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浅谈煤炭发热量测定对比试验
发布日期:2015-06-05    作者:付强    来源:原创    
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  目前我们公司所使用煤炭有无烟煤、烟煤(高、低挥发),一级焦炭、二级焦炭、以及焦沫、兰炭这几种。在冶金冶炼过程中高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细的无烟煤或烟煤,是代替焦炭的供热源和还原剂,降低了焦比和生铁成本,所以煤的灰分越低越好,发热量越高越好,硫越低越好;焦炭是高炉热量的来源(随着喷煤比提高焦炭用量会逐步减少)、还原剂(C和CO对铁矿石还原作用)、生铁的溶碳(焦炭中的C会渗透到生铁中),炉料的骨架(起到透煤气的透气作用),因此煤炭在高炉中起重要作用,煤炭发热量越高越好,发热量越好高炉内释放的热量越多,产生的还原剂也愈多。
 

浅谈煤炭发热量测定对比试验

 

 (澳门太阳城官网,陕西勉县 724200

  要:煤与焦炭的发热量测定,我们目前采用的是弹式量热仪(型号SDCM 3100; SDC5015)进行测定,该设备使用比较方便,且数据较为准确,能够提高工作效率。本文通过采用苯甲酸校证、煤焦标样、各种试样来进行测定说明煤与焦炭发热值之间的不同关系,以指导生产和经营结算为目的,提高我们检测能力和数据的准确性。

关键字:   焦炭   发热量测定

目前我们公司所使用煤炭有无烟煤、烟煤(高、低挥发),一级焦炭、二级焦炭、以及焦沫、兰炭这几种。

在冶金冶炼过程中高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细的无烟煤或烟煤,是代替焦炭的供热源和还原剂,降低了焦比和生铁成本,所以煤的灰分越低越好,发热量越高越好,硫越低越好;焦炭是高炉热量的来源(随着喷煤比提高焦炭用量会逐步减少)、还原剂(CCO对铁矿石还原作用)、生铁的溶碳(焦炭中的C会渗透到生铁中),炉料的骨架(起到透煤气的透气作用),因此煤炭在高炉中起重要作用,煤炭发热量越高越好,发热量越好高炉内释放的热量越多,产生的还原剂也愈多。本文就各种煤炭发热量进行了对比研究,测定结论如下:

1 实验部分

1.1  分析原理:

高位发热量:一定质量的分析试样在氧弹热量计中,在充有过量氧气的氧弹内燃烧,根据试样燃烧前后量热系统产生的温升,并对点火丝等附加热进行校正后求得试样的弹筒发热量。从弹筒发热量中扣除硝酸生成热和硫酸校正热(硫酸与二氧化硫形成热之差)即得高位发热量。

低位发热量:恒容低位发热量和恒压低位发热量可以通过分析试样的高位发热量计算。计算恒容低位发热量需要知道煤样中水分和氢的含量,计算恒压低位发热量还需知道煤样中氧和氮的含量。

低位发热量的计算公式:

式中: 

  煤的收到基恒容低位发热量,单位为焦耳每克(J/g);

 煤的空气干燥基恒容高位发热量,单位为焦耳每克(J/g);

煤 的 收 到 基全水分(GB/T 211测定),单位为百分数(%);

  煤 的 空气干燥基水分(GB/T 212测定),单位为百分数(%);

煤 的 空气干燥基氢含量(GB/T 476GB/T 15460测定),单位为百分数(%)

1.2  设备及材料:

SDCM 3100 SDC5015弹式量热仪;氧气纯度≥99.5%,不含可燃成分且非电解氧;点火丝:铁 丝 6700J /g,镍 铬 丝、6000J /g,铜丝、2500 J/g,棉线17500 J/g;分析天平感量0.0001g

1.3  测定方法:

打开设备,双击SDACM量热仪图标,系统自动初始化,仪器稳定一段时间。

打开氧气瓶总阀,瓶内压力大于5 Mpa,调节减压阀使输出压力为(2.83.0)MPa

在万分之一电子天平上称取(0.9-1.1)g试样,放入已清洁且干燥的专用坩埚内(注:焦炭样品坩埚底部铺少许酸洗石棉绒)。

将装有试样的坩埚放到已置于氧弹支架的氧弹芯上,接上点火丝,使点火丝靠近或接触试样(点火丝不得短路或与坩埚接触)。平稳的将氧弹芯放入装有10mL蒸馏水的氧弹筒内,旋紧筒盖并平稳放到充氧器定位盘上。使氧弹头对准充氧器气嘴,下压充氧手柄,充气(30-45)S(注意观察充氧器上氧气压力表的读数与氧气瓶输出压力一致,(2.83.0MPa,同一样品充氧时间保持一致),充氧结束慢慢松开充氧器手柄。

输入样品名称及编号、试样质量,用氧弹提手将氧弹平稳放入量热仪内桶,盖上桶盖,系统自动完成试样分析。分析结束从量热仪内桶取出氧弹,用放气阀将氧弹中残留气体放出,旋开弹盖,清理内筒及弹芯上残余点火丝和其它异物,刷洗干净后,进行下一次分析。点击数据管理系统,用鼠标选定刚分析数据,手动输入吸附水分、分析水分、硫分、氢含量等,计算后以收到基低位发热量报出,单位为CaL/g。精密度:误差范围正负30 CaL/g125J/g

2       方法验证与数据比对

按照以上分析方法,我们对不同的燃料分别进行了多次测定比对,说明煤炭发热量高低的原因,对我们的检测提供判定依据。

2.1  对不同燃料、标样,用不同设备做比对实验

用苯甲酸标准物质对量热仪进行校验(苯甲酸发热量标准物质,片状晶体,弹筒发热量标准值为26472J/g)。两台量热仪测定标准物质的发热量误差符合

,精密度是否在范围之内,其次用各种标准物质、两种试样进行比对,确定弹筒发热量、收到基低位发热量进行结果,再进行数据对比,结果如下:

弹筒发热量是在氧弹中,在有过剩的氧的情况下,燃烧单位质量试样所产生的热量称为弹筒发热量。


1   各种燃料发热量测试结果

样品名称

样样品编号

测试日期

所用仪器编号

仪器参数

试样质量(g)

弹筒发热量(J/g)

空干基高位(cal/g)

收到基低位(cal/g)

备注

点火丝热值(J)

仪器热容量(J/K)

苯甲酸(标准物质)

/

2014-5-16

1号机

25.00

5870.65

1.0111

26531

/

/

标准值26472J/g

测量均值26505 J/g

苯甲酸(标准物质)

/

2014-5-16

2号机

25.00

5836.85

0.997

26479

/

/

焦炭标样

YSBC28802b-06

2014-5-16

1号机

25.00

5870.65

0.998

27697

6598

/

平均6594cal/g

焦炭标样

YSBC28802b-06

2014-5-16

2号机

25.00

5836.85

1.002

27663

6590

/

高挥发分煤标样

GBW(E)11035

2014-5-16

1号机

25.00

5870.65

1.001

29839

7113

/

平均7116 cal/g

高挥发分煤标样

GBW(E)11035

2014-5-16

2号机

25.00

5836.85

1.0000

29869

7120

/

外购焦炭

20140514078

2014-5-16

1号机

25.00

5870.65

1.0001

29002

6909

6200

平均6213 cal/g

外购焦炭

20140514078

2014-5-16

2号机

25.00

5836.85

1.0002

29127

6938

6227

外购无烟煤

20140514016

2014-5-16

1号机

25.00

5870.65

0.9998

30609

7300

6405

平均6404 cal/g

外购无烟煤

20140514016

2014-5-16

2号机

25.00

5836.85

1.0001

30595

7296

6403

从表中可以看出:两台机子的苯甲酸弹筒发热量与标值接近,均在误差范围内,故设备运行正常;焦炭的标样平均6594cal/g≤高挥发烟煤标样发热量7116 cal/g;外购焦炭的发热量6213 cal/g≤外购无烟煤平均6404 cal/g

2.2 对不同燃料、标样,用不同设备做比对实验

方法二:我们采用同一台设备、不同的燃料、以及物料各类成分含量进行验证,观察各类燃料成分对发热量的影响。

表二    各种燃料发热量测试结果对比

样品名称

样品编号

测试日期

Mt%

Mad

Vad

S