[实用新型]一种模拟高炉喷煤燃烧实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高炉炼铁技术领域，特别是提供了一种模拟高炉喷煤燃烧实验装置，可以得到单种煤、混合煤的燃烧率、煤粉燃烧后的气体成分及氧碳原子比。

背景技术

高炉喷吹煤粉代替焦炭参加反应，为高炉节能降耗提供了有利保障。因此，掌握高炉喷吹煤粉燃烧情况来指导高炉喷吹煤种及喷吹量的选择，一直是高炉工作者研究的重要内容。高炉喷吹煤粉时热风温度一般在1100-1200℃左右，并且热风在直吹管内处于高速湍流状态，喷吹的煤粉一旦进入直吹管就能被迅速加热并且吹向风口进行燃烧，这种加热速率能高达10⁴-10⁶℃/s，因此模拟这种高温高速的煤粉燃烧实验装置很难开发。

一般的加热炉能使冷风风温加热到1100-1200℃，但不能使冷风处于湍流状态，只能保持层流状态，若缩小喷吹管直径来满足冷风湍流要求又不能保证足够的风量；而若使冷风先处于湍流状态再进行加热，瞬间又不能加热到1100-1200℃，都不能真实反映煤粉喷吹过程中与热风进行的高速热量、质量等的交换情况。到目前为止没有任何装置能够真正模拟高炉喷吹煤粉燃烧，也没有国标可以借鉴。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种模拟高炉喷煤燃烧实验装置，可以得到单种煤、混合煤的燃烧率、煤粉燃烧后的气体成分及氧碳原子比；既能满足高风温又能满足高速热交换。

本实用新型包括低压电磁阀、高压电磁阀、低温加热炉、低压一次阀、高压一次阀、装煤粉处、高温加热炉、平衡压力口、一次阀、集气瓶、真空泵、卸灰口。

第一低压电磁阀与两侧不锈钢管螺纹连接；第一高压电磁阀与两侧不锈钢管螺纹连接；低温加热炉与上下不锈钢管焊接；第二低压电磁阀与上端不锈钢管螺纹连接，与下端低压一次阀螺纹连接；第二高压电磁阀与上端不锈钢管螺纹连接，与下端高压一次阀螺纹连接；装煤粉处上盖与不锈光管螺纹连接；装煤粉处与高温加热炉之间管路连接处焊接并导通；高压加热炉与上下不锈钢管法兰连接；平衡压力口与不锈钢管螺纹连接，一次阀与上端不绣钢管螺纹连接，与下端集气瓶气管连接；集气瓶与真空泵气管连接，与卸灰口下盖螺纹连接。

本实用新型有着高自动化的特点，全部操作指令由计算机控制完成，由控温柜显示加热温度、高压值、低压值、控制电流、电压。由气体分析仪采集、记录最大气体含量；全部自动化控制，操作简便。

本实用新型控制高压0.45-0.55MPa、低压0.25-0.35MPa、高温1350-1450℃、低温组成1100-1200℃。既能满足高风温又能满足热风与煤粉间高速热交换。

本实用新型抽真空保证每次实验气体顺利进入集气瓶，并且保证只为此次实验气体。气体分析记录为每次实验最大值。

本实用新型可以测量单种煤、混合煤，煤粉不同粒度组成、煤粉含添加剂等多种情况下的燃烧率及氧碳原子比。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。其中，第一低压电磁阀1、第一高压电磁阀2、低温加热炉3、第二低压电磁阀4、低压一次阀5、第二高压电磁阀6、高压一次阀7、装煤粉处8、高温加热炉9、平衡压力口10、一次阀11、集气瓶12、真空泵13、卸灰口14。

图2是本实用新型的一种整体布置图。

具体实施方式

图1～2为本实用新型的一种具体实施方式。

包括第一低压电磁阀1、第一高压电磁阀2、低温加热炉3、第二低压电磁阀4、低压一次阀5、第二高压电磁阀6、高压一次阀7、装煤粉处8、高温加热炉9、平衡压力口10、一次阀11、集气瓶12、真空泵13、卸灰口14。

本实用新型的主体设备压力上分为高压和低压两部分，温度上分为高温、低温两部分。高压部分由第一高压电磁阀2、第一高压电磁阀6和高压一次阀7构成，其压力控制在0.45-0.55MPa，模拟喷煤枪喷吹煤粉，低压部分由低压电磁阀1、4，低温加热炉3(加热温度1100-1200℃)、低压一次阀5构成，其压力控制在0.25-0.35MPa，模拟高炉风口提供热风，低温炉对所吹冷风(或纯氧)进行加热模拟热风，高温加热炉9，加热温度1350-1450℃，模拟高炉风口，使煤粉与热风混合燃烧。煤粉由装煤粉处8装入，煤粉燃烧后产生气体及灰渣进入集气瓶12、卸灰口14，集气瓶12必须先抽真空，保证气体及灰渣顺利进入，并且保证了每次产生的气体及灰渣只是此次实验的结果。煤粉燃烧率是指煤粉C燃烧变成CO、CO₂含量变化情况，分析产生的气体(CO、CO₂、H₂、O₂)含量及燃烧反应前后的压力变化就能得到煤粉燃烧率及氧碳原子比。分析气体含量时以统计记录气体最大含量为准。