[发明专利]用于小规模生产焦炭及胶质层样品的实验焦炉及使用方法

说明书

本发明涉及一种用于小规模生产焦炭及胶质层样品的实验焦炉及使用方法，实验焦炉，包括加热炉、反应器和胶质层取样器；所述加热炉由自外向内依次设置的炉壳、加热炉体、炭化室及顶部对开炉门组成，炭化室两端的加热炉体内分别设加热装置；用于盛装煤样的反应器置于炭化室内，分为主反应区和胶质层取样区，主反应区和胶质层取样区分别靠近加热炉体的2个加热端；胶质层取样区内可移动地设有胶质层取样器；反应器顶部设反应器上盖，反应器上盖设有气体出口、多个温度传感器及压力传感器。本发明能够利用实验焦炉准确模拟大型焦炉工况条件下，对单一煤种或配煤炼焦的胶质层样品及焦炭样品的制备；同时对胶质层可随时取样；结构简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及炼焦实验技术领域，尤其涉及一种用于小规模生产焦炭及胶质层样品的实验焦炉。

背景技术

焦炭在冶金高炉内同时作为燃料、还原剂和渗炭剂，并起料柱骨架的作用。焦炭的质量对改善高炉效率及提高钢铁性能有重要影响。通过胶质层指数(胶质层最大厚度)能够较为准确地预测焦炭的质量。胶质层指数既反映煤的粘结能力又反映煤的结焦性能，也是区分烟煤分类的重要指标。胶质层指数可以比较直观地表征配合煤中胶质体的含量，胶质体含量过多或过少都会影响焦炭的质量。然而胶质层指数只能反映胶质体的含量，却不能反应胶质体的性质。

目前，煤焦化过程中胶质层的研究仅限于传统的测定胶质层指数(胶质层最大厚度)。传统的胶质层测定方法主要依据国标(GBT 479-2000)的规定进行。国标规定实验焦炉对装有煤样的煤杯采用的是单侧加热的方式，这样就使得不同规模的传统实验焦炉设计多为单侧加热方式。

采用单侧加热方式的实验焦炉生成的胶质层与工业炼焦过程中产生的胶质层有一定的偏差。在大型工业炼焦过程中，焦炉的加热方式采用的是面对面双侧加热的方式，在大型焦炉加热过程中煤的传热方式是由两侧向中间进行的。因此在双侧加热模式下生成的胶质层特性与在单侧加热模式下生成的胶质层特性会有明显的不同。在我国虽然有一部分实验焦炉采用了面对面双侧的加热方式，但向实验焦炉炭化室内装煤基本采用直接装煤或者将煤先装入盛煤箱中，然后连同盛煤箱一起放入其炭化室内的方式。这种装煤方式的局限性导致焦炉在加热过程中煤样无法随时取出。因此传统实验焦炉只适用于炼焦生产焦炭，而不能在炼焦过程中制备胶脂层样品。

此外，传统的实验焦炉具有不同规格(5-7公斤、20公斤、23公斤、40公斤及200公斤等)，其炭化室尺寸各不相同，有的与大型工业焦炉的炉墙宽度相差甚远。炭化室尺寸的差异将导致其炼焦工况条件与工业炼焦工况条件不符，很难实现对大型焦炉炼焦工况的准确模拟。因此该工况下生产的焦炭及胶质层的特性与实际工况生产的焦炭及胶质层特性相比有很大差距。

因此，传统的实验焦炉目前存在技术上的缺陷，无法实现在实验室条件下对工业焦炉炼焦条件的准确模拟，也不能够制备出工业炼焦工况条件下的焦炭和胶质层样品。要实现精确模拟大型焦炉炼焦工况条件下对焦炭样品及胶质层样品的制备，首先需对炭化室尺寸进行精确设计，满足大型焦炉的炼焦条件。其次对反应器进行特殊设计，使其能够实现对胶质层进行实时取样。

发明内容

本发明提供了一种用于小规模生产焦炭及胶质层样品的实验焦炉及使用方法，能够利用实验焦炉准确模拟大型焦炉工况条件下，对单一煤种或配煤炼焦的胶质层样品及焦炭样品的制备；同时对胶质层可随时取样；结构简单，操作方便。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：