一種環(huán)保型荷重試驗焦?fàn)t及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及冶金焦炭物化性能檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種環(huán)保型荷重試驗焦?fàn)t 及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 試驗焦?fàn)t是依照相似原理的設(shè)計原則，在煉焦生產(chǎn)焦?fàn)t的炭化室焦餅中，取一具 有代表性的形單元體做為研究對象，模擬煉焦生產(chǎn)過程中的系列條件，進(jìn)行結(jié)焦機(jī)理、焦炭 物化性能等相關(guān)指標(biāo)的試驗研究，從中探索試驗規(guī)律，總結(jié)出最佳原料配比，W優(yōu)質(zhì)、低耗 的原料配方指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。試驗焦?fàn)t應(yīng)W科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、精密設(shè)計保證該煉焦試驗?zāi)M煉焦生 產(chǎn)實際的真實性、準(zhǔn)確性、平行樣的重現(xiàn)性，能夠及時有效的解決生產(chǎn)現(xiàn)場技術(shù)問題，為配 比優(yōu)化，工藝參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，為推動煉焦生產(chǎn)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的方向迅猛發(fā)展提供 有力的技術(shù)支撐。
[0003] 但是，目前國內(nèi)外試驗焦?fàn)t的實驗?zāi)康膬H限于單一試驗配煤干饋結(jié)焦實驗，完成 配煤成焦的冷強度、熱反應(yīng)性及反應(yīng)后強度指標(biāo)的檢驗，由于配煤試樣在無荷重（膠質(zhì)體 自然膨脹）條件下的干饋煉焦方式，使得試驗焦?fàn)t練出的焦炭與大焦?fàn)t相比密度偏低，泡 焦過多，冷強度、1100°c反應(yīng)性及反應(yīng)后強度指標(biāo)偏差較大，使得兩者之間的物化性能僅能 用相關(guān)性來比較與衡量，尤其干饋過程的副產(chǎn)品油氣與煤氣直接排放進(jìn)入大氣，對環(huán)境造 成了一定的污染。由于目前實驗焦?fàn)t干饋結(jié)焦工藝檢驗結(jié)果偏差大，可信度低，很難滿足指 導(dǎo)煉焦生產(chǎn)的需要，且不能對配煤干饋煉焦效果做出完整的評價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種環(huán)保型荷重試驗焦?fàn)t，能夠真實模擬生產(chǎn)焦?fàn)t的煉焦環(huán)境，通 過調(diào)節(jié)配煤試樣荷重的干饋煉焦方式模擬不同容積的生產(chǎn)焦?fàn)t，干饋過程中產(chǎn)生的焦化副 產(chǎn)品可全部回收，因此既能獲取該配煤的焦炭、煤焦油與煤氣產(chǎn)出率，又能提供與生產(chǎn)焦?fàn)t 干饋結(jié)焦效果一致的檢驗用焦炭試樣，對不同的配煤干饋結(jié)焦效果做出完整、準(zhǔn)確的評價， 為指導(dǎo)煉焦生產(chǎn)提供更有力的依據(jù)；本發(fā)明同時提供了該試驗焦?fàn)t的使用方法。 陽〇化]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0006] 一種環(huán)保型荷重試驗焦?fàn)t，包括試驗焦?fàn)t、焦化副產(chǎn)品冷凝回收裝置及焦罐組件 移動裝置，所述試驗焦?fàn)t由加熱爐體和置于加熱爐體中的焦罐組件組成，焦罐組件包括焦 罐、焦罐上蓋、荷重巧、纖維保溫套和把接護(hù)套管，把接護(hù)套管將荷重巧、纖維保溫套和焦罐 上蓋串接在一起，并整體置于焦罐中，荷重巧底部的焦罐中放置配煤試樣；把接護(hù)套管內(nèi)設(shè) 有測溫?zé)犭娕?，把接護(hù)套管上部與焦罐組件移動裝置相連，焦罐組件可在焦罐組件移動裝 置帶動下升降旋轉(zhuǎn)；所述焦化副產(chǎn)品冷凝回收裝置包括列管式冷凝器、煤焦油收集瓶、過濾 器和電點火器，焦罐上蓋煙氣出口通過油氣煙道連接列管式冷凝器，列管式冷凝器底部設(shè) 冷凝液出液管，煤焦油收集瓶設(shè)置在冷凝液出液管下方；冷凝液出液管另外連接煤氣放散 管，煤氣放散管上依次設(shè)煤氣表、過濾器和電點火器。
[0007] 所述焦罐組件移動裝置由升降機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成；升降機(jī)構(gòu)包括升降立管、升 降電機(jī)、升降絲杠和升降支梁，升降電機(jī)位于升降立管頂部，用于驅(qū)動與升降立管平行的升 降絲杠轉(zhuǎn)動，套裝在升降絲杠和升降立管上的升降支梁可沿升降絲杠上下移動，升降支梁 伸出端與把接護(hù)套管固定連接；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪、旋轉(zhuǎn)主輪和支撐套 管，支撐套管套裝在升降立管外側(cè)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪由固定在支撐套管上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動，旋轉(zhuǎn) 主輪套裝在升降立管上，與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪曬合傳動；升降絲杠下端與旋轉(zhuǎn)主輪固定連接，升降 立管、升降電機(jī)、升降絲杠及升降支梁可整體在旋轉(zhuǎn)主輪帶動下繞升降立管軸線轉(zhuǎn)動，升降 立管通過軸承固定在旋轉(zhuǎn)主輪下方的支撐套管中。
[0008] 所述列管式冷凝器的循環(huán)水進(jìn)口通過進(jìn)水管分別連接循環(huán)熱水箱和循環(huán)冷水箱， 進(jìn)水管上設(shè)冷熱水切換閥，循環(huán)熱水箱和循環(huán)冷水箱均為恒溫水箱。
[0009] 所述測溫?zé)犭娕?、升降電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和冷熱水切換閥分別連接試驗焦?fàn)t控制系 統(tǒng)。
[0010] 所述列管式冷凝器的冷凝管內(nèi)徑為010~跑5酬、換熱面積> 0. 8m2。
[0011] 所述煤焦油收集瓶下設(shè)有電子砰。
[0012] 所述油氣煙道分為2段，其兩端分別連接焦罐上蓋煙氣出口和列管式冷凝器，中 間對接處設(shè)旋壓密封套。
[0013] 所述過濾器內(nèi)的過濾體采用醫(yī)用棉。
[0014] 一種環(huán)保型荷重試驗焦?fàn)t的使用方法，包括如下步驟：
[0015] 1)先將配煤試樣裝入焦罐內(nèi)，用把接護(hù)套管將荷重巧、纖維保溫套、焦罐上蓋串接 成一體并壓在配煤試樣上，把接護(hù)套管內(nèi)放置測溫?zé)犭娕?，將焦罐上蓋與焦罐固定密封形 成焦罐組件，把接護(hù)套管與升降支梁固定連接；
[0016] 2)啟動升降電機(jī)，帶動升降絲杠旋轉(zhuǎn)，通過升降支梁將焦罐組件向上提升，并移動 到上行終點；
[0017] 3)啟動旋轉(zhuǎn)電機(jī)，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪并帶動旋轉(zhuǎn)主輪、升降立管、升降絲杠、升降電 機(jī)與焦罐組件一起旋轉(zhuǎn)180°至加熱爐體的爐膛中屯、垂線上部終點；
[0018] 4)啟動升降電機(jī)，帶動升降絲杠旋轉(zhuǎn)，通過升降支梁把焦罐組件向下移動至下行 終點，使焦罐置于加熱爐體中屯、位置；
[0019] 5)按常規(guī)試驗程序升溫加熱配煤試樣，配煤試樣被加熱過程中不斷有水蒸氣產(chǎn) 生，接近300°C時產(chǎn)生膠質(zhì)體，開始有油氣、煤氣和水蒸汽組成的油氣混合物溢出；溢出的 油氣混合物經(jīng)油氣煙道進(jìn)入列管式冷凝器，由于列管式冷凝器的列管外部空腔由循環(huán)冷 水箱提供的循環(huán)冷卻水冷卻，油氣混合物進(jìn)入列管后迅速被冷凝，所產(chǎn)生的煤焦油吸附于 列管內(nèi)壁并向下流澗進(jìn)入煤焦油收集瓶內(nèi)；為保證冷凝效果，循環(huán)冷水箱的水溫控制在 17. 5 ~18. 5°C;
[0020] 3)冷凝后的煤氣經(jīng)過煤氣表計量后向煤氣放散管出口方向移動，煤氣中未完全冷 凝的殘余微細(xì)水、油氣霧珠經(jīng)由過濾器時被過濾體吸附，吸附后的干燥煤氣在煤氣放散管 出口處被點火器點燃后達(dá)標(biāo)排放；
[0021] 4)干饋結(jié)焦過程結(jié)束后，將冷熱水切換閥切換到循環(huán)熱水箱供水，加熱列管式冷 凝器，吸附在列管內(nèi)表面的殘留焦油的粘度降低，最終全部流澗進(jìn)入煤焦油收集瓶內(nèi)，循環(huán) 熱水箱的水溫控制在74. 5~75. 5°C，即煤焦油低揮發(fā)組分輕油初溜點W下，防止煤焦油中 輕油組分次蒸發(fā)；列管式冷凝器加熱10分鐘后，試驗焦?fàn)t高溫干饋結(jié)焦及焦化副產(chǎn)品冷凝 回收過程結(jié)束；
[0022] 5)按步驟2)~步驟4)反向操作，將焦罐組件提出加熱爐體外并原路返回，將成焦 試樣取出供分析檢驗，部實驗過程結(jié)束；
[0023] 6)試驗數(shù)據(jù)收集整理：
[0024] a.稱取原始干基試樣配煤質(zhì)量Ad·m; 陽0巧]b.稱取干基試樣配煤加水質(zhì)量Μ水； 陽026] C.稱取煤焦油收集瓶內(nèi)冷凝收集的液體質(zhì)量％+ ^
[0027]d.稱取過濾器內(nèi)過濾體原始質(zhì)量Μ棉； W2引 e.稱取過濾器內(nèi)過濾體最終質(zhì)量％+ +
[0029] f.稱取實驗結(jié)束后全焦炭的干基灰分質(zhì)量Ad·j;
[0030] 試驗結(jié)果計算： 陽0；31]成焦率：Kd·j=Ad·j/Ad·mX100% ; 陽0巧式中：Kd·j為干焦對干煤的成焦率； 陽03引 Ad·m為干基配煤試樣質(zhì)量； 陽034] Ad·j為焦炭的干基灰分質(zhì)量；
[00對煤焦油廣出率：Kd·y=靴_)<； + 油 +1棉 +7_|<； + 油-Μ*||)/Ad·mX100% ;
[0036] 式中：Kd·y為煤焦油產(chǎn)出率；
[0037] Ad·m為原始干基配煤試樣質(zhì)量；
[0038] Μ,κ+ ^為煤焦油收集瓶內(nèi)冷凝收集的液體質(zhì)量； W39] +a為過濾體最終質(zhì)量；
[0040] Μ,κ為干基配煤試樣加水質(zhì)量；
[0041] Μ棉為過濾體原始質(zhì)量；
[0042] 煤氣產(chǎn)出率：Kd·g= 100%-Kd·j-Kd·y; 陽0創(chuàng)式中：Kd·g為煤氣產(chǎn)出率； 陽〇44] Kd·j為成焦率； W45]Kd-y為煤焦油產(chǎn)出率。
[0046] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0047] 1)改變了傳統(tǒng)實驗焦?fàn)t無荷重干饋煉焦的試驗方法，提供了一種不僅能W調(diào)節(jié)配 煤試樣荷重的干饋煉焦方式來模擬不同容積的生產(chǎn)焦?fàn)t，而且干饋過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品油 氣亦能冷凝回收的試驗系統(tǒng)；
[0048] 2)實驗配煤經(jīng)該系統(tǒng)干饋煉焦后，既能獲取該配煤的焦炭、煤焦油與煤氣產(chǎn)出率， 又能提供與大焦?fàn)t干饋結(jié)焦效果一致的檢驗用焦炭試樣；對不同的配煤干饋結(jié)焦效果做出 完整、準(zhǔn)確的評價，為指導(dǎo)煉焦生產(chǎn)提供更有力的依據(jù)；
[0049] 3)實驗過程產(chǎn)生的有毒煤氣全部燃燒掉，避免了對環(huán)境的污染；
[0050] 4)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，并可通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)自