[发明专利]一种环保型荷重试验焦炉及其使用方法

权利要求书

1.一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，包括试验焦炉、焦化副产品冷凝回收装置及焦罐组件移动装置，所述试验焦炉由加热炉体和置于加热炉体中的焦罐组件组成，焦罐组件包括焦罐、焦罐上盖、荷重砣、纤维保温套和把接护套管，把接护套管将荷重砣、纤维保温套和焦罐上盖串接在一起，并整体置于焦罐中，荷重砣底部的焦罐中放置配煤试样；把接护套管内设有测温热电偶，把接护套管上部与焦罐组件移动装置相连，焦罐组件可在焦罐组件移动装置带动下升降旋转；所述焦化副产品冷凝回收装置包括列管式冷凝器、煤焦油收集瓶、过滤器和电点火器，焦罐上盖烟气出口通过油气烟道连接列管式冷凝器，列管式冷凝器底部设冷凝液出液管，煤焦油收集瓶设置在冷凝液出液管下方；冷凝液出液管另外连接煤气放散管，煤气放散管上依次设煤气表、过滤器和电点火器。

2.根据权利要求1所述的一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，所述焦罐组件移动装置由升降机构和旋转机构组成；升降机构包括升降立管、升降电机、升降丝杠和升降支梁，升降电机位于升降立管顶部，用于驱动与升降立管平行的升降丝杠转动，套装在升降丝杠和升降立管上的升降支梁可沿升降丝杠上下移动，升降支梁伸出端与把接护套管固定连接；旋转机构包括旋转电机、旋转驱动轮、旋转主轮和支撑套管，支撑套管套装在升降立管外侧，旋转驱动轮由固定在支撑套管上的旋转电机驱动，旋转主轮套装在升降立管上，与旋转驱动轮啮合传动；升降丝杠下端与旋转主轮固定连接，升降立管、升降电机、升降丝杠及升降支梁可整体在旋转主轮带动下绕升降立管轴线转动，升降立管通过轴承固定在旋转主轮下方的支撑套管中。

3.根据权利要求1所述的一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，所述列管式冷凝器的循环水进口通过进水管分别连接循环热水箱和循环冷水箱，进水管上设冷热水切换阀，循环热水箱和循环冷水箱均为恒温水箱。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，所述测温热电偶、升降电机、旋转电机、冷热水切换阀分别连接试验焦炉控制系统。

5.根据权利要求1所述的一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，所述列管式冷凝器的冷凝管内径为换热面积≥0.8m²。

6.根据权利要求1所述的一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，所述煤焦油收集瓶下设有电子秤。

7.根据权利要求1所述的一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，所述油气烟道分为2段，其两端分别连接焦罐上盖烟气出口和列管式冷凝器，中间对接处设旋压密封套。

8.根据权利要求1所述的一种环保型荷重试验焦炉，其特征在于，所述过滤器内的过滤体采用医用棉。

9.根据权利要求1所述的一种环保型荷重试验焦炉的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)先将配煤试样装入焦罐内，用把接护套管将荷重砣、纤维保温套、焦罐上盖串接成一体并压在配煤试样上，把接护套管内放置测温热电偶，将焦罐上盖与焦罐固定密封形成焦罐组件，把接护套管与升降支梁固定连接；

2)启动升降电机，带动升降丝杠旋转，通过升降支梁将焦罐组件向上提升，并移动到上行终点；

3)启动旋转电机，驱动旋转驱动轮并带动旋转主轮、升降立管、升降丝杠、升降电机与焦罐组件一起旋转180°至加热炉体的炉膛中心垂线上部终点；

4)启动升降电机，带动升降丝杠旋转，通过升降支梁把焦罐组件向下移动至下行终点，使焦罐置于加热炉体中心位置；

5)按常规试验程序升温加热配煤式样，配煤试样被加热过程中不断有水蒸气产生，接近300℃时产生胶质体，开始有油气、煤气和水蒸汽组成的油气混合物溢出；溢出的油气混合物经油气烟道进入列管式冷凝器，由于列管式冷凝器的列管外部空腔由循环冷水箱提供的循环冷却水冷却，油气混合物进入列管后迅速被冷凝，所产生的煤焦油吸附于列管内壁并向下流淌进入煤焦油收集瓶内；为保证冷凝效果，循环冷水箱的水温控制在17.5～18.5℃；

3)冷凝后的煤气经过煤气表计量后向煤气放散管出口方向移动，煤气中未完全冷凝的残余微细水、油气雾珠经由过滤器时被过滤体吸附，吸附后的干燥煤气在煤气放散管出口处被点火器点燃后达标排放；

4)干馏结焦过程结束后，将冷热水切换阀切换到循环热水箱供水，加热列管式冷凝器，吸附在列管内表面的残留焦油的粘度降低，最终全部流淌进入煤焦油收集瓶内，循环热水箱的水温控制在74.5～75.5℃，即煤焦油低挥发组分轻油初镏点以下，防止煤焦油中轻油组分次蒸发；列管式冷凝器加热10分钟后，试验焦炉高温干馏结焦及焦化副产品冷凝回收过程结束；

5)按步骤2)～步骤4)反向操作，将焦罐组件提出加热炉体外并原路返回，将成焦试样取出供分析检验，部实验过程结束；

6)试验数据收集整理：

a.称取原始干基试样配煤质量Ad·m；

b.称取干基试样配煤加水质量M_水；

c.称取煤焦油收集瓶内冷凝收集的液体质量M_水+油；

d.称取过滤器内过滤体原始质量M_棉；

e.称取过滤器内过滤体最终质量M_棉+水+油；

f.称取实验结束后全焦炭的干基灰分质量Ad·j；

试验结果计算：

成焦率：Kd·j＝Ad·j/Ad·m×100％；

式中：Kd·j为干焦对干煤的成焦率；

Ad·m为干基配煤试样质量；

Ad·j为焦炭的干基灰分质量；

煤焦油产出率：Kd·_y＝(M_水+油+M_棉+水+油-M_水-M_棉)/Ad·m×100％；

式中：Kd·y为煤焦油产出率；

Ad·m为原始干基配煤试样质量；

M_水+油为煤焦油收集瓶内冷凝收集的液体质量；

M_棉+水+油为过滤体最终质量；

M_水为干基配煤试样加水质量；

M_棉为过滤体原始质量；

煤气产出率：Kd·g＝100％-Kd·j-Kd·y；

式中：Kd·g为煤气产出率；

Kd·j为成焦率；

Kd·y为煤焦油产出率。