焦炭烧损率，并提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控的指导意义。
具体的，在干熄焦工艺过程中，冷却后的循环气体再次被循环风机输送至干熄炉中后，会再次与干熄炉中的高温红焦进行热交换，在循环气体与干熄炉中的高温红焦进行热交换时，循环气体中的二氧化碳(CO2)会与红焦发生炭溶反应，生成一氧化碳(CO)，而浓度多大的一氧化碳会对干熄焦工艺带来非常严重的安全问题，因此，在干熄焦工艺过程中，通常会向干熄炉中导入空气，使循环气体中的一氧化碳与空气中的氧气(O2)反应生成二氧化碳，从而降低了循环气体中的一氧化碳浓度，使循环气体中的一氧化碳浓度保持在一个安全范围内。但是，在干熄焦工艺过程中，由于需要不断向干熄炉中导入空气，而空气中的氧气与循环气体中的一氧化碳反应生成的二氧化碳，又会与高温的红焦中的碳发生碳熔反应生成一氧化碳，从而导致红焦的损耗，以上过程的循环发生，是造成焦炭烧损的主要原因。
在实际应用中，采用本实施例提供的焦炭烧损率的测算方法，可以根据实时测算获得的焦炭烧损率的情况，对循环风机的工作频率进行实时调整，从而实现对于干熄焦工艺的调控。例如，当焦炭烧损率增大时，可以在干熄炉排出焦炭的量允许的情况下，降低循环风机的频率，减少进入干熄炉的循环气体，以减少进入干熄炉的一氧化碳，从而减少干熄炉中二氧化碳的产生，进而降低二氧化碳与红焦中的碳发生的碳熔反应，实现通过对干熄焦工艺的调控，使焦炭烧损率得到降低。
在实际应用中，采用本实施例提供的焦炭烧损率的测算方法，还可以在保证一氧化碳处于安全范围内的情况下，对导入至干熄炉中的空气的量进行实时调整。例如，在保证一氧化碳处于安全范围内的情况下，可以降低空气的导入量，减少干熄炉中氧气，以减少干熄炉中二氧化碳的产生，进而降低二氧化碳与红焦中的碳发生的碳熔反应，实现通过对干熄焦工艺的调控，使焦炭烧损率得到降低。
在实际应用中，在步骤S1中，可以通过将检测到红焦中碳的质量除以检测到的红焦的质量，以计算获得红焦中碳的质量占比，并以百分比表示，从而获得红焦中碳的质量百分比。在步骤S2中，可以通过将检测到的循环气体中碳化合物气体的体积除以检测到的循环气体的体积，以计算获得循环气体中碳化合物气体的体积占比，并以百分比表示，从而获得循环气体中碳化合物气体的体积百分比。
可选的，在步骤S2中，为了检测到循环气体的体积，可以对循环气体的流量进行检测，并记录循环气体放散的时间，以通过将循环气体的流量与循环气体放散的时间相乘，从而获得循环气体的体积。为了检测循环气体中碳化合物气体的体积，可以对循环气体中碳化合物气体的流量进行检测，并记录循环气体中碳化合物气体放散的时间，以通过将循环气体中碳化合物气体的流量与循环气体中碳化合物气体放散的时间相乘，从而获得循环气体中碳化合物气体的体积。
可选的，循环气体中碳化合物气体可以包括一氧化碳；当循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳时，在步骤S3中，与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：η＝V1×VP1÷Vm×Mc÷C÷Q，其中，η为焦炭烧损率；V1为循环气体的体积；VP1为循环气体中一氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为红焦中碳的质量百分比；Q为红焦的质量。
具体的，V1×VP1即为循环气体的体积乘以循环气体中一氧化碳的体积百分比，可以得到循环气体中一氧化碳的体积，V1×VP1÷Vm即为循环气体中一氧化碳的体积除以气体摩尔体积，可以得到循环气体中一氧化碳物质的量，单位为摩尔(mol)，V1×VP1÷Vm×Mc即为循环气体中一氧化碳物质的量乘以碳的摩尔质量，可以得到循环气体中碳的质量，即，干熄焦工艺中红焦中被烧损形成一氧化碳，随循环气体放散的碳的质量，V1×VP1÷Vm×Mc÷C即为循环气体中碳的质量除以红焦中碳的质量百分比，可以得到干熄焦工艺中红焦烧损质量，V1×VP1÷Vm×Mc÷C÷Q即为干熄焦工艺中红焦烧损质量除以红焦的质量，从而可以得到干熄焦工艺中焦炭烧损率。
可选的，循环气体中碳化合物气体可以包括二氧化碳；当循环气体中碳化合物气体包括二氧化碳时，在步骤S3中，与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：η＝V1×VP2÷Vm×Mc÷C÷Q，其中，η为焦炭烧损率；V1为循环气体的体积；VP2为循环气体中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为红焦中碳的质量百分比；Q为红焦的质量。
具体的，V1×VP2即为循环气体的体积乘以循环气体中二氧化碳的体积百分比，可以得到循环气体中二氧化碳的体积，V1×VP2÷Vm即为循环气体中二氧化碳的体积除以气体摩尔体积，可以得到循环气体中二氧化碳物质的量，单位为摩尔(mol)，V1×VP2÷Vm×Mc即为循环气体中二氧化碳物质的量乘以碳的摩尔质量，可以得到循环气体中碳的质量，即，干熄焦工艺中红焦中被烧损形成二氧化碳，随循环气体放散的碳的质量，V1×VP2÷Vm×Mc÷C即为循环气体中碳的质量除以红焦中碳的质量百分比，可以得到干熄焦工艺中红焦烧损质量，V1×VP2÷Vm×Mc÷C÷Q即为干熄焦工艺中红焦烧损质量除以红焦的质量，从而可以得到干熄焦工艺中焦炭烧损率。
可选的，循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳和二氧化碳；当循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳和二氧化碳时，在步骤S3中，与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：η＝V1×(VP1+VP2)÷Vm×Mc÷C÷Q，其中，η为焦炭烧损率；V1为循环气体的体积；VP1为循环气体中一氧化碳的体积百分比；VP2为循环气体中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为红焦中碳的质量百分比；Q为红焦的质量。
具体的，V1×(VP1+VP2)即为循环气体的体积乘以循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积百分比，可以得到循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积，V1×(VP1+VP2)÷Vm即为循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积除以气体摩尔体积，可以得到循环气体中一氧化碳和二氧化碳物质的量，单位为摩尔(mol)，V1×(VP1+VP2)÷Vm×Mc即为循环气体中一氧化碳和二氧化碳物质的量乘以碳的摩尔质量，可以得到循环气体中碳的质量，即，干熄焦工艺中红焦中被烧损形成一氧化碳和二氧化碳，随循环气体放散的碳的质量，V1×(VP1+VP2)÷Vm×Mc÷C即为循环气体中碳的质量除以红焦中碳的质量百分比，可以得到干熄焦工艺中红焦烧损质量，V1×(VP1+VP2)÷Vm×Mc÷C÷Q即为干熄焦工艺中红焦烧损质量除以红焦的质量，从而可以得到干熄焦工艺中焦炭烧损率。
如图2所示，在本发明的一个优选实施例中，干熄焦焦炭烧损率的测算方法还包括步骤：S4，检测红焦在进行干熄焦工艺时，进入干熄炉的空气的体积、空气中碳化合物气体的种类、以及空气中碳化合物气体的体积，并计算获得空气中碳化合物气体的体积百分比；S5，根据循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的体积百分比、空气的体积和空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率。
由于在干熄焦工艺过程中需要不断向干熄炉内导入空气，以及在向干熄炉内装入红焦时，也会有空气进入，而空气中也存在一些含碳的碳化合物气体，这些碳化合物气体也会随循环气体放散，因此，在干熄焦工艺过程中以及向干熄炉内装入红焦时，进入干熄炉内的空气中的碳化合物气体会对根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率的干熄焦焦炭烧损率的测算方法造成干扰。
而通过步骤S4，对红焦在进行干熄焦工艺时，进入干熄炉的空气的体积、空气中碳化合物气体的种类、以及空气中碳化合物气体的体积进行检测，并计算获得空气中碳化合物气体的体积百分比，并借助步骤S5，根据循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的体积百分比、空气的体积和空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率，从而能够消除在干熄焦工艺过程中以及向干熄炉内装入红焦时，进入干熄炉内的空气中的碳化合物气体对根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率的干熄焦焦炭烧损率的测算方法造成的干扰，并且进入干熄炉的空气的体积、空气中碳化合物气体的种类、以及空气中碳化合物气体的体积可以在干熄焦工艺进行过程中实时检测，进而能够提高实时测算焦炭烧损率的准确性，并提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控指导的准确性。
可选的，在步骤S4中，为了检测到空气的体积，可以对空气的流量进行检测，并记录干熄炉进入空气的时间，以通过将空气的流量与干熄炉进入空气的时间相乘，从而获得空气的体积。为了检测空气中碳化合物气体的体积，可以对空气中碳化合物气体的流量进行检测，并记录干熄炉进入的空气中碳化合物气体的时间，以通过将空气中碳化合物气体的流量与干熄炉进入的空气中碳化合物气体的时间相乘，从而获得空气中碳化合物气体的体积。
可选的，循环气体中碳化合物气体可以包括一氧化碳，空气中碳化合物气体可以包括二氧化碳；当循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳，空气中碳化合物气体包括二氧化碳，在步骤S5中，与循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：η＝(V1×VP1-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q，其中，η为焦炭烧损率；V1为循环气体的体积；VP1为循环气体中一氧化碳的体积百分比；V2为空气的体积；VP3为空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为红焦中碳的质量百分比；Q为红焦的质量。
具体的，V1×VP1即为循环气体的体积乘以循环气体中一氧化碳的体积百分比，可以得到循环气体中一氧化碳的体积，V2×VP3即为空气的体积乘以空气中二氧化碳的体积百分比，可以得到空气中二氧化碳的体积，(V1×VP1-V2×VP3)即为循环气体中一氧化碳的体积减去乘以空气中二氧化碳的体积，以去除空气中的二氧化碳中的碳对循环气体中一氧化碳中的碳的影响，从而得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳的体积，(V1×VP1-V2×VP3)÷Vm即为全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳的体积除以气体摩尔体积，可以得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳物质的量，单位为摩尔(mol)，(V1×VP1-V2×VP3)÷Vm×Mc即为全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳物质的量乘以碳的摩尔质量，可以得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中碳的质量，即，干熄焦工艺中红焦中被烧损形成一氧化碳，随循环气体放散的碳的质量，(V1×VP1-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C即为干熄焦工艺中红焦中被烧损形成一氧化碳，随循环气体中碳的质量除以红焦中碳的质量百分比，可以得到干熄焦工艺中红焦烧损质量，(V1×VP1-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q即为干熄焦工艺中红焦烧损质量除以红焦的质量，从而可以得到干熄焦工艺中焦炭烧损率。
可选的，循环气体中碳化合物气体可以包括二氧化碳，空气中碳化合物气体可以包括二氧化碳；当循环气体中碳化合物气体包括二氧化碳，空气中碳化合物气体包括二氧化碳时，在步骤S5中，与循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：η＝(V1×VP2-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q，其中，η为焦炭烧损率；V1为循环气体的体积；VP2为循环气体中二氧化碳的体积百分比；V2为空气的体积；VP3为空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为红焦中碳的质量百分比；Q为红焦的质量。
具体的，V1×VP2即为循环气体的体积乘以循环气体中二氧化碳的体积百分比，可以得到循环气体中二氧化碳的体积，V2×VP3即为空气的体积乘以空气中二氧化碳的体积百分比，可以得到空气中二氧化碳的体积，(V1×VP2-V2×VP3)即为循环气体中二氧化碳的体积减去乘以空气中二氧化碳的体积，以去除空气中的二氧化碳中的碳对循环气体中二氧化碳中的碳的影响，从而得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中二氧化碳的体积，(V1×VP2-V2×VP3)÷Vm即为全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中二氧化碳的体积除以气体摩尔体积，可以得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中二氧化碳物质的量，单位为摩尔(mol)，(V1×VP2-V2×VP3)÷Vm×Mc即为全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中二氧化碳物质的量乘以碳的摩尔质量，可以得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中碳的质量，即，干熄焦工艺中红焦中被烧损形成二氧化碳，随循环气体放散的碳的质量，(V1×VP2-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C即为干熄焦工艺中红焦中被烧损形成二氧化碳，随循环气体中碳的质量除以红焦中碳的质量百分比，可以得到干熄焦工艺中红焦烧损质量，(V1×VP2-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q即为干熄焦工艺中红焦烧损质量除以红焦的质量，从而可以得到干熄焦工艺中焦炭烧损率。
可选的，循环气体中碳化合物气体可以包括一氧化碳和二氧化碳，空气中碳化合物气体可以包括二氧化碳；当循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳和二氧化碳，空气中碳化合物气体包括二氧化碳时，在步骤S5中，与循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：η＝[V1×(VP1+VP2)-V2×VP3]÷Vm×Mc÷C÷Q，其中，η为焦炭烧损率；V1为循环气体的体积；VP1为循环气体中一氧化碳的体积百分比；VP2为循环气体中二氧化碳的体积百分比；V2为空气的体积；VP3为空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为红焦中碳的质量百分比；Q为红焦的质量。
具体的，V1×(VP1+VP2)即为循环气体的体积乘以循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积百分比，可以得到循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积，V2×VP3即为空气的体积乘以空气中二氧化碳的体积百分比，可以得到空气中二氧化碳的体积，V1×(VP1+VP2)-V2×VP3即为循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积减去乘以空气中二氧化碳的体积，以去除空气中的二氧化碳中的碳对循环气体中一氧化碳和二氧化碳中的碳的影响，从而得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积，[V1×(VP1+VP2)-V2×VP3]÷Vm即为全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳和二氧化碳的体积除以气体摩尔体积，可以得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳和二氧化碳物质的量，单位为摩尔(mol)，[V1×(VP1+VP2)-V2×VP3]÷Vm×Mc即为全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中一氧化碳和二氧化碳的量乘以碳的摩尔质量，可以得到全部由红焦中的碳烧损形成的循环气体中碳的质量，即，干熄焦工艺中红焦中被烧损形成一氧化碳和二氧化碳，随循环气体放散的碳的质量，[V1×(VP1+VP2)-V2×VP3]÷Vm×Mc÷C即为干熄焦工艺中红焦中被烧损形成一氧化碳和二氧化碳，随循环气体中碳的质量除以红焦中碳的质量百分比，可以得到干熄焦工艺中红焦烧损质量，[V1×(VP1+VP2)-V2×VP3]÷Vm×Mc÷C÷Q即为干熄焦工艺中红焦烧损质量除以红焦的质量，从而可以得到干熄焦工艺中焦炭烧损率。
可选的，循环气体的体积和空气的体积均可以是在标准状况下(STP，0℃，101.33kPa)的体积。
可选的，循环气体中一氧化碳的体积百分比可以是标准状况下一氧化碳在循环气体中的体积百分比。循环气体中二氧化碳的体积百分比可以是标准状况下二氧化碳在循环气体中的体积百分比。空气中二氧化碳的体积百分比可以是标准状况下二氧化碳在空气中的体积百分比。
可选的，气体摩尔体积的值可以选取22.4mol/L，
可选的，碳的摩尔质量的值可以选取12g/mol，
可选的，空气中二氧化碳的体积百分比可以选取0.03％，
作为另一个技术方案，本实施例还提供一种干熄焦焦炭烧损率的测算装置，包括：红焦质量测算部件，用于检测预设时间内装入至干熄炉内的红焦的质量；红焦中碳质量测算部件，用于检测红焦中碳的质量；循环气体测算部件，用于检测红焦在干熄焦工艺中，干熄炉放散的循环气体的体积；循环气体中碳化合物测算部件，用于检测循环气体中碳化合物气体的种类，以及循环气体中碳化合物气体的体积；计算单元，用于获取红焦质量测算部件、红焦中碳质量测算部件、循环气体测算部件和循环气体中碳化合物测算部件的检测结果，并根据检测结果计算红焦中碳的质量百分比和循环气体中碳化合物气体的体积百分比，且根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率。
本实施例提供的干熄焦焦炭烧损率的测算装置，借助红焦质量测算部件、红焦中碳质量测算部件、循环气体测算部件和循环气体中碳化合物测算部件分别对红焦的质量、红焦中碳的质量、循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的种类和循环气体中碳化合物气体的体积进行检测，并借助计算单元获取红焦质量测算部件、红焦中碳质量测算部件、循环气体测算部件和循环气体中碳化合物测算部件的检测结果，并根据检测结果计算红焦中碳的质量百分比和循环气体中碳化合物气体的体积百分比，以能够采用本实施例提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，获得焦炭烧损率，从而能够实时测算焦炭烧损率，并提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控的指导意义。
在实际应用中，计算单元可以通过将红焦中碳质量测算部件检测到红焦中碳的质量，除以红焦质量测算部件检测到的红焦的质量，以计算获得红焦中碳的质量占比，并以百分比表示，从而获得红焦中碳的质量百分比。计算单元可以通过将循环气体测算部件检测到的循环气体中碳化合物气体的体积，除以循环气体中碳化合物测算部件检测到的循环气体中碳化合物气体的体积，以计算获得循环气体中碳化合物气体的体积占比，并以百分比表示，从而获得循环气体中碳化合物气体的体积百分比。
可选的，循环气体测算部件在检测循环气体中碳化合物气体的体积时，可以对循环气体的流量进行检测，并记录循环气体放散的时间，以通过将循环气体的流量与循环气体放散的时间相乘，从而获得循环气体的体积。循环气体中碳化合物测算部件在检测循环气体中碳化合物气体的体积时，可以对循环气体中碳化合物气体的流量进行检测，并记录循环气体中碳化合物气体放散的时间，以通过将循环气体中碳化合物气体的流量与循环气体中碳化合物气体放散的时间相乘，从而获得循环气体中碳化合物气体的体积。
可选的，循环气体测算部件可以采用插入式流量计测算装置，插入式流量计测算装置可以设置在干熄炉的循环气体管路中。
可选的，循环气体中碳化合物测算部件可以采用气体分析仪，气体分析仪可以设置在干熄炉的循环气体管路中。
可选的，红焦质量测算部件可以采用轨道衡。轨道衡为称量铁路货车载重的衡器，分静态轨道衡、动态轨道衡和轻型轨道衡。
可选的，红焦中碳的质量可以采用碳分析仪，在实验室中化验获得。
在本发明的一个优选实施例中，干熄焦焦炭烧损率的测算装置还可以包括：空气测算部件，用于检测红焦在进行干熄焦工艺时，进入干熄炉的空气的体积；空气中碳化合物测算部件，用于检测空气中碳化合物气体种类，以及空气中碳化合物气体的体积；计算单元，还用于获取空气测算部件和空气中碳化合物测算部件的检测结果，并根据检测结果计算空气中碳化合物气体的体积百分比，且根据循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的体积百分比、空气的体积和空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率。
由于在干熄焦工艺过程中需要不断向干熄炉内导入空气，以及在向干熄炉内装入红焦时，也会有空气进入，而空气中也存在一些含碳的碳化合物气体，这些碳化合物气体也会随循环气体放散，因此，在干熄焦工艺过程中以及向干熄炉内装入红焦时，进入干熄炉内的空气中的碳化合物气体会对根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率的干熄焦焦炭烧损率的测算方法造成干扰。
而借助空气测算部件和空气中碳化合物测算部件分别对红焦在进行干熄焦工艺时，进入干熄炉的空气的体积、空气中碳化合物气体种类、以及空气中碳化合物气体的体积进行检测，并借助计算单元根据循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类，以及空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积、循环气体中碳化合物气体的体积百分比、空气的体积和空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率，从而能够消除在干熄焦工艺过程中以及向干熄炉内装入红焦时，进入干熄炉内的空气中的碳化合物气体对根据循环气体中碳化合物气体的种类，采用与循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用红焦的质量、红焦中碳的质量百分比、循环气体的体积和循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得焦炭烧损率的干熄焦焦炭烧损率的测算方法造成的干扰，并且进入干熄炉的空气的体积、空气中碳化合物气体的种类、以及空气中碳化合物气体的体积可以在干熄焦工艺进行过程中实时检测，进而能够提高实时测算焦炭烧损率的准确性，并提高焦炭烧损率对于干熄焦工艺调控指导的准确性。
可选的，空气测算部件在检测空气的体积时，可以对空气的流量进行检测，并记录干熄炉进入空气的时间，以通过将空气的流量与干熄炉进入空气的时间相乘，从而获得空气的体积。空气中碳化合物测算部件在检测空气中碳化合物气体的体积时，可以对空气中碳化合物气体的流量进行检测，并记录干熄炉进入的空气中碳化合物气体的时间，以通过将空气中碳化合物气体的流量与干熄炉进入的空气中碳化合物气体的时间相乘，从而获得空气中碳化合物气体的体积。
可选的，空气测算部件可以采用插入式流量计测算装置，插入式流量计测算装置可以设置在干熄炉的空气进气管路中，以及干熄炉用于放入红焦的放入口处。
可选的，空气中碳化合物测算部件可以采用气体分析仪，气体分析仪可以设置在干熄炉的空气进气管路中，以及干熄炉用于放入红焦的放入口处。
综上所述，本实施例提供的干熄焦焦炭烧损率的测算方法及测算装置能够实时测算焦炭烧损率，并提高焦炭烧损率对于干熄焦生产的指导意义。
可以解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，检测预设时间内装入至干熄炉内的红焦的质量，以及所述红焦中碳的质量，并计算获得所述红焦中碳的质量百分比；
S2，检测所述红焦在干熄焦工艺中，所述干熄炉放散的循环气体的体积、所述循环气体中碳化合物气体的种类、以及所述循环气体中碳化合物气体的体积，并计算获得所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比；
S3，根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积和所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
2.根据权利要求1所述的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳；
在所述步骤S3中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝V1×VP1÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
3.根据权利要求1所述的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，所述循环气体中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S3中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝V1×VP2÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
4.根据权利要求1所述的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳和二氧化碳；
在所述步骤S3中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝V1×(VP1+VP2)÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，还包括步骤：
S4，检测所述红焦在进行干熄焦工艺时，进入所述干熄炉的空气的体积、所述空气中碳化合物气体的种类、以及所述空气中碳化合物气体的体积，并计算获得所述空气中碳化合物气体的体积百分比；
S5，根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积、所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比、所述空气的体积和所述空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
6.根据权利要求5所述的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳，所述空气中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S5中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝(V1×VP1-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；V2为所述空气的体积；VP3为所述空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
7.根据权利要求5所述的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，所述循环气体中碳化合物气体包括二氧化碳，所述空气中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S5中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝(V1×VP2-V2×VP3)÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；V2为所述空气的体积；VP3为所述空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
8.根据权利要求5所述的干熄焦焦炭烧损率的测算方法，其特征在于，所述循环气体中碳化合物气体包括一氧化碳和二氧化碳，所述空气中碳化合物气体包括二氧化碳；
在所述步骤S5中，所述与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法包括：
η＝[V1×(VP1+VP2)-V2×VP3]÷Vm×Mc÷C÷Q
其中，η为所述焦炭烧损率；V1为所述循环气体的体积；VP1为所述循环气体中一氧化碳的体积百分比；VP2为所述循环气体中二氧化碳的体积百分比；V2为所述空气的体积；VP3为所述空气中二氧化碳的体积百分比；Vm为气体摩尔体积；Mc为碳的摩尔质量；C为所述红焦中碳的质量百分比；Q为所述红焦的质量。
9.一种干熄焦焦炭烧损率的测算装置，其特征在于，包括：
红焦质量测算部件，用于检测预设时间内装入至干熄炉内的红焦的质量；
红焦中碳质量测算部件，用于检测红焦中碳的质量；
循环气体测算部件，用于检测所述红焦在干熄焦工艺中，所述干熄炉放散的循环气体的体积；
循环气体中碳化合物测算部件，用于检测所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述循环气体中碳化合物气体的体积；
计算单元，用于获取所述红焦质量测算部件、红焦中碳质量测算部件、循环气体测算部件和循环气体中碳化合物测算部件的检测结果，并根据所述检测结果计算所述红焦中碳的质量百分比和所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比，且根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积和所述循环气体中所述碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
10.根据权利要求9所述的干熄焦焦炭烧损率的测算装置，其特征在于，还包括：
空气测算部件，用于检测所述红焦在进行干熄焦工艺时，进入所述干熄炉的空气的体积；
空气中碳化合物测算部件，用于检测所述空气中碳化合物气体种类，以及所述空气中碳化合物气体的体积；
所述计算单元，还用于获取所述空气测算部件和所述空气中碳化合物测算部件的检测结果，并根据所述检测结果计算所述空气中碳化合物气体的体积百分比，且根据所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类，采用与所述循环气体中碳化合物气体的种类，以及所述空气中碳化合物气体的种类对应的预设算法，利用所述红焦的质量、所述红焦中碳的质量百分比、所述循环气体的体积、所述循环气体中碳化合物气体的体积百分比、所述空气的体积和所述空气中碳化合物气体的体积百分比进行计算，以获得所述焦炭烧损率。
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