专利名称：一种模拟高炉喷煤燃烧实验装置的制作方法
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°C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°C /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°C，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1100-120(TC，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°C、低温 组成1100-1200°C。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。[0010]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。

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°C )、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°C，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(C0、C02、H2、02)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。
权利要求一种模拟高炉喷煤燃烧实验装置，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；其特征在于，第一低压电磁阀(1)与两侧不锈钢管螺纹连接；第一高压电磁阀(2)与两侧不锈钢管螺纹连接；低温加热炉(3)与上下不锈钢管焊接；第二低压电磁阀(4)与上端不锈钢管螺纹连接，与下端低压一次阀(5)螺纹连接；第二高压电磁阀(6)与上端不锈钢管螺纹连接，与下端高压一次阀(7)螺纹连接；装煤粉处(8)上盖与不锈光管螺纹连接；装煤粉处(8)与高温加热炉(9)之间管路连接处焊接并导通；高压加热炉(9)与上下不锈钢管法兰连接；平衡压力口(10)与不锈钢管螺纹连接，一次阀(11)与上端不绣钢管螺纹连接，与下端集气瓶(12)气管连接；集气瓶(12)与真空泵(13)气管连接，与卸灰口(14)下盖螺纹连接。
专利摘要一种模拟高炉喷煤燃烧实验装置，属于高炉炼铁技术领域。该装置包括低压电磁阀、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。用于模拟高炉喷吹煤粉燃烧，既能满足高风温1100～1200℃，又能满足热风与煤粉间高速热交换，能够真实准确的模拟煤粉燃烧状况，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，并且全部操作自动化控制。
文档编号G01N25/22GK201589762SQ200920350790
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者张雪松, 秦岳义 申请人:首钢总公司