一种检测煤粉燃烧率的方法及设备

摘要

本发明涉及一种检测煤粉燃烧率的方法及设备，属于冶金工程物化检测技术领域。该方法包含制取煤样、连续喷吹、收集未燃煤粉、收集混合气体、气体分析仪检测、马弗炉焙烧及燃烧率计算工序；设备包含热风炉（1）、喷煤瓶（8）、燃烧炉（3）、N₂气源、三通收灰槽（5）、收气囊（6）和除尘器（7）。本发明解决了背景技术设备燃烧率普遍偏低和收取未然煤粉比较困难的问题，连续喷吹、且能够收取足够量的未燃煤粉（国标为1g）以及混合气体，本发明所测煤粉燃烧率准确性高，操作简便，重复性好，可以为高炉提供此喷吹煤种燃烧性的参考数据，使高炉在炉况顺行的前提下，通过提高煤粉的燃烧率，使喷煤效益最大化。

主权项

一种检测煤粉燃烧率的方法，其特征在于包含制取煤样、连续喷吹、收集未燃煤粉、收集混合气体、气体分析仪检测、马弗炉焙烧及燃烧率计算工序，其中的连续喷吹气体、收集未燃煤粉、收集混合气体工序包含如下工艺步骤：①采取连续喷吹技术，使得煤粉均匀地喷入燃烧炉中，当煤粉离开燃烧炉变为未燃煤粉时，用N₂迅速冷却，保证其燃烧率的准确性；②采用三通收灰槽收集未燃煤粉；③采用布袋除尘器过滤气体并用气囊收集气体，三通收灰槽的三个端口，分别连接燃烧炉、N₂、布袋除尘器；将气囊收集的物质，利用气体分析仪化验成分，根据混合气体法计算方法，依据公式计算燃烧率；将三通收灰槽收集未燃煤粉通过弗炉焙烧，根据灰量平衡计算方法，依据公式计算燃烧率；根据上述两种方法计算出的燃烧率，求取平均值，为最终燃烧率；具体的工艺步骤如下：①称取样煤大于40g，放入烘箱中，于105‑110℃温度下干燥2‑3h备用；燃烧炉正常工作温度为1300℃，升温速度为10‑15℃/min；热风炉工作温度为900℃，升温速度为15‑20℃/min；②待燃烧炉和热风炉工作区温度均达到设定值后，开始进行喷吹实验；称取步骤①中备用煤粉40g放入喷煤瓶，称量喷煤瓶与煤粉总重，记为m₁； 开启空气压缩机，依次打开 Q₁ 、Q₂流量计控制阀门，对应流量控制为0.8‑1.0m³/h、0.5‑0.8m³/h，最后打开N₂流量计控制阀门，流量控制2‑3L/min；Q₁ 是喷吹煤粉流量计控制阀门，Q₂是空气流量计控制阀门，Q_N2是N₂流量计控制阀门；Q₁ 和Q₂流量控制阀分别为0.8‑1.0m³/h、0.5‑0.8m³/h， N₂装置流量控制2‑3L/min，保证Q₁ +Q₂>Q_N2；③连续喷吹5‑8min时，用收气囊套在布袋除尘器的末端，开始收集气体；化验气体成分，依据公式计算燃烧率；④喷吹时间设定为10‑15min；之后依次关闭Q_N2、Q₂、Q₁阀门，称取瓶重，记为m₂；依次取下布袋除尘器和三通收灰槽，完全收集其中的未燃煤粉并称重，记为m₃；上述过程完成之后，用空气吹扫整个喷吹系统，流量控制Q₁为1.5‑2.0m³/h，Q₂为1.0‑1.5m³/h，时间为2‑3分钟；吹扫结束后，关闭燃烧炉和热风炉加热电源；待炉温降至200‑300℃时，关闭系统循环水总开关，喷吹试验结束；⑤称取1g未燃煤粉放入磁盘，并在马弗炉中进行焙烧；焙烧温度设定为700‑800℃，总焙烧时间1‑1.5h；焙烧过程中，用铁丝搅拌试样1‑2次，以确保均匀；焙烧结束后，取出试样，冷却后称量剩余样品重量，记为m₄；⑥利用上述步骤获得的数据，按下列方法计算煤粉燃烧率；（1）根据灰量平衡计算方法：式中： R₁—煤粉燃烧率；A₁—未燃煤粉的灰分含量；A₀—煤粉燃烧前的灰分含量；     （2）根据混合气体法计算燃烧率R₂；燃烧率。