一种使用热风炉对泥煤干燥的实验方法与流程

文档序号:12112081阅读:647来源:国知局

本发明涉及一种实验方法,具体是一种使用热风炉对泥煤干燥的实验方法。



背景技术:

泥煤干燥是煤矿业生产工艺过程中必不可少的过程,而不同泥煤工艺的干燥工艺也不近相同,而干燥工艺不符合标准可能会导致严重的安全隐患,如泥煤在较低温度下(<400℃)由挥发分析出的产物包括: CO2、CO、少量碳氢化合物、以及极少量H2和H2O等,同时伴随一定量的焦油物质析出。当温度较高时(>400℃),焦油中脂肪长链的碳氢化合物(C7~C22)发生裂解反应,同时伴随着更多的羧基、羟基、吡啶类等的分解反应同时,热风炉燃烧过程中还将产生一定量的CO2、少量SO2、NOx等物质。

根据《危险化学品名录》(2002年版)判别可知:

(1)一氧化碳属于第2.1类易燃气体(一氧化碳和氢气混合物属于第2.3类有毒气体),二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮属于第2.3类有毒气体。

(2)氢气:不属于压缩氢气或液氢,无毒,故不属于危险化学品,但具有火灾、爆炸的危险。

(3)运行中产生的二氧化碳为常压状态,不属于液化或压缩状态,故不属于危险化学品,但人吸入过量的二氧化碳,有窒息危险。

(4)煤粉不属于危险化学品,有火灾、粉尘爆炸危险。

故合理的分析出泥煤干燥的各项数据标准,对与煤矿业生茶具有重要的意义。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种使用热风炉对泥煤干燥的实验方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种使用热风炉对泥煤干燥的实验方法,包括实验设备、数据采集、泥煤热重/热差/热流分析和数据计算,所述实验设备由热风炉和干燥箱组成,其中热风炉的高温烟气出口连接干燥箱的气体进口,且在干燥箱的气体进口处依次安装烟气分析仪和热电偶,同样在干燥箱的气体出口依次安装安装烟气分析仪和热电偶;

所述数据采集,包括以下步骤:

(1)实验前取对比样:

a.泥煤取样:在待干燥的泥煤堆的不同位置分别取样,取样次数不少于10次,总重量不低于20kg,然后将样品缩分后制成两个相等的样;

b.燃煤取样:取样次数不少于10次,总重量不少于20kg,缩分制成一个样;

(2)开启实验设备对泥煤进行干燥:实验期间,将泥煤样品进行干燥,保证实验设备生产的干燥泥煤的速率为55.72吨/小时,同时通过安装烟气分析仪和热电偶采集干燥箱2气体进口处进行烟气各项参数的测量,以及在气体出口处进行烟气各项参数的测量;

(3)干燥完成后取样:

a.干燥后泥煤取样:在干燥后的泥煤堆的不同位置分别取样,取样次数不少于10次,总重量不低于20kg,然后将样品缩分后制成两个相等的样;

b.灰渣取样:在热风炉的捞渣机出口处取大渣样,取样次数不少于10次,总重量不少于2kg,缩分制成一个样;

c.干燥后泥煤的温度:分别在干燥后泥煤堆的顶部、底部和内部测量多组温度数据后取平均值;

(4)对各个样品的数据进行分析和记录。

所述泥煤热重/热差/热流分析,包括不同球径未干燥煤泥125℃/min测试组和干燥前后煤泥10℃/min测试组,其具体的操作如下:

(1)不同球径未干燥煤泥125℃/min测试组:选用不同细度未干燥泥煤四组:2.00mm、2.56mm、4.00mm、 4.44mm,然后取样分别制成泥煤球;将四组泥煤球分别置入750μl METTLER标准陶瓷坩埚内,以125℃/min的速率进行升温,升温范围40℃~1000℃,并且在升温的过程中以60ml/min的速率向坩埚通入氮气作保护气体;

(2)干燥前后煤泥10℃/min测试组:将泥煤球置入750μl METTLER标准陶瓷坩埚内,以10℃/min的速率进行升温,升温范围40℃~1000℃,并且在升温的过程中以60ml/min的速率向坩埚通入氮气作保护气体,反应完成后将干燥后的泥煤过120~140目的筛子;

所述数据计算是将数据采集得到的数据通过化学反应式,计算出烟气中各种元素的含量。

作为本发明进一步的方案: 所述数据采集期间持续的测量环境条件:测量大气压力、环境温度、大气相对湿度。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过对泥煤干燥机干燥泥煤的实际测试表明:干燥机能够快速的对泥煤进行干燥。干燥机在测试工况下的平均出产率为55.72t/h,可以将泥煤水分由最初的31.2%下降到18.0%,折算到干燥前同一收到基后,水分降低13.24%;同时,干燥机在调整正常的入口热烟气温度,以及适当减少进煤量的情况下,可以实现泥煤干燥前后不同收到基水分直接差值(Mar前-Mar后)达到15%以上。以泥煤干燥前后不同收到基水分直接差值达到15%考虑,预计干燥机产量将下降至45t/h~50t/h左右。干燥机输出的产物温度较低,且水分较高,不会发生因加热余温引发的火灾。且本发明的实验方法使得泥煤在干燥过程中不会发生有害物质挥发。

附图说明

图1为本发明设备的的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1,本发明实施例中,一种使用热风炉对泥煤干燥的实验方法,包括实验设备、数据采集、泥煤热重/热差/热流分析和数据计算,所述实验设备由热风炉1和干燥箱2组成,其中热风炉1的高温烟气出口连接干燥箱2的气体进口,且在干燥箱2的气体进口处依次安装烟气分析仪3和热电偶4,同样在干燥箱2的气体出口依次安装安装烟气分析仪3和热电偶4;

所述数据采集期间持续的测量环境条件:测量大气压力、环境温度、大气相对湿度,以及其他数据,包括以下步骤:

(1)实验前取对比样:

a.泥煤取样:在待干燥的泥煤堆的不同位置分别取样,取样次数不少于10次,总重量不低于20kg,然后将样品缩分后制成两个相等的样;

b.燃煤取样:取样次数不少于10次,总重量不少于20kg,缩分制成一个样;

(2)开启实验设备对泥煤进行干燥:实验期间,将泥煤样品进行干燥,保证实验设备生产的干燥泥煤的速率为55.72吨/小时,同时通过安装烟气分析仪3和热电偶4采集干燥箱2气体进口处进行烟气各项参数的测量,以及在气体出口处进行烟气各项参数的测量;

(3)干燥完成后取样:

a.干燥后泥煤取样:在干燥后的泥煤堆的不同位置分别取样,取样次数不少于10次,总重量不低于20kg,然后将样品缩分后制成两个相等的样;

b.灰渣取样:在热风炉1的捞渣机出口处取大渣样,取样次数不少于10次,总重量不少于2kg,缩分制成一个样;

c.干燥后泥煤的温度:分别在干燥后泥煤堆的顶部、底部和内部测量多组温度数据后取平均值;

(4)对各个样品的数据进行分析和记录。

所述干燥机干燥泥煤的主要参数如下表所示:

所述泥煤热重/热差/热流分析,包括不同球径未干燥煤泥125℃/min测试组和干燥前后煤泥10℃/min测试组,其具体的操作如下:

(1)不同球径未干燥煤泥125℃/min测试组:选用不同细度未干燥泥煤四组:2.00mm、2.56mm、4.00mm、 4.44mm,然后取样分别制成泥煤球;将四组泥煤球分别置入750μl METTLER标准陶瓷坩埚内,以125℃/min的速率进行升温,升温范围40℃~1000℃,并且在升温的过程中以60ml/min的速率向坩埚通入氮气作保护气体;

对干燥前后泥煤的数据进行采集,可得热重/热差/热流分析的结果如下:

快速升温试验中,随泥煤粒度的增加,脱水段失重速率最高点温度、脱水结束点温度均呈整体升高趋势,由煤粒内、外表面温差随球径增加而增加所致。

在挥发分析出段,随泥煤粒度的增加,失重速率最高点温度呈整体下降趋势,主要是煤粒上部受热较多,随球径增加形成较大的温差,而温度较高的外表面面积最大所致。

(2)干燥前后煤泥10℃/min测试组:将泥煤球置入750μl METTLER标准陶瓷坩埚内,以10℃/min的速率进行升温,升温范围40℃~1000℃,并且在升温的过程中以60ml/min的速率向坩埚通入氮气作保护气体,反应完成后将干燥后的泥煤过120~140目的筛子;

对干燥前后泥煤的数据进行采集,可得热重/热差/热流分析的结果如下:

干燥过程对神化泥煤的着火点并无影响,着火点均为400℃附近。

着火点前后不同温度段活化能有较大改变,主要是由于在较高温度下,泥煤已经获得了较高的输入能量,并完成了稍早期的氧气吸附,因此活化能下降。

所述数据计算是将数据采集得到的数据通过化学反应式,计算出烟气中各种元素的含量,从而判断泥煤干燥中有无挥发的现象。

所述泥煤干燥前后煤样工业分析及元素分析的结果如下表所示:

上表中,第一组干燥前泥煤样水分高于正常神华泥煤的水分值,主要是由于被试样品的代表性不佳有关。在对干燥机干燥前后的神华泥煤水分变化按第二组泥煤数据选取,即干燥前平均水分为31.2%,干燥后平均水分为18.0%。

干燥前后,两组神华泥煤样均未出现挥发分损失的情况。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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