焦炉成焦实验报告

焦炭焦率实验报告

实验目的

1、通过实验数据对实际焦率进行验证。

2、对不同挥发份的煤在不同周转时间情况下的焦率进行分析。

3、通过化验结果对实际焦率和理论焦率进行对比分析。

实验原理

本次实验采取平行样实验的方法，取一定量的实验煤进行称重并对实验煤进行水份、挥发份、灰份的化验分析，将该煤加入到特定容器中，模拟实际成焦过程加热，焦炭成熟后进行相关的秤量和成份分析，通过实验中所得到的数据对理论和实际等相关结果进行分析。实验过程及器具

本次实验从12月中旬开始持续到2月中旬，时间2个月。主要是对配合煤以及比较典型的单种煤进行了完整的成焦实验。考虑到炉体温度、周转时间、炉体状态等条件，选择在3#焦炉进行实验。本次实验全过程比较长，结焦时间从初期的30个小时缩短到实验后期的17.5个小时，正好客观的反映了不同周转时间下的温度等要素对结果的影响程度。

对装煤的容器设计为壁厚8mm和高为280mm的圆桶，桶直径为230mm，重量约为27公斤，在制作中对桶盖和桶沿进行打磨，使之紧密接触，在使用之前对桶内外进行了除锈处理（在实际使用中感觉过于笨重，可以采用4mm的铁板制作，使容器质量大概为10公斤，能够装煤7~8公斤就可以了）。在容器的上盖板上开10个直径为

10mm的圆孔方便结焦过程中荒煤气散出。制作两个相同的容器，准备进行平行实验。实验容器示意图如下：

实验方案

每次采12公斤以上的样品，用16mm筛子将稍大的块煤筛出，经过破碎后重新混合缩分。将样品充分混合后分成2份，从每份样品中称出整5000克装袋编号记录（电子秤，每次试验前进行校正）。在剩余样中每份缩分取出1公斤样同样编号记录，作为水份、灰份、挥发份的化验分析样品。将两袋各5000克煤分别装入实验容器中，摊平，微压一下。选择炉体、温度较正常的炉号，在平煤完毕后从加煤口放入炭化室煤上部放平，一般选择1#和2#加煤口放入，待出炉前10分钟将两个实验容器取出，以石棉毡盖住容器的上盖板的小孔防止空气进入至使焦炭继续燃烧，采用自然降温冷却或者在容器四周用冷水急速冷却的降温方式对容器进行降温。对冷却后的焦炭首先称重，记录结焦后焦炭重量；称量后的焦炭将大块焦炭通过破碎机破成小块，然后缩分成足够样品对焦炭的水份、灰份、挥发份进行测定。实验数据

注：上表中的挥发都为干燥无灰基。

根据挥发分来测算理论焦率的公式：

焦率＝（100－煤的干基挥发）/（100－焦炭的干基挥发）×100＋k 根据灰分来测算理论焦率的公式：

焦率＝煤的灰分/焦炭的灰分

其中校正系数k按照1.25取值，则各煤种的理论和实际实验焦率对比如下：

因为实验结果受到煤质均匀程度、缩分程度、样品随机性、化验误差、炉体状况、成熟情况等多方面影响，所以从结果的精确度上看还是存在较多难以把握的误差，因此我们从结果中只能进行定性分析来找出实验所反应出的趋势。从实验的数据上分析，在焦炭的挥发份差距较大时即焦炭成熟度差别较大时，测得的实验焦率的差别也比较大。对比较高挥发分和较低挥发分的煤的实验结果，挥发低的煤理论焦率高于实验测定的焦率，而挥发高的煤理论焦率低于实验测定的焦率。

实验结论：

1、周转时间的变化和标准温度的变化对焦率的影响是比较大的。

一方面，周转时间和标准温度直接决定焦炭的成熟程度，而如

果焦炭成熟度不足，焦炭中挥发分含量高，则焦率会有所升高。

另一方面，较高的温度会使煤气中的大分子物质进一步分解成

石墨，降低化产品的收率，同时使焦率增加。

2、在周转时间延长，标温降低的情况下，校正系数k值大大降低

了。

3、结论中有2个结果是值得注意的，从圣佛煤理论焦率明显低于

实际焦率和胜利煤理论焦率明显高于实际焦率的情况分析，较

高的挥发分可能导致成焦过程中荒煤气二次分解作用更多的发

生，如果标准温度较高那么分解作用就更加明显，校正系数k

值也会大大提高。反之，配合煤挥发分较低时，校正系数k值

也会降低。

讨论

实验后我们分析实验中的不确定因素发现因为反应容器放置的位置在炉顶空间，因此没有接触到炉墙，成焦主要靠热辐射和炉顶空间热气的对流，有可能导致成焦过程中温度达不到理想状态；另外从实验数据上反映出一个问题，因为样品量较多，样品缩分、混合等均化样品的工作难以取得良好的效果。如果采用实验室内的方法，用电加热实验容器，同时降低样品量增加缩分和混合精度（参考G值的测量），这样对实验数据是否能够更加准确的反映真实结果，从而进行有效的定量分析？