PL68855Y1

PL68855Y1 - Equipment for determination of expansion pressure of coals

Info

Publication number: PL68855Y1
Application number: PL123423U
Authority: PL
Inventors: Michał Janasik; Bartosz Mertas; Aleksander Sobolewski; Aleksander Rybarek; Grzegorz Czerwiński; Krzysztof Janus; Kornelia Grzesiok; Jacek Krych; Sabina Knapczyk
Original assignee: Inst Chemicznej Przeróbki Węgla
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2017-01-31
Also published as: PL123423U1

Abstract

Urządzenie do oznaczania ciśnienia rozprężania węgli zawierające piec grzewczy, tygiel na próbkę węgla, oraz tensometr charakteryzuje się tym, że piec grzewczy (1) posiada spiralę grzewczą (2), umieszczoną obwodowo wokół cylindrycznego tygla (3), a na dnie tygla znajduje się perforowana tuleja (4), przy czym w tyglu na dnie perforowanej tulei zlokalizowana jest rurka służąca do pozycjonowania termopary (5).A device for determining the expansion pressure of coals comprising a heating furnace, a coal sample crucible, and a strain gauge is characterized in that the heating furnace (1) has a heating spiral (2) located circumferentially around the cylindrical crucible (3), and at the bottom of the crucible there is a perforated sleeve (4), wherein in the crucible at the bottom of the perforated sleeve there is a tube for positioning the thermocouple (5).

Description

Opis wzoruPattern description

Przedmiotem wzoru użytkowego jest urządzenie do oznaczania ciśnienia rozprężania węgli kamiennych lub ich mieszanek w warunkach laboratoryjnych, co umożliwi prognozowanie ciśnienia koksowania.The object of the utility model is a device for determining the expansion pressure of hard coal or their mixtures in laboratory conditions, which will enable the forecasting of the coking pressure.

Znane urządzenie laboratoryjne do oznaczania ciśnienia rozprężania węgla składa się z pieca muflowego oraz stalowej skrzynki o wymiarach: szerokość 45 mm, wysokość 135 mm, długość 160 mm i grubość ścianek - 1 mm. Badaną próbkę węgla ubija się w stalowej skrzynce, którą wstawia się do pieca muflowego ogrzanego do temperatury 900°C. Po wyjęciu z pieca i schłodzeniu skrzynki stalowej wodą na podstawie odkształceń jej ścianek oraz wyglądu koksu, szacunkowo określa się ciśnienie rozprężenia.The known laboratory device for determining the carbon expansion pressure consists of a muffle furnace and a steel box with the dimensions: width 45 mm, height 135 mm, length 160 mm and wall thickness - 1 mm. The tested coal sample is compacted in a steel box, which is placed in a muffle furnace heated to a temperature of 900 ° C. After removing from the furnace and cooling the steel box with water, the expansion pressure is estimated based on the deformation of its walls and the appearance of the coke.

Inne znane urządzenie laboratoryjne składa się z pieca elektrycznego z regulacją temperatury za pośrednictwem opornika, umieszczonego w piecu tygla z wymiennym dnem perforowanym, termo-elementu z przyrządem wskazującym temperaturę, tłoczka połączonego z manometrem rtęciowym, dźwigni obciążnika równoważącego masę dźwigni. Sposób określenia ciśnienia rozprężania przy zastosowaniu tego urządzenia polega na pomiarze ciśnienia przy użyciu manometru rtęciowego umieszczonego bezpośrednio na tłoczku spoczywającym na próbce węgla lub pod belką dźwigni obciążającej próbkę węgla. W metodzie tej próbkę o masie 80 g węgla w stanie powietrzno-suchym, o uziarnie-niu poniżej 1,4 mm i ubitą w tyglu, umieszcza się w piecu nagrzanym uprzednio do 250°C, zaś następnie nagrzewa z szybkością 10°C/min a w określonych odstępach czasu odczytuje się wskazania manometru, określając siłę wywieraną na tłoczek i oblicza ciśnienie rozprężenia.Another known laboratory device consists of an electric furnace with temperature control via a resistor placed in the crucible furnace with a replaceable perforated bottom, a thermocouple with a temperature indicating device, a plunger connected to a mercury manometer, a lever for a weight that balances the weight of the lever. The method of determining the expansion pressure using this device consists in measuring the pressure using a mercury manometer placed directly on the plunger resting on the coal sample or under the beam of the lever loading the coal sample. In this method, a sample with a mass of 80 g of coal in the air-dry state, grain size less than 1.4 mm and compacted in a crucible, is placed in a preheated oven to 250 ° C, and then heated at a rate of 10 ° C / min. and at certain intervals, the manometer is read, determining the force exerted on the piston and calculating the expansion pressure.

Elementy grzejne pieca usytuowane są w dolnej części a tym samym ogrzewanie próbki węgla umieszczonego w piecu prowadzi się od dołu. Stanowi to niedogodność, bowiem nie odzwierciedla rzeczywistych warunków termicznych panujących w komorze koksowniczej.The heating elements of the furnace are located in the lower part, and thus the coal sample placed in the furnace is heated from the bottom. This is a disadvantage as it does not reflect the actual thermal conditions in the coking chamber.

Ciśnienie koksowania jest istotnym parametrem technologicznym, wpływającym na bezpieczeństwo ścian baterii koksowniczej oraz na jakość produkowanego koksu. Wprowadzony do komory koksowniczej wsad węglowy, poddany procesowi pirolizy ulega uplastycznieniu i wywiera nacisk na jej ściany, co może doprowadzić do uszkodzenia bądź zniszczenia ścian komory. Dlatego też istotną sprawą w prowadzeniu procesu koksowania jest znajomość poziomu ciśnienia koksowania wsadu węglowego, który byłby bezpieczny dla konstrukcji komór koksowniczych a równocześnie pozwalałby otrzymywać wysokiej jakości koks.Coking pressure is an important technological parameter, affecting the safety of the walls of the coke oven battery and the quality of the coke produced. The coal charge introduced into the coking chamber, subjected to the pyrolysis process, becomes plastic and exerts pressure on its walls, which may damage or destroy the chamber walls. Therefore, it is important to know the coking pressure level of the coal charge, which would be safe for the construction of the coking chambers and at the same time would allow to obtain high-quality coke.

Celem wzoru użytkowego jest umożliwienie oznaczania ciśnienia rozprężania węgli w warunkach laboratoryjnych, z możliwością symulacji procesu koksowania w komorze koksowniczej.The purpose of the utility model is to enable the determination of the coal expansion pressure in laboratory conditions, with the possibility of simulating the coking process in the coking chamber.

Istota wzoru użytkowego polega na tym, że Urządzenie do oznaczania ciśnienia rozprężania węgli zawierające piec grzewczy, tygiel na próbkę węgla oraz tensometr charakteryzuje się tym, że piec grzewczy posiada spiralę grzewczą umieszczoną obwodowo wokół cylindrycznego tygla, a wewnątrz tygla znajduje się perforowana tuleja o mniejszej średnicy niż tygiel, przy czym w tyglu na ściance perforowanej tulei przechodząc przez dno tygla zlokalizowana jest rurka służąca do pozycjonowania termopary.The essence of the utility model is that the device for determining the expansion pressure of coals, including a heating furnace, a crucible for a coal sample and a strain gauge, is characterized by the fact that the heating furnace has a heating spiral located circumferentially around the cylindrical crucible, and inside the crucible there is a perforated sleeve with a smaller diameter than the crucible, where in the crucible, on the wall of the perforated sleeve, passing through the bottom of the crucible, there is a tube for positioning the thermocouple.

Przedmiot wzoru użytkowego uwidoczniony jest na rysunku Fig. 1, przedstawiającym przekrój przez piec grzewczy, z umieszczonym wewnątrz tyglem oraz usytuowanie pozostałych elementów.The object of the utility model is shown in Fig. 1, which shows a cross-section through a heating furnace with a crucible inside and the location of other elements.

Wokół cylindrycznego tygla 3 wprowadzonego centralnie do pieca grzewczego 1 umieszczona jest obwodowo spirala grzewcza 2. Wewnątrz tygla znajduje się perforowana tuleja 4, do której dołączona jest osłona 5 termopary 6. Tensometr 7 umieszczony jest w ramie w górnej części urządzenia 8. Górna część pieca otwiera się mimośrodowo, umożliwiając dostęp do tygla od góry. W trakcie testu górna część urządzenia łączy się z dolną przez zaczepy 9, usztywniające układ aby przenieść generowane w próbce ciśnienia bez strat do tensometru.A heating spiral 2 is placed circumferentially around the cylindrical crucible 3 centrally introduced into the heating furnace 1. Inside the crucible there is a perforated sleeve 4, to which a thermocouple shield 5 is attached 6. The strain gauge 7 is placed in a frame in the upper part of the device 8. The upper part of the furnace opens off center, allowing access to the crucible from above. During the test, the upper part of the device is connected with the lower part through catches 9, stiffening the system in order to transfer the pressure generated in the sample to the strain gauge without losses.

Tensometr 7 oraz termopara 6 połączone są z układem rejestracji i archiwizacji. Układ pomiaru ciśnienia sprzężony jest z układem rejestrującym. W tyglu do ścianki perforowanej tulei zlokalizowana jest rurka służąca do pozycjonowania termopary. Termopara wprowadzana jest do tygla przez dno pieca.The strain gauge 7 and the thermocouple 6 are connected with the recording and archiving system. The pressure measurement system is coupled with the recording system. In the crucible to the wall of the perforated sleeve there is a tube for positioning the thermocouple. The thermocouple is introduced into the crucible through the bottom of the furnace.

Podany przykład realizacji nie wyczerpuje możliwości zastosowania rozwiązania.The given example of implementation does not exhaust the possibilities of applying the solution.

Claims

1. Protective disclaimer A device for determining the expansion pressure of coal comprising a heating furnace, a carbon sample crucible, and a strain gauge, characterized in that the heating furnace (1) has heating coils (2) placed circumferentially around a cylindrical crucible (3), and inside the crucible is perforated sleeve (4), where in the crucible, through the bottom, on the wall of the perforated sleeve, there is a tube for positioning the thermocouple (5). Figure PL 68 855 Y1 4 Publishing Department of the UPRP PL PL