焦炭反应性及反应后强度实验的影响因素探讨_焦炉除尘地面站

http://blog.sina.com.cn/u/1247038137

首页博文目录关于我

个人资料

微博

加好友发纸条

写留言加关注

博客等级：
博客积分：

博客访问：
关注人气：
获赠金笔：0支
赠出金笔：0支
荣誉徽章：

正文字体大小：大中小

焦炭反应性及反应后强度实验的影响因素探讨

(2012-04-26 10:12:48)

标签：

焦炭

重复性

实验室

反应性

钢结构件

杂谈

焦炭反应性及反应后强度实验的影响因素探讨史玉奎张楠赵衍芳

随着高炉生产大型化和喷煤技术的应用，焦炭在高炉中的骨架作用更为重要，焦炭的反应性（CRI）及反应后强度（CSR）已经成为评价焦炭质量的重要指标。本文对影响CRI及CSR检测方法的各种因素进行了分析，以找到测试结果重现性较差的原因，从而使焦炭热性能实验能够真实反应焦炭质量。

焦化除尘,焦炉除尘,地面除尘站,推焦除尘,焦炉装煤出焦消烟除尘系统供应

公司博客首页http://njsh1998.blog.163.com/

公司网站首页http://www.jsnjsh.com/

联系电话:(13951737628\13547627503)

服务项目:

一,煤焦化消烟除尘地面站工程

二,粉尘治理及污水处理工程

三,各类非标布袋除尘设备及配件

四、承接钢结构件及机械加工

1 实验部分

1.1 实验设备

MP2100型电子天平，101型干燥箱，23mm, 25mm、10mm标准筛， I型转鼓机（转速20±1.5r/min），高温合金钢反应器，700mm S分度热电偶，＞99.99%氮气，＞99.99%CO₂气体，KF-100型焦炭反应性装置。

1.2 实验方法

按GB 1997取样，并按GB/T 4000-2008制取Ф23～25mm的样品900g, 缩分出220g左右，烘干后待用。称取200g样品置于反应器中，在1100℃下通入CO₂气体反应2 h，以焦炭质量损失的百分数表示CRI。反应后的焦炭再以20r/min的转速在I型转鼓机转30min后，用大于10 mm粒级的焦炭占反应后焦炭的质量百分数表示CSR。

2 影响因素与结果讨论

2.1 试样的影响

样品的均匀性影响实验结果的重复性。样品的粒度变化造成焦粒表面积的差异，使实验过程中反应界面不同，从而造成实验结果的差异。GB/T4000-2008中已经将样品的粒度范围由Ф21～25mm修订为Ф23～25mm，实验过程中样品的粒度和粒数趋于一致。

取制样的人为因素也影响实验结果的重复性。保留泡焦和焦头的热性能实验结果表明，CRI极差为6.1 %, CSR极差为9.0%，大大超出了实验重复性要求。虽然GB/T 4000-2008中明确要求弃去泡焦，但泡焦的区分和判断上的人为差异仍会造成样品的差异。条状焦和片状焦的取舍上应尽量一致，厚度在直径的4/5以上可以修正，再薄的应该去掉，以保证样品的均匀性。

2.2 升温速度的影响

升温过程中，焦炭的体积会发生膨胀，在温度达到最大线性膨胀温度T_f之后，焦炭产生新裂纹使体积迅速收缩。由于T_f＞1100℃，高于焦炭热反应性的实验温度，因此不会影响实验过程。通过不同升温速度对检测结果影响的实验发现，升温速度控制在要求范围之内（8～16℃/min)，检测结果不会有显著性差异。

对于连续实验的设备，炉温的冷却时间比较长。为了缩短连续实验的时间，对在室温下升温和在300～400℃开始升温做了对比实验，结果见表1。从表1可看出，初始温度对实验结果的影响较小。

焦化除尘,焦炉除尘,地面除尘站,推焦除尘,焦炉装煤出焦消烟除尘系统供应

公司博客首页http://njsh1998.blog.163.com/

公司网站首页http://www.jsnjsh.com/

联系电话:(13951737628\13547627503)

服务项目:

一,煤焦化消烟除尘地面站工程

二,粉尘治理及污水处理工程

三,各类非标布袋除尘设备及配件

四、承接钢结构件及机械加工

表1 初始温度对实验结果的影响（％）

编号	项目	初始温度，℃
编号	项目	室温	300～400℃
20090717	CRI	33.5	34.9
20090717	CSR	57.8	57.3
20090718	CRI	34.3	33.2
20090718	CSR	57.1	56.8
20090810	CRI	30.1	29.0
20090810	CSR	63.4	64.6

2.3 气体的影响

2.3.1 氮气对实验结果的影响

实验要求焦炭在400～1100℃升温时通入0.8L/min氮气，焦炭降温时通入2L/min氮气，直至温度冷却到100℃以下。经实验，正常流量的氮气氛围下，焦炭损失的质量均在0.3g以下，对实验结果影响较小。但氮气的纯度对实验结果尤其是CRI有一定的影响，纯度越低，测定的CRI越大，因此，对于纯度达不到99.99％的氮气应进行净化，脱除氧气和水分。

2.3.2 CO₂对实验结果的影响

温度达到1100℃后通入CO₂反应，实验中要求CO₂流量控制在5L/min 。

（1） CO₂流量要稳定、准确。CO₂流量不足时，反应性偏低，强度偏高，过量则相反。如果不是CO₂流量计，要经过校正换算成CO₂气体流量。通气前要使用电加热减压阀提前预热CO₂气瓶的出口处，以保证气体流量的稳定。若流量计在气体净化之前，在检查进入反应器的气体流量或是否漏气时，可在反应器前串联流量计。实验过程中要监视CO₂流量，出现流量变化或波动时需及时调整。

（2） CO₂的纯度越低，测定的反应性越大，因此，对于含量达不到99.99％的CO₂应进行净化。洗气瓶中的浓硫酸和干燥剂要经常更换，否则会使实验结果产生偏差。

2.4 炉温的影响

温度是影响CRI和CSR最主要的因素。在高炉内的气体条件下，焦炭的活化能约为310～335kJ/mol，即反应温度每增加30℃，焦炭的化学反应速度约增加1倍。检测中炉温波动范围要求在±5℃。控制炉温的稳定，主要包括以下环节。

（1）反应炉炉丝的使用周期为35次左右，需经常更换。使用新炉丝时需要重新设定炉子的升温参数，确保炉温波动小于5 ℃。炉体内的耐火材料要填充均匀、密实，在反应器法兰四周，围上高铝轻质砖，并盖好耐火砖，可以减少散热，使上下部试样整体受热均匀。

焦化除尘,焦炉除尘,地面除尘站,推焦除尘,焦炉装煤出焦消烟除尘系统供应

公司博客首页http://njsh1998.blog.163.com/

公司网站首页http://www.jsnjsh.com/

联系电话:(13951737628\13547627503)

服务项目:

一,煤焦化消烟除尘地面站工程

二,粉尘治理及污水处理工程

三,各类非标布袋除尘设备及配件

四、承接钢结构件及机械加工

（2）使用的热电偶必须是经过校正的。热电偶套管长350mm，热电偶要插到套管底部，端部位于料层中心位置。反应器深度为500mm, 200g试样高度约为100 mm，炉膛恒温区的长度必须大于150mm，保证实验时试样位置在炉膛恒温区之内。

2.5 实验重复性

（1）实验室内重复性测定。将试样充分混匀缩分出4份，采用上述最佳条件，用同一台设备对焦炭的CRI及CSR进行精密度和准确性实验，实验结果见表2。从表2 可看出，焦炭的CRI和CSR均优于国标的重复性要求。

（2）实验室间重复性测定。将试样充分混匀缩分出2份，采用上述分析的最佳实验条件，分别在炼铁实验室和焦化实验室的2台设备上测定，检测结果见表3。由表3可知，两个实验室测定的焦炭CRI及CSR结果偏差均在标准允许的精密度范围内，表明不同实验室的再现性测定仍能满足标准的重复性要求。

表2 实验室内重复性测定结果（％）

编号	项目	第1次	第2次	第3次	第4次
100415	CRI	35.7	35.6	35.1	35.5
100415	CSR	58.0	58.3	57.8	58.3
100421	CRI	30.4	31.0	31.5	30.8
100421	CSR	62.5	62.2	62.0	62.6
100429	CRI	32.2	32.4	32.8	31.8
100429	CSR	61.7	61.4	61.0	62.5

表3 实验室间的比对结果（％）

编号	实验室	CRI	CSR
100812	炼铁实验室	33.6	62.5
100812	焦化实验室	33.7	62.2
100813	炼铁实验室	32.6	62.0
100813	焦化实验室	34.2	62.2
100814	炼铁实验室	34.3	61.1
100814	焦化实验室	35.4	62.7

3 结语

焦炭CRI及CSR测定是一项规范性很强的实验，焦炭试样的均匀性、气体的纯度和流量、炉温变化都对实验结果影响较大，在一定范围内实验升温速度对检测结果影响较小。只有对实验过程的整个影响环节加以控制，才能保证实验结果的稳定性和重复性。

焦化除尘,焦炉除尘,地面除尘站,推焦除尘,焦炉装煤出焦消烟除尘系统供应

公司博客首页http://njsh1998.blog.163.com/

公司网站首页http://www.jsnjsh.com/

联系电话:(13951737628\13547627503)

服务项目:

一,煤焦化消烟除尘地面站工程

二,粉尘治理及污水处理工程

三,各类非标布袋除尘设备及配件

四、承接钢结构件及机械加工

阅读┊ 收藏 ┊ 喜欢 ▼ ┊打印┊举报/Report

前一篇：青海木里煤的特征及在炼焦中的应用

后一篇：干熄炉炉衬的损伤原因及改进措施

新浪BLOG意见反馈留言板　欢迎批评指正