RU2098802C1 - Устройство для анализа угольных продуктов - Google Patents

Устройство для анализа угольных продуктов Download PDF

Info

Publication number
RU2098802C1
RU2098802C1 RU9393004803A RU93004803A RU2098802C1 RU 2098802 C1 RU2098802 C1 RU 2098802C1 RU 9393004803 A RU9393004803 A RU 9393004803A RU 93004803 A RU93004803 A RU 93004803A RU 2098802 C1 RU2098802 C1 RU 2098802C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactivity
furnace
tube furnace
sample holder
coal
Prior art date
Application number
RU9393004803A
Other languages
English (en)
Other versions
RU93004803A (ru
Inventor
Бергли Кнут
Фуснес Тригве
Натерстад Турмуд
Original Assignee
Норск Хюдро А.С.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Норск Хюдро А.С. filed Critical Норск Хюдро А.С.
Publication of RU93004803A publication Critical patent/RU93004803A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2098802C1 publication Critical patent/RU2098802C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels; Explosives
    • G01N33/222Solid fuels, e.g. coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/20Oxygen containing
    • Y10T436/204998Inorganic carbon compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/23Carbon containing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Confectionery (AREA)

Abstract

Устройство для анализа угольного продукта, которое позволяет определить в ходе одного анализа воздушную реактивность, углекислотную реактивность, индекс засаженности и коэффициент теплового расширения (КТР). Устройство содержит по меньшей мере одну трубчатую печь для определения реактивности воздуха, реактивности CO2 и индекса засаженности по меньшей мере одну трубчатую печь для определения КТР угольного продукта. Каждая из печей связана с общим обрабатывающим блоком, который контролирует измерительные приборы и обрабатывает аналитические данные. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение касается устройства для анализа гранулированного кокса и образцов сердцевины зеленого и обожженного угля.
При производстве металла важно иметь как можно больше информации о свойствах углестойких частей производственного оборудования, таких как аноды, катоды и набивные пасты.
Существует много факторов, определяющих поведение изделий из угля в ходе процессов производства металла.
Когда угольный продукт вступает в контакт с воздухом, как это бывает обычно с верхней частью анода, уголь подвергается коррозии. Другое негативное воздействие, которому подвержена, например, нижняя часть анодов, выражается в том, что часть газа CO2 после первичной реакции вступает в реакцию с углем и образует одноокись углерода. Эти два явления именуются соответственно воздушной и углекислотной реактивностью.
Вступление углеродного продукта в реакцию с воздухом и CO2 может привести к осыпанию анодного материала, что часто вызывает проблемы с частицами анода в электролите. Это явление называется засаженностью.
Коэффициент теплового расширения (КТР) является свойством угольных продуктов, который необходимо знать производителям металла. Анализ КТР именуется дилатометрией.
В настоящее время известны приспособления для определения вышеуказанных свойств угольных продуктов (US, патент, 3748892, кл. G 01 N 25/16, 1973; а также Реди П. Легкие металлы, 1982, с.713-725). Однако эти приспособления могут только определить или реактивность и индекс засаженности или КТР. Кроме того, существующие устройства зачастую громоздки, отличаются невысокой точностью, а также сложны в эксплуатации и имеют малое быстродействие.
Задачей изобретения является разработка устройства для одновременного анализа угольных продуктов в отношении воздушной и углекислотной реактивности, индекса засаженности и КТР.
Устройство для анализа угольных продуктов в соответствии с изобретением, предлагаемое для одновременного определения реактивности, углекислотной реактивности, индекса засаженности и КТР содержит по меньшей мере одну трубчатую печь для определения реактивности воздуха, реактивности CO2 и индекса засаженности, включающую в себя вход для введения в печь газа и держатель образца, оснащенный устройством для измерения температуры и устройством для взвешивания, по меньшей мере одну трубчатую печь для определения КТР угольного продукта, включающую в себя введения газа и держатель образца, оснащенный устройством для измерения температуры и устройством для регистрации расширения, общий обрабатывающий блок, подсоединенный к каждой упомянутой печи, который обрабатывает аналитические данные, выдаваемые различными приборами.
В частном случае выполнения трубчатая печь для определения реактивности воздуха, реактивности CO2 и индекса засаженности угольного продукта имеет держатель образца, свободно свешивающийся со взвешивающего устройства и проходящий вниз в трубчатую печь, а упомянутое устройство для измерения температуры содержит одну или более термопары на держателе образца, а трубчатая печь для определения КТР угольного продукта имеет держатель образца, который помещается на небольшой глубине в печи и образует по меньшей мере часть дилатометра, при этом держатель оснащен термопарой и соединен с дифференциальным трансформатором в конце трубчатой печи.
Образцы угля, подлежащие анализу на их реактивность и индекс засаженности, подвешиваются к взвешивающему приспособлению при помощи держателя образца, а образцы угля, подлежащие анализу на КТР, присоединяются к дифференциальному трансформатору при помощи держателя образца.
Анализы на реактивность и индекс засаженности могут осуществляться на гранулированном коксе и на образцах сердцевины обожженного угля. Дилатометрия осуществляется на образцах сердцевины зеленого и обожженного угля.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, где 1 обрабатывающий блок, 2 трубчатые печи, 3 взвешивающее приспособление, 4 дилатометр; на фиг. 2 схема трубчатой печи для определения воздушной реактивности, углекислотной реактивности и индекса засаженности угольного продукта, где 2 - трубчатая печь, 3 взвешивающее приспособление, 5 ввод для введения газа, 6 держатель образца, 7 радиальный щит излучения, 8 нагревательный элемент; на фиг.3 схема трубчатой печи для дилатометрии, где 2 трубчатая печь, 7 - радиальный щит излучения, 8 нагревательный элемент, 9 образец угля, 10 - держатель образца, 11 термопара, 12 место размещения дифференциального трансформатора, 13 дифференциальный трансформатор.
Анализ реактивности и индекса засаженности угольных образцов проводится при постоянных температурах. Потеря веса угольного образца, вызываемая газификацией воздухом и углекислотой, замеряется непрерывно. В уравновешенных реакциях потеря веса пропорциональна времени. Потеря веса как функция времени выражает скорость реакции, которая и называется реактивностью (воздушная или углекислотная реактивность). Пыльная сажа, которая возникает в процессе анализа, собирается и взвешивается, что дает основу для расчета безразмерного параметра, именуемого индексом засаженности.
Угольный образец подвешивается с помощью держателя образца 6 на небольшой глубине в вертикальной трубчатой печи 2, изготовленной из золота. Для того чтобы можно было постоянно следить за потерей веса при посредстве обрабатывающего блока 1, образец подвешивается к держателю 6 взвешивающего приспособления 3. С образцом также связана термопара для регистрации и проверки его температуры. Температура печи и образца регулируется обрабатывающим блоком.
Держатели образца, используемые для анализа гранулированного кокса и обожженного угля, имеют разную форму, но оба они выполнены так, что термопара находится в контакте с угольным продуктом, когда замеряется температура. Это означает, что регистрация температуры обладает высокой точностью.
Газ вводится в печь 2 через ввод 5 в основании печи и подвергается предварительному нагреву до температуры реакции, когда он проходит через щит радиального излучения 7 внутри печи по пути к образцу угля. Подача газа также регулируется обрабатывающим блоком 1.
Анализ угольного продукта на реактивность и индекс засаженности проводится автоматически обрабатывающим блоком 1 через боксы диалога. Обрабатывающий блок переключается автоматически при переходе от одного газа к другому. Во время нагревания образца вводится инертная атмосфера N2. Обрабатывающий блок перекрывает автоматически клапан N2 и открывает клапан воздуха или CO2. Когда реакция завершена, обрабатывающий блок снова переключается автоматически на N2 и образец охлаждается.
Стандартные условия такого анализа следующие: время нагрева 60 мин, время реакции 180 мин, время охлаждения 30 мин, температура реакции с CO2 960oC, температура реакции с воздухом 525oC.
Поток газа через печь составляет 100 л/ч для CO2 и 200 л/ч для воздуха.
Эти условия проведения реакции, однако, могут быть легко изменены оператором.
Система взвешивания в устройстве имеет точность до 1 мг. Вес регистрируется на непрерывной основе (каждые 20 с согласно стандартным условиям). Большое количество замеров и высокая воспроизводимость системы взвешивания, а также высокий класс температурного контроля, который составляет ±1oC от желаемой температуры, обеспечивают результаты высокой точности. Точность лучше, чем ±1%
Результаты анализа по реактивности и индексу засаженности рассчитываются обрабатывающим блоком 1.
В устройстве, состоящем из 8 трубчатых печей, можно проанализировать 8 образцов угля в течение 4,5 ч. Время, необходимое для подготовки угольного образца для анализа, составляет 10 мин. Как указано выше, обрабатывающий блок контролирует печи автоматически. Время, необходимое для оператора, чтобы подготовить образцы, закрепить образцы в печках, извлечь образцы из печей, собрать сажу и просчитать результаты анализа образцов в 8 печах, составляет в целом 100 мин.
При определении КТР используется другой держатель образца 10, оснащенный термопарой 11 и связанный с дифференциальным трансформатором 13. Этот дифференциальный трансформатор 13 позволяет регистрировать в обрабатывающем блоке 1 изменения объема и температуры образца, на основе чего рассчитывается КТР.
КТР выражается как среднее увеличение в графике угольного образца в зависимости от температуры.
Анализ угольного продукта на КТР начинается с введения газа N2. Угольный продукт нагревается от комнатной температуры до 800oC при стандартной скорости подогрева 10o в 1 мин. Условия нагрева могут быть легко изменены оператором. Температура и расширение регистрируются и наносятся на график один против другого. Когда измерения завершены, печь охлаждается до комнатной температуры. Во время охлаждения от максимальной температуры до 400oC скорость охлаждения повышается путем введения N2 под высоким давлением. Когда температура падает ниже 400oC, в качестве охлаждающей среды используется воздух под высоким давлением. Весь этот процесс осуществляется автоматически под контролем обрабатывающего блока 1.
КТР рассчитывается обрабатывющим блоком 1 на основании данных, полученных в ходе дилатометрии.
Такой анализ занимает 80 мин плюс время охлаждения. Время, требующееся оператору для подготовки образцов, закрепления образцов в печах, извлечения образцов из печей и считывания результатов анализа образцов на 10 дилатометрах, составляет в целом 120 мин.

Claims (3)

1. Устройство для определения реактивности воздуха, реактивности CO2, индекса засаженности и коэффициента теплового расширения угольного продукта, содержащее по меньшей мере одну трубчатую печь для определения реактивности воздуха, реактивности CO2 и индекса засаженности, включающую в себя вход для введения в печь газа и держатель образца, оснащенный устройством для измерения температуры и устройством для взвешивания, по меньшей мере одну трубчатую печь для определения коэффициента теплового расширения угольного продукта, включающую в себя вход для введения газа и держатель образца, оснащенный устройством для измерения температуры и устройством для регистрации расширения, общий обрабатывающий блок, подсоединенный к каждой упомянутой печи, который обрабатывает аналитические данные, выдаваемые различными приборами.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутая по меньшей мере одна трубчатая печь для определения реактивности воздуха, реактивности CO2 и коэффициента засаженности угольного продукта имеет держатель образца, свободно свешивающийся с взвешивающего устройства и проходящий вниз в трубчатую печь, а упомянутое устройство для измерения температуры содержит одну или более термопары на держателе образца.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутая по меньшей мере трубчатая печь для определения коэффициента теплового расширения угольного продукта имеет держатель образца, который помещается на небольшой глубине в печи и образует по меньшей мере часть дилатометра, при этом держатель оснащен термопарой и соединен с дифференциальным трансформатором в конце трубчатой печи.
RU9393004803A 1992-02-28 1993-02-26 Устройство для анализа угольных продуктов RU2098802C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO920790 1992-02-28
NO920790A NO175025C (no) 1992-02-28 1992-02-28 Apparatur for analyse av karbonprodukter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93004803A RU93004803A (ru) 1996-08-20
RU2098802C1 true RU2098802C1 (ru) 1997-12-10

Family

ID=19894926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9393004803A RU2098802C1 (ru) 1992-02-28 1993-02-26 Устройство для анализа угольных продуктов

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5366901A (ru)
EP (1) EP0558130B1 (ru)
AT (1) ATE165160T1 (ru)
AU (1) AU661367B2 (ru)
BR (1) BR9300638A (ru)
CA (1) CA2089859A1 (ru)
CZ (1) CZ285374B6 (ru)
DE (1) DE69317928T2 (ru)
DK (1) DK0558130T3 (ru)
ES (1) ES2117689T3 (ru)
FI (1) FI107839B (ru)
HU (1) HU213601B (ru)
ID (1) ID850B (ru)
IS (1) IS1647B (ru)
NO (1) NO175025C (ru)
NZ (1) NZ245903A (ru)
RU (1) RU2098802C1 (ru)
SK (1) SK281500B6 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6214292B1 (en) 1998-07-01 2001-04-10 Jose Maria Las Navas Garcia Sample auto-loader for use with an analytical combustion furnace
EP1429142B1 (de) 2002-12-11 2009-09-02 Ipsen International GmbH Verfahren zur Messung der von einem metallischen Werkstück bei einer thermochemischen Behandlung aufgenommenen Menge einer Komponente
DE102008047369A1 (de) * 2008-09-15 2010-04-15 Heraeus Sensor Technology Gmbh Epitaktischer Rußsensor
PL2746366T3 (pl) * 2010-09-01 2022-02-07 Jfe Steel Corporation Sposób wytwarzania koksu
CN109738482A (zh) * 2018-12-28 2019-05-10 重庆大学 一种声场作用下含水煤体热效应传播规律实验装置及实验方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3748892A (en) * 1972-04-18 1973-07-31 Us Air Force High precision dilatometer
FR2468902A1 (fr) * 1979-11-05 1981-05-08 Vettori De Almeida Rodrigues C Dilatometre differentiel
US4522787A (en) * 1982-03-05 1985-06-11 Leco Corporation Ash fusion system
US4525328A (en) * 1982-03-05 1985-06-25 Leco Corporation Carbon, hydrogen, and nitrogen analyzer
US4522788A (en) * 1982-03-05 1985-06-11 Leco Corporation Proximate analyzer
JPS59164959A (ja) * 1983-03-09 1984-09-18 Agency Of Ind Science & Technol 固体燃料の工業分析装置
GB2154318B (en) * 1984-02-17 1987-08-05 Coal Ind Coal carbonisation test
JPS60174951A (ja) * 1984-02-21 1985-09-09 Sumitomo Metal Ind Ltd コ−クス強度の推定方法
US4643977A (en) * 1985-03-11 1987-02-17 Coal Industry (Patents) Limited Process for assessing coke micro-reactivity
US4976549A (en) * 1989-05-12 1990-12-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Apparatus and method for direct measurement of coal ash sintering and fusion properties at elevated temperatures and pressures
US5143689A (en) * 1990-11-09 1992-09-01 The Standard Oil Company Method for determining the coefficient of thermal expansion of coke

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US, AI, 3748892, кл. G 01 N 25/16, 1973. Реди П. Легкие металлы. - 1982, с.713 - 725. *

Also Published As

Publication number Publication date
AU661367B2 (en) 1995-07-20
DE69317928T2 (de) 1998-12-24
FI930893A0 (fi) 1993-02-26
FI930893A (fi) 1993-08-29
IS3979A (is) 1993-08-29
ID850B (id) 1996-08-01
NO920790L (no) 1993-08-30
NO920790D0 (no) 1992-02-28
SK281500B6 (sk) 2001-04-09
NO175025C (no) 1994-08-17
ATE165160T1 (de) 1998-05-15
EP0558130A2 (en) 1993-09-01
EP0558130B1 (en) 1998-04-15
CA2089859A1 (en) 1993-08-29
IS1647B (is) 1997-03-25
US5366901A (en) 1994-11-22
HUT66030A (en) 1994-09-28
HU213601B (en) 1997-08-28
EP0558130A3 (ru) 1994-08-03
SK13393A3 (en) 1993-09-09
DK0558130T3 (da) 1999-02-08
FI107839B (fi) 2001-10-15
BR9300638A (pt) 1993-11-23
ES2117689T3 (es) 1998-08-16
AU3293193A (en) 1993-09-02
CZ28093A3 (en) 1994-03-16
CZ285374B6 (cs) 1999-07-14
NZ245903A (en) 1995-04-27
NO175025B (no) 1994-05-09
HU9300499D0 (en) 1993-05-28
DE69317928D1 (de) 1998-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ottaway Use of thermogravimetry for proximate analysis of coals and cokes
Sarge et al. Metrologically based procedures for the temperature, heat and heat flow rate calibration of DSC
Cumming et al. The thermogravimetric behaviour of coal
JPH01501171A (ja) 熱重量分析システムおよび方法
RU2098802C1 (ru) Устройство для анализа угольных продуктов
CN107045658B (zh) 一种煤灰黏温特性的预测方法
US20110071788A1 (en) Method and apparatus for the calculation of coal ash fusion values
CN111077037B (zh) 一种水分灰分在线一体化连续快速测定装置及方法
RU2076320C1 (ru) Способ определения химической активности воздуха и углекислого газа и устройство для его осуществления
US3172732A (en) Analytical method and apparatus
CN219434599U (zh) 一种可控制反应气氛及反应进程的热重分析仪
CN109633074A (zh) 一种自产焦炭制作热态性能标准样的方法
Charsley et al. Measurement of the oxidative stability of polyethylene by differential thermal analysis
JPS5824846A (ja) 製鉄原料の高温性状試験装置
SU754284A1 (ru) Способ определения температуры воспламенения твердых топлив1
Commission of the European Communities Directorate-General Energy et al. Control of Coke Oven Heating
Bulakh et al. Thermal expansion of dinas—The basis of drying and heating the lining of coke batteries
Peters Solid-Liquid Interface Characterization Hardware
Huger et al. Deliverable D1. 3 Devices for Thermo-Physical Properties Characterisation
CS208989B1 (cs) Způsob kontinuálního stanovení obsahu uhlíku v tekuté ocelí a zařízení pro ' jeho provádění
JPS6179149A (ja) 鋳鉄溶湯の熱分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040227