[发明专利]焦炭热性质分析方法及实现该方法的装置

摘要

本发明公开了一种焦炭热性质分析方法及实现该方法的装置。所述方法包括将制备的平行样放入大坩埚中，并将热电偶插入该份焦炭平行样的中间部位；小坩埚中装入或不装入碱金属碳酸盐和过量的活性碳粉；在焦炭平行样温度为400℃时，通入CO、CO₂、N₂的混合反应气体，升温反应至焦炭熔损率达到实验要求；计算焦炭熔损量和进行转鼓试验，得到焦炭反应性和反应后强度，完成焦炭热性质分析。所述装置可以配合实现上述方法。本发明通过改变混合反应气体的种类、进气比例、以及是否装入碱金属碳酸盐和过量的活性碳粉，可以分析得出反应气体的种类、比例、反应温度以及碱金属对焦炭熔损反应的影响，得出的结果更加符合高炉实际状况。

主权项

一种焦炭热性质分析方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将焦炭制成焦炭小球样品，并缩分成多个质量为M₁的平行样；2)将刚玉反应器放入加热炉中和将缩分成质量为M₁的焦炭平行样放入置于刚玉反应器中的大坩埚中，并将热电偶插入该份焦炭平行样的中间部位；小坩埚中不装入碱金属碳酸盐和过量的活性碳粉；3)打开控温系统，通过热电偶控制加热炉升温，当焦炭平行样的温度达到400℃时，打开进气系统，通过进气管向反应器内输送CO、CO₂、N₂的混合反应气体，同时通过热电偶控制焦炭平行样的升温速率，当焦炭熔损率达到实验要求时，关闭加热炉电源，切断反应气体供应，转为通保护气体N₂，直到刚玉反应器筒体内的温度降至200℃以下；4)反应过程中，反应后尾气经过过滤装置除掉粉尘后，接入烟气分析仪，分析尾气中CO和CO₂的比例￠(CO)、￠(CO₂)，带入计算系统按下式计算出每分钟的焦炭熔损速率：￠(CO)＝V₁(CO)/(V₁(CO)+V₁(CO₂)+V₁(N₂))*100％，￠(CO₂)＝V₁(CO₂)/(V₁(CO)+V₁(CO₂)+V₁(N₂))*100％，V₁(CO)＝V₀(CO)+m*22.4*2/12，V₁(CO₂)＝V₀(CO₂)‑m*22.4/12，V₁(N₂)＝V₀(N₂)；式中：￠(CO)、￠(CO₂)为每分钟尾气中CO、CO₂的体积百分比；V₀(CO)、V₀(CO₂)、V₀(N₂)为每分钟进气口的CO、CO₂、N₂的体积，单位为L；m为每分钟的焦炭熔损量，单位为g；经换算后：m＝12*((￠(CO)+￠(CO₂))*(V₁(CO)+V₀(CO₂)+V₀(N₂))‑(V₁(CO)+V₀(CO₂)))/(22.4*(1‑￠(CO)+￠(CO₂)))每分钟的焦炭熔损速率＝m/t＝m；5)将反应过程中每分钟的焦炭平行样的温度和熔损速率导入数据处理系统，每分钟的焦炭熔损量累加后即可获得最终的焦炭熔损量和熔损率；6)反应结束后，将冷却到室温的该份焦炭平行样倒出，对其称重，记做M₂；7)将反应后的该份焦炭平行样装入转鼓内，以19～21r/min的转速旋转30min,然后从转鼓内取出该份焦炭平行样，用10mm的圆孔筛筛分，并称量圆孔筛上物质的重量，记做M₃；8)计算焦炭反应性CRI和反应后强度CSR，计算方法如下：CRI＝(M₁‑M₂)*100/M₁；CSR＝(M₂‑M₃)*100/M₂；9)分别或同时改变步骤3)中CO、CO₂、N₂的混合反应气体的进气比例、焦炭平行样的升温速率，在小坩埚中装入碱金属碳酸盐和过量的活性碳粉，改变碱金属碳酸盐的重量，得出反应气体的种类、比例以及反应温度、碱金属对焦炭熔损反应的影响，从而完成焦炭热性质分析。