CN116518405B - 一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置及方法，属于含碳物料生产煤气的燃烧装置技术领域；解决了传统煤粉喷吹检测设备无法完成煤粉催化剂的自动化添加与混合导致检测结果不准确的问题；包括物料存储仓、催化煤粉混合模块、喷吹模块、燃烧模块、尾气处理模块、检测模块，催化煤粉混合模块的进料口连接物料存储仓，催化煤粉混合模块的出料口连接喷吹模块；喷吹模块用于对混合物预热后喷吹至燃烧模块，燃烧模块用于对混合物进行预热后再进行充分燃烧，并将燃烧产生的尾气输入尾气处理模块进行净化；将净化前的尾气发送至检测模块进行分析检测；本发明应用于煤粉喷吹燃烧产气特性测试。

Description

一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置及方法

技术领域

本发明提供了一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置及方法，属于含碳物料生产煤气的燃烧装置技术领域。

背景技术

煤粉燃烧产生的CO₂、SO₂以及NOx对生存环境造成了严重污染，研究表明大气中的90%的SO₂、70%的NOx均来自煤燃料的燃烧。同时，煤粉燃烧产生的H₂、CO等挥发分气体是高炉喷吹技术的目标还原气。煤粉燃烧热特性的强化、改善与气体产生规律的测定是确保高炉喷吹工艺的顺利开展和能源高效利用的重要制约因素。针对这一问题，当前开发了多种结构类型的煤粉燃烧特性改善与产气特性的检测装置及相应的检测方法，如专利申请号为“202310091683.5”公开的“环保型高炉喷吹煤多效添加剂及其制备方法和添加装置”、专利申请号为“202310106418.X”公开的“一种低阶煤改性方法及喷吹煤及配煤系统”、专利申请号“201120372256.7”公开的“高炉喷吹煤预热燃烧实验装置”等专利，虽然均能满足对煤粉燃烧热特性的改善与燃烧特性检测作业的需要，但在使用中，均不同程度存在设备系统结构复杂，设备结构调整灵活性差等问题，上述问题使得设备操作时的灵活性、便捷性不足，操控作业效率低下且劳动强度大；且无法根据煤粉催化结构灵活调整设备结构，从而导致检测作业的适应范围较窄，无法有效灵活满足多种结构煤样检测的需要。

综上，当前传统的检测设备在运行中，往往无法完成煤粉催化剂的自动化添加与混合，且无法完成不同催化结构的煤粉燃烧效果与产气特性的检测作业，从而导致检测作业时无法有效测定添加剂对煤粉耦合燃烧产气特性的变化，因此导致检测作业结果与煤粉耦合燃烧的实际状态存在差距，无法准确获得不同催化结构的煤粉的燃烧产气数据。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置及方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明为了解决传统煤粉喷吹检测设备无法完成煤粉催化剂的自动化添加与混合导致检测结果不准确的问题，提出了一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，包括物料存储仓、催化煤粉混合模块、喷吹模块、燃烧模块、尾气处理模块、检测模块，所述物料存储仓用于盛放煤粉和催化剂，或者用于盛放两种不同煤阶类型的煤粉；

所述催化煤粉混合模块的进料口连接物料存储仓，所述催化煤粉混合模块的出料口连接喷吹模块，用于对多阶煤粉或煤粉与催化剂的混合物进行自动添加及充分混合；

所述喷吹模块用于对混合物进行预热后喷吹至燃烧模块，所述燃烧模块用于对混合物进行充分燃烧，并将燃烧产生的尾气输入尾气处理模块进行净化；

所述尾气处理模块将净化前的尾气发送至检测模块进行分析检测，并将检测结果进行整理后输出，完成煤粉燃烧效果与煤气产生效果的检测。

进一步地，所述物料存储仓包括添加剂存储仓和煤粉存储仓，所述物料存储仓下方连接催化煤粉混合模块，所述催化煤粉混合模块包括气动运输装置、电动螺旋称重运料机、混合储料仓，添加剂存储仓通过管道连接气动运输装置，煤粉存储仓通过管道连接电动螺旋称重运料机，添加剂存储仓与气动运输装置连接的管道上设置有添加剂下料阀，煤粉存储仓与电动螺旋称重运料机连接的管道上设置有煤粉下料阀；

所述气动运输装置的出口连接添加剂出料管首端，所述电动螺旋称重运料机的出口连接煤粉出料管首端，所述添加剂出料管和煤粉出料管的末端均与混合储料仓顶部的进料口连接；

所述混合储料仓底部设有物料出料口、物料下料管、物料下料阀，混合储料仓的物料出料口连接物料下料管，物料下料管中间设有物料下料阀，混合储料仓的物料下料管与喷吹模块连接。

进一步地，所述混合储料仓内部设有混合进料管、混合折流板、导流混合叶板，其中，混合储料仓顶部的进料口处固定有混合进料管，混合进料管内设有倾斜的混合折流板，混合进料管的出口正下方设有导流混合叶板，导流混合叶板固定于混合储料仓的搅拌轴上，所述混合进料管、导流混合叶板能够与混合储料仓同轴同步转动，所述混合储料仓内上部区域为添加剂与煤粉均匀混合区域，混合储料仓内下部区域为催化煤粉/物料存储区域。

进一步地，所述喷吹模块包括高压预热喷吹罐、氮气瓶、氮气出气管、压缩气阀、喷吹出料管，其中，氮气瓶的出口处通过氮气出气管连接高压预热喷吹罐，氮气出气管上设有压缩气阀，高压预热喷吹罐的出口处连接喷吹出料管，喷吹出料管上设有喷吹动力控制阀。

进一步地，所述燃烧模块包括物料分配器、压缩空气罐、燃烧箱，其中，喷吹模块的喷吹出料管末端与燃烧模块的物料分配器的进料口连接；物料分配器的进气口通过空气出气管与压缩空气罐相连，空气出气管上设置有第一三向旋塞阀；物料分配器的出料口与物料出料管首端连接，物料出料管上设有出料动力控制阀；

所述燃烧箱内部并联设置有多个燃烧炉，每个燃烧炉上分别通过物料支线与物料出料管相连，所述物料支线上串接有喷枪和高炉风管，所述物料支线末端的高炉风管可拆卸的设置于燃烧炉顶部；

所述燃烧箱顶部设有多个密封泄爆阀，燃烧箱左侧底部设有燃烧箱排烟口，燃烧箱的箱体内设有保温层，燃烧箱的箱体外设有金属外壳；

所述燃烧炉内部设有铁矿石/冶炼矿石承载网，其中铁矿石/冶炼矿石承载网一侧设有金属阻隔板，燃烧炉底部一侧设有煤气进气口与空气进气口，燃烧炉底部另一侧设有燃烧炉排烟口，燃烧炉排烟口与燃烧箱的内腔连通。

进一步地，所述尾气处理模块包括排烟管、高温除尘机、高温引风机、尾气排放烟囱，其中，排烟管首端连接燃烧箱排烟口，排烟管中间设有两个三向旋塞阀，其中，排烟管一侧的第二三向旋塞阀通过排烟连接管与空气出气管上的第一三向旋塞阀连通；排烟管另一侧的第四三向旋塞阀通过烟气连通管与高压预热喷吹罐连通；排烟管末端与高温除尘机连接，高温除尘机上还设置有高温除尘机出尘口和高温除尘机出气口，其中，高温除尘机出气口连接尾气排烟管首端，尾气排烟管中间设有高温引风机，尾气排烟管末端连接尾气排放烟囱。

进一步地，所述检测模块包括检测进气管、气相色谱仪、操控计算机系统，检测进气管的首端连接尾气排烟管上的第三三向旋塞阀，检测进气管的末端连接气相色谱仪的进气口，其中，操控计算机系统包括基于数据计算的PC计算机终端和基于工业计算机的驱动电路，基于数据计算的PC计算机终端和基于工业计算机的驱动电路间通过串口电路电气连接，基于工业计算机的驱动电路分别通过数据传输线路与气动运输装置的控制端、电动螺旋称重运料机的控制端、混合存储仓的控制端、添加剂下料阀、煤粉下料阀、物料下料阀、压缩气阀、高压预热喷吹罐的控制端、第一三向旋塞阀、第二三向旋塞阀、第三三向旋塞阀、第四三向旋塞阀、喷吹动力控制阀、出料动力控制阀、物料分配器的控制端、喷枪、高温除尘机的控制端、高温引风机的控制端、气相色谱仪的控制端电气连接。

进一步地，所述高压预热喷吹罐外设置有压力表，高压预热喷吹罐与混合储料仓上部区域之间连接有泄压管，泄压管上设有泄压动力控制阀，所述泄压动力控制阀与基于工业计算机的驱动电路电气连接。

一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧方法，采用可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，包括如下步骤：

S1，煤粉预制，根据燃烧和检测作业的需要，设定检测作业添加剂和煤粉的粒径及质量，然后制备得到相应的检测用煤粉；

S2，设备预制，将可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置进行组装，得到成品测定设备，在测定之前先采用压缩空气罐中的空气对气相色谱仪进行标定，然后将添加剂和煤粉分别装载至添加剂存储仓和煤粉存储仓，同时驱动气动运输装置、电动螺旋称重运料机、氮气瓶、高压预热喷吹罐完成预热，从而完成催化煤粉的混合、存储和设备预制；

S3，检测作业，完成步骤S2后，根据试验要求驱动高压预热喷吹罐、第一三向旋塞阀、喷吹动力控制阀、物料分配器、出料动力控制阀、喷枪、燃烧炉，将混合的催化煤粉喷吹至燃烧炉燃烧；燃烧炉中的物料燃烧后打开第二三向旋塞阀、第三三向旋塞阀、第四三向旋塞阀、高温除尘机、高温引风机、气相色谱仪，由气相色谱仪对尾气进行分析检测，并将分析检测结果输出至操控计算机系统，由操控计算机系统对气相色谱仪输送的数据进行整理后输出，即可完成煤粉燃烧效果与煤气产生效果的检测，剩余的净化后的尾气经过尾气排放烟囱排放；

S4，设备复位，完成步骤S3检测后，首先停止燃烧炉、高压预热喷吹罐、物料分配器、气相色谱仪，然后停止压缩空气罐的供气作业，并对燃烧箱、燃烧炉冷却降温，最后打开燃烧箱、燃烧炉取出废物，并对燃烧炉进行清理后即可完成复位，并返回步骤S1为下一轮实验做好待机准备。

一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧方法，采用可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，包括如下步骤：

L1，煤粉预制，根据燃烧和检测作业的需要，设定检测作业不同煤阶的煤粉的粒径及质量，然后制备得到相应的检测用煤粉；

L2，设备预制，将可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置进行组装，得到成品测定设备，在测定之前先采用压缩空气罐中的空气对气相色谱仪进行标定，然后将高阶煤粉、低阶煤粉或中阶煤粉分别装载至对应的物料存储仓，同时驱动气动运输装置、电动螺旋称重运料机、氮气瓶、高压预热喷吹罐完成预热，从而完成不同煤阶煤粉的混合、存储和设备预制；

L3，检测作业，完成步骤L2后，根据试验要求驱动高压预热喷吹罐、第一三向旋塞阀、喷吹动力控制阀、物料分配器、出料动力控制阀、喷枪、燃烧炉，将混合的催化煤粉喷吹至燃烧炉燃烧；燃烧炉中的物料燃烧后打开第二三向旋塞阀、第三三向旋塞阀、第四三向旋塞阀、高温除尘机、高温引风机、气相色谱仪，由气相色谱仪对尾气进行分析检测，并将分析检测结果输出至操控计算机系统，由操控计算机系统对气相色谱仪输送的数据进行整理后输出，即可完成煤粉燃烧效果与煤气产生效果的检测，剩余的净化后的尾气经过尾气排放烟囱排放；

L4，设备复位，完成步骤L3检测后，首先停止燃烧炉、高压预热喷吹罐、物料分配器、气相色谱仪，然后停止压缩空气罐的供气作业，并对燃烧箱、燃烧炉冷却降温，最后打开燃烧箱、燃烧炉取出废物，并对燃烧炉进行清理后即可完成复位，并返回步骤L1为下一轮实验做好待机准备。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供的可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置结构集成化程度、模块化程度高，可适用于喷吹煤粉燃烧特性测试和还原气制备、测试的研究作业，实现煤粉在添加剂催化条件下的氧化燃烧特性和还原气制备作业的研究。同时本发明可以自由调节煤粉催化结构，可在实际测试当中精确找到提高还原气减小废弃排放的催化结构，提高检测作业精度和效率，同时本发明另可作为高阶煤、低阶煤混合模拟喷吹燃烧测定装置，可操作性高，测量结果可靠，操作灵活便捷，可较好的测量喷吹煤粉催化结构下的氧化燃烧特性和还原气产生规律。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明导流混合叶板的正视图；

图3为本发明导流混合叶板的俯视图；

图中：1为添加剂存储仓、2为添加剂下料阀、3为气动运输装置、4为添加剂出料管、5为煤粉存储仓、6为煤粉下料阀、7为电动螺旋称重运料机、8为煤粉出料管、9为混合储料仓、10为混合进料管、11为混合折流板、12为导流混合叶板、13为物料下料阀、14为物料下料管、15为泄压管、16为压力表、17为高压预热喷吹罐、18为氮气瓶、19为氮气出气管、20为压缩气阀、21为喷吹出料管、22为喷吹动力控制阀、23为物料分配器、24为物料出料管、25为出料动力控制阀、26为压缩空气罐、27为空气出气管、28为第一三向旋塞阀、29为燃烧箱、30为密封泄爆阀、31为喷枪、32为高炉风管、33为燃烧炉、34为煤气进气口、35为空气进气口、36为铁矿石/冶炼矿石承载网、37为金属阻隔板、38为燃烧炉排烟口、39为燃烧箱排烟口、40为第二三向旋塞阀、41为排烟连接管、42为排烟管、43为高温除尘机出尘口、44为高温除尘机、45为高温除尘机出气口、46为高温引风机、47为第三三向旋塞阀、48为尾气排烟管、49为尾气排放烟囱、50为检测进气管、51为气相色谱仪、52为数据传输线路、53为操控计算机系统、54为烟气连通管、55为第四三向旋塞阀、121为叶片紧固圈、122为叶片、123为轴承。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明提供了一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，包括物料存储仓、催化煤粉混合模块、喷吹模块、燃烧模块、尾气处理模块、检测模块；其中物料存储仓包括添加剂存储仓1和煤粉存储仓5，物料存储仓下方连接催化煤粉混合模块，其中催化煤粉混合模块设有气动运输装置3、电动螺旋称重运料机7、混合储料仓9，添加剂存储仓1通过管道连接气动运输装置3，煤粉存储仓5通过管道连接电动螺旋称重运料机7，添加剂存储仓1与气动运输装置3连接的管道上设置有添加剂下料阀2，煤粉存储仓5与电动螺旋称重运料机7连接的管道上设置有煤粉下料阀6。

气动运输装置3的出口连接添加剂出料管4首端，电动螺旋称重运料机7的出口连接煤粉出料管8首端，添加剂出料管4和煤粉出料管8的末端均与混合储料仓9顶部的进料口连接，其中，混合储料仓9内部设有混合进料管10、混合折流板11、导流混合叶板12，其中，混合储料仓9顶部的进料口处固定有混合进料管10，混合进料管10内设有倾斜的混合折流板11，混合进料管10的出口正下方设有导流混合叶板12，导流混合叶板12固定于混合储料仓9的搅拌轴上，混合进料管10、导流混合叶板12可同混合储料仓9同轴同步转动，混合储料仓9内上部区域为添加剂与煤粉均匀混合区域，混合储料仓9内下部区域为催化煤粉/物料存储区域，混合储料仓9底部设有物料出料口、物料下料管14、物料下料阀13，混合储料仓9的物料出料口连接物料下料管14，物料下料管14中间设有物料下料阀13，混合储料仓9的物料下料管14与喷吹模块连接。

喷吹模块设有高压预热喷吹罐17、氮气瓶18、氮气出气管19、压缩气阀20、喷吹出料管21，其中，氮气瓶18的出口处连接氮气出气管19，氮气出气管19中间设有压缩气阀20，压缩气阀20右侧的出气管19连接高压预热喷吹罐17，高压预热喷吹罐17右侧出口处连接喷吹出料管21，喷吹出料管21中间设有喷吹动力控制阀22。

喷吹模块与燃烧模块连接，其中，燃烧模块设有物料分配器23、压缩空气罐26、燃烧箱29，其中，喷吹模块的喷吹出料管21末端与燃烧模块的物料分配器23的进料口连接；物料分配器23的进气口通过空气出气管27与压缩空气罐26相连，空气出气管27上设置有第一三向旋塞阀28；物料分配器23的出料口与物料出料管24首端连接，物料出料管24中间设有物料动力控制阀25，物料出料管24末端设有喷枪31和高炉风管32，其中喷枪31和高炉风管32设置在燃烧箱29内部。

燃烧箱29内部可放置多个连接物料出料管24的燃烧炉33，物料出料管24末端的高炉风管32可固定/拆卸于燃烧炉33顶部，其中，燃烧箱29顶部设有多个密封泄爆阀30，燃烧箱29左侧底部设有燃烧箱排烟口39，燃烧箱29的箱体内设有保温层，燃烧箱29的箱体外设有金属外壳；其中，燃烧炉33内部设有铁矿石/冶炼矿石承载网36，其中铁矿石/冶炼矿石承载网36右侧设有金属阻隔板37，燃烧炉33左侧底部设有煤气进气口34与空气进气口35，燃烧炉33右侧底部设有燃烧炉排烟口38，燃烧炉排烟口38与燃烧箱29的内腔连通。

燃烧模块与尾气处理模块连接，其中尾气处理模块设有排烟管42、高温除尘机44、高温引风机46、尾气排放烟囱49，其中，排烟管42首端连接燃烧箱排烟口39，排烟管42中间设有两个三向旋塞阀，其中，排烟管42左侧的第二三向旋塞阀40通过排烟连接管41与空气出气管27上的第一三向旋塞阀28连通，可用作空气预热和物料分配；排烟管42右侧的第四三向旋塞阀55通过烟气连通管54与高压预热喷吹罐17连通，可用作物料喷吹气；排烟管42末端与高温除尘机44连接，高温除尘机44上还设置有高温除尘机出尘口43和高温除尘机出气口45，其中，高温除尘机出气口45连接尾气排烟管48首端，尾气排烟管48中间设有高温引风机46，尾气排烟管48末端连接尾气排放烟囱49。

尾气处理模块与检测模块连接，其中，检测模块设有检测进气管50、气相色谱仪51、操控计算机系统53，检测进气管50的首端连接尾气排烟管48上的第三三向旋塞阀47，检测进气管50的末端连接气相色谱仪51的进气口，其中，操控计算机系统53包括基于数据计算的PC计算机终端和基于工业计算机的驱动电路，基于数据计算的PC计算机终端和基于工业计算机的驱动电路间通过串口电路电气连接，基于工业计算机的驱动电路分别通过数据传输线路52与气动运输装置3的控制端、电动螺旋称重运料机7的控制端、混合存储仓9的控制端、三个下料阀、压缩气阀20、高压预热喷吹罐17的控制端、四个三向旋塞阀、两个动力控制阀、物料分配器23的控制端、喷枪31、高温除尘机44的控制端、高温引风机46的控制端、气相色谱仪51的控制端电气连接。

本发明的燃烧炉33还设置有密封盖和上部致密透气垫。

本发明的导流混合叶板12设有5个叶片122，但不局限于5个，导流混合叶板12的横截面呈“人”字形，导流混合叶板12的出风向向下，可搅动、混合催化煤粉，可导流物料。如图2和图3所示，导流混合叶板12包括固定在混合存储仓9的搅拌轴上的轴承123，轴承123的四周设置有多个叶片122，在叶片122的外圆周通过叶片紧固圈121将多个叶片122进行紧固。

本发明的高压预热喷吹罐17外设置有压力表16，高压预热喷吹罐17与混合储料仓9上部物料混合区域间接有泄压管15，泄压管15中间设有泄压动力控制阀。

本发明的添加剂存储仓1可更换为煤粉或/和其他物料存储仓，气动运输装置3或/和电动螺旋称重运料机7可更换为其他物料运输装置。

本发明的燃烧箱29内可放置n个并联的燃烧炉33，n≥1，并联的燃烧炉33上部分别连接并联的喷枪31，燃烧炉33顶部分别安设高炉风管32，喷枪31与高炉风管32串联在出料罐支线上。

本发明中连接喷枪31的高炉风管32从燃烧炉33顶部插入，插入深度为50～100mm，喷枪31为弯管式喷枪，弯曲角度为10°～15°，枪体为高温合金材料，喷枪31通径为16～20mm，高炉风管32通径为42～48mm。

本发明还提出了一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧方法，采用可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置实现，方法包括以下步骤：

S1，煤粉预制，根据燃烧和检测作业的需要，设定检测作业添加剂和煤粉的粒径及质量，然后制备得到相应的检测用煤粉；

S2，设备预制，将可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置中的气动运输装置3、电动螺旋称重运料机7、燃烧箱29、燃烧炉33、空气压缩罐26、氮气瓶18、高压预热喷吹罐17、三向旋塞阀、动力控制阀、物料分配器23、喷枪31、气相色谱仪51、高温除尘机44、高温引风机46、尾气排放烟囱49、操控计算机系统53进行组装，得到成品测定设备，然后将添加剂和煤粉分别装载至添加剂存储仓1和煤粉存储仓5，同时驱动气动运输装置3、电动螺旋称重运料机7、氮气瓶18、高压预热喷吹罐17，完成预热，从而完成催化煤粉的混合、存储和设备预制；

在尾气检测前先采用空气压缩罐26中的空气进行气体标定，气体标定为气相色谱仪51使用前的预备工作；

S3，检测作业，完成S2步骤后，根据试验要求驱动高压预热喷吹罐17、第一三向旋塞阀28、喷吹动力控制阀22、物料分配器23、出料动力控制阀25、喷枪31、燃烧炉33，将混合的催化煤粉喷吹至燃烧炉33燃烧；燃烧炉33中的物料燃烧后打开第二三向旋塞阀40、第三三向旋塞阀47、第四三向旋塞阀55、高温除尘机44、高温引风机46、气相色谱仪51，由气相色谱仪51对尾气进行分析检测，并将分析检测结果输出至操控计算机系统53，由操控计算机系统53对气相色谱仪51输送的数据进行整理后输出，即可完成煤粉燃烧效果与煤气产生效果的检测，剩余的净化后的尾气经过尾气排放烟囱49排放；

S4，设备复位，完成步骤S3检测后，首先停止燃烧炉33、高压预热喷吹罐17、物料分配器23、气相色谱仪51，然后停止压缩空气罐26的供气作业，并对燃烧箱29、燃烧炉33冷却降温，最后打开燃烧箱29、燃烧炉33取出废物，并对燃烧炉33进行清理后即可完成复位，并返回步骤S1为下一轮实验做好待机准备。

本发明提出的可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置还可作为不同煤阶的煤粉混合模拟喷吹燃烧的实验装置，其使用的步骤如下：

L1，煤粉预制，根据燃烧和检测作业的需要，设定检测作业不同煤阶的煤粉的粒径及质量，然后制备得到相应的检测用煤粉；

L2，设备预制，将可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置中的气动运输装置3、电动螺旋称重运料机7、燃烧箱29、燃烧炉33、空气压缩罐26、氮气瓶18、高压预热喷吹罐17、三向旋塞阀、动力控制阀、物料分配器23、喷枪31、气相色谱仪51、高温除尘机44、高温引风机46、尾气排放烟囱49、操控计算机系统53进行组装，得到成品测定设备，然后将高阶煤粉、低阶煤粉或中阶煤粉分别装载至对应的物料存储仓，同时驱动气动运输装置3、电动螺旋称重运料机7、氮气瓶18、高压预热喷吹罐17，完成预热，从而完成不同煤阶煤粉的混合、存储和设备预制；

在尾气检测前先采用空气压缩罐26中的空气进行气体标定，气体标定为气相色谱仪51使用前的预备工作；

L3，检测作业，完成步骤L2后，根据试验要求驱动高压预热喷吹罐17、第一三向旋塞阀28、喷吹动力控制阀22、物料分配器23、出料动力控制阀25、喷枪31、燃烧炉33，将混合的催化煤粉喷吹至燃烧炉33燃烧；燃烧炉33中的物料燃烧后打开第二三向旋塞阀40、第三三向旋塞阀47、第四三向旋塞阀55、高温除尘机44、高温引风机46、气相色谱仪51，由气相色谱仪51对尾气进行分析检测，并将分析检测结果输出至操控计算机系统53，由操控计算机系统53对气相色谱仪51输送的数据进行整理后输出，即可完成煤粉燃烧效果与煤气产生效果的检测，剩余的净化后的尾气经过尾气排放烟囱49排放；

L4，设备复位，完成步骤L3检测后，首先停止燃烧炉33、高压预热喷吹罐17、物料分配器23、气相色谱仪51，然后停止压缩空气罐26的供气作业，并对燃烧箱29、燃烧炉33冷却降温，最后打开燃烧箱29、燃烧炉33取出废物，并对燃烧炉33进行清理后即可完成复位，并返回步骤L1为下一轮实验做好待机准备。

关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，其特征在于：包括物料存储仓、催化煤粉混合模块、喷吹模块、燃烧模块、尾气处理模块、检测模块，所述物料存储仓用于盛放煤粉和催化剂；所述催化煤粉混合模块的进料口连接物料存储仓，所述催化煤粉混合模块的出料口连接喷吹模块，用于对煤粉与催化剂的混合物进行自动添加及充分混合；

所述物料存储仓包括添加剂存储仓和煤粉存储仓，所述物料存储仓下方连接催化煤粉混合模块，所述催化煤粉混合模块包括气动运输装置、电动螺旋称重运料机、混合储料仓，添加剂存储仓通过管道连接气动运输装置，煤粉存储仓通过管道连接电动螺旋称重运料机，添加剂存储仓与气动运输装置连接的管道上设置有添加剂下料阀，煤粉存储仓与电动螺旋称重运料机连接的管道上设置有煤粉下料阀；

所述气动运输装置的出口连接添加剂出料管首端，所述电动螺旋称重运料机的出口连接煤粉出料管首端，所述添加剂出料管和煤粉出料管的末端均与混合储料仓顶部的进料口连接；

所述混合储料仓底部设有物料出料口、物料下料管、物料下料阀，混合储料仓的物料出料口连接物料下料管，物料下料管中间设有物料下料阀，混合储料仓的物料下料管与喷吹模块连接；

所述混合储料仓内部设有混合进料管、混合折流板、导流混合叶板，其中，混合储料仓顶部的进料口处固定有混合进料管，混合进料管内设有倾斜的混合折流板，混合进料管的出口正下方设有导流混合叶板，导流混合叶板固定于混合储料仓的搅拌轴上，所述混合进料管、导流混合叶板能够与混合储料仓同轴同步转动，所述混合储料仓内上部区域为添加剂与煤粉均匀混合区域，混合储料仓内下部区域为催化煤粉/物料存储区域，其中添加剂为催化剂；

所述喷吹模块用于对混合物进行预热后喷吹至燃烧模块，所述燃烧模块用于对混合物进行充分燃烧，并将燃烧产生的尾气输入尾气处理模块进行净化；

所述喷吹模块包括高压预热喷吹罐、氮气瓶、氮气出气管、压缩气阀、喷吹出料管，其中，氮气瓶的出口处通过氮气出气管连接高压预热喷吹罐，氮气出气管上设有压缩气阀，高压预热喷吹罐的出口处连接喷吹出料管，喷吹出料管上设有喷吹动力控制阀；

所述燃烧模块包括物料分配器、压缩空气罐、燃烧箱，其中，喷吹模块的喷吹出料管末端与燃烧模块的物料分配器的进料口连接；物料分配器的进气口通过空气出气管与压缩空气罐相连，空气出气管上设置有第一三向旋塞阀；物料分配器的出料口与物料出料管首端连接，物料出料管上设有出料动力控制阀；

所述燃烧箱内部并联设置有多个燃烧炉，每个燃烧炉上分别通过物料支线与物料出料管相连，所述物料支线上串接有喷枪和高炉风管，所述物料支线末端的高炉风管可拆卸的设置于燃烧炉顶部；

所述燃烧箱顶部设有多个密封泄爆阀，燃烧箱左侧底部设有燃烧箱排烟口，燃烧箱的箱体内设有保温层，燃烧箱的箱体外设有金属外壳；

所述燃烧炉内部设有铁矿石/冶炼矿石承载网，其中铁矿石/冶炼矿石承载网一侧设有金属阻隔板，燃烧炉底部一侧设有煤气进气口与空气进气口，燃烧炉底部另一侧设有燃烧炉排烟口，燃烧炉排烟口与燃烧箱的内腔连通；

所述尾气处理模块将净化前的尾气发送至检测模块进行分析检测，并将检测结果进行整理后输出，完成煤粉燃烧效果与煤气产生效果的检测。

2.根据权利要求1所述的一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，其特征在于：所述尾气处理模块包括排烟管、高温除尘机、高温引风机、尾气排放烟囱，其中，排烟管首端连接燃烧箱排烟口，排烟管中间设有两个三向旋塞阀，其中，排烟管一侧的第二三向旋塞阀通过排烟连接管与空气出气管上的第一三向旋塞阀连通；排烟管另一侧的第四三向旋塞阀通过烟气连通管与高压预热喷吹罐连通；排烟管末端与高温除尘机连接，高温除尘机上还设置有高温除尘机出尘口和高温除尘机出气口，其中，高温除尘机出气口连接尾气排烟管首端，尾气排烟管中间设有高温引风机，尾气排烟管末端连接尾气排放烟囱。

3.根据权利要求2所述的一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，其特征在于：所述检测模块包括检测进气管、气相色谱仪、操控计算机系统，检测进气管的首端连接尾气排烟管上的第三三向旋塞阀，检测进气管的末端连接气相色谱仪的进气口，其中，操控计算机系统包括基于数据计算的PC计算机终端和基于工业计算机的驱动电路，基于数据计算的PC计算机终端和基于工业计算机的驱动电路间通过串口电路电气连接，基于工业计算机的驱动电路分别通过数据传输线路与气动运输装置的控制端、电动螺旋称重运料机的控制端、混合存储仓的控制端、添加剂下料阀、煤粉下料阀、物料下料阀、压缩气阀、高压预热喷吹罐的控制端、第一三向旋塞阀、第二三向旋塞阀、第三三向旋塞阀、第四三向旋塞阀、喷吹动力控制阀、出料动力控制阀、物料分配器的控制端、喷枪、高温除尘机的控制端、高温引风机的控制端、气相色谱仪的控制端电气连接。

4.根据权利要求3所述的一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，其特征在于：所述高压预热喷吹罐外设置有压力表，高压预热喷吹罐与混合储料仓上部区域之间连接有泄压管，泄压管上设有泄压动力控制阀，所述泄压动力控制阀与基于工业计算机的驱动电路电气连接。

5.一种可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧方法，采用如权利要求4所述的可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置，其特征在于：包括如下步骤：

S1，煤粉预制，根据燃烧和检测作业的需要，设定检测作业添加剂和煤粉的粒径及质量，然后制备得到相应的检测用煤粉，其中添加剂为催化剂；

S2，设备预制，将可自动添加、混合添加剂的喷吹煤粉燃烧装置进行组装，得到成品测定设备，在测定之前先采用压缩空气罐中的空气对气相色谱仪进行标定，然后将添加剂和煤粉分别装载至添加剂存储仓和煤粉存储仓，同时驱动气动运输装置、电动螺旋称重运料机、氮气瓶、高压预热喷吹罐完成预热，从而完成催化煤粉的混合、存储和设备预制；

S3，检测作业，完成步骤S2后，根据试验要求驱动高压预热喷吹罐、第一三向旋塞阀、喷吹动力控制阀、物料分配器、出料动力控制阀、喷枪、燃烧炉，将混合的催化煤粉喷吹至燃烧炉燃烧；燃烧炉中的物料燃烧后打开第二三向旋塞阀、第三三向旋塞阀、第四三向旋塞阀、高温除尘机、高温引风机、气相色谱仪，由气相色谱仪对尾气进行分析检测，并将分析检测结果输出至操控计算机系统，由操控计算机系统对气相色谱仪输送的数据进行整理后输出，即可完成煤粉燃烧效果与煤气产生效果的检测，剩余的净化后的尾气经过尾气排放烟囱排放；

S4，设备复位，完成步骤S3检测后，首先停止燃烧炉、高压预热喷吹罐、物料分配器、气相色谱仪，然后停止压缩空气罐的供气作业，并对燃烧箱、燃烧炉冷却降温，最后打开燃烧箱、燃烧炉取出废物，并对燃烧炉进行清理后即可完成复位，并返回步骤S1为下一轮实验做好待机准备。