專利名稱：測定煤粉添加劑助燃性的方法
技術領域：
本發明涉及在煤粉中加入添加劑后燃燒效果的檢測方法，屬于エ業檢測技術領域。
背景技術：
煤粉的燃燒率是煤粉燃燒性能的ー個標志，目前煤粉的燃燒率還沒有國家標準。近年來，興起了在高爐噴吹煤粉中加入添加剤，以達到提高煤粉燃燒效率，提高噴煤量，降低焦比、節約成本的目的。但如何直接衡量添加劑的助燃效果業內尚無明確的方法，一般是通過熱分析、煤粉燃燒率專用測定儀器或直接エ業性試驗后計算各項指標來衡量。煤粉燃燒率計算時通過煤粉燃燒后灰分的的含量來計算其燃燒率大小，由于目前沒有統ー試驗方法，試驗設備不盡相同，試驗過程中周期長，有些需要設計專業儀器設備進行。熱分析是指用熱力學參數或物理參數隨溫度變化的關系進行分析的方法，試驗時需要專業熱分析儀，其實驗儀器設備價格昂貴，試驗周期長；如果用エ業性試驗結果來衡量助燃劑的效果，通過把噴煤助燃劑直接加入高爐中，將會加大了高爐的運行風險。如何通過ー種簡便易行的試驗方法來評價煤粉添加劑的助燃效果，是本發明所要解決的問題。
發明內容
為解決煤粉加入添加劑后的燃燒效果難以檢測等問題，本發明提供一種測定煤粉添加劑助燃性的方法，通過對比煤粉與煤粉加入添加劑燃燒后重量變化率來衡量煤粉添加劑的助燃效果。本發明通過下列技術方案實現一種測定煤粉添加劑助燃性的方法，其特征在于經過下列各步驟
(1)稱取煤粉作為對比樣Wstl,稱取煤粉與添加劑的混合物作為待測樣Wistl,且混合物中煤粉與添加劑的混合質量比，按該添加劑的使用要求確定；
(2)將步驟(I)的對比樣和待測樣一同于900 1300°C下，氧化燃燒I 5min，然后冷卻至室溫，分別稱量燃燒后的對比樣重量Ws和待測樣的重量Wis ；
(3)按下列公式計算添加劑的助燃效果
Z=B添煤
其中，B添=(W添。-W添)/W添。X 100%，単位％;
B煤=煤)/%。><100%，単位％;
Z——助燃性，単位％ ；
Wistl——待測樣燃燒前的重量，単位克；
Wis——待測樣燃燒后的重量，単位克;
WffiO——對比樣燃燒前的總重量，単位克；
Wffi——對比樣燃燒后的重量，単位克。所述步驟(I)的煤粉粒度彡200目。
所述步驟(I)的對比樣W煤。的重量為0.1g l.Og。所述步驟(I)的待測樣W添。的重量為0.1g l.Og。所述步驟(I)的添加劑為市購產品，煤粉與該添加劑的混合質量比，按該添加劑出廠時的使用要求確定，即根據該添加劑生產廠家給出的使用比例，配入到煤粉中。所述步驟(3)計算添加劑的助燃效果前，先評判試驗結果的平均相對誤差，以達到提高試驗精度。當平均相對誤差< 3%吋，即可繼續計算添加劑的助燃效果；當平均相對誤差> 3%吋，則需要重新測定。評判試驗結果的平均相對誤差的計算方法為取多組平行待測樣進行測定，將測得結果按下列公式進行計算B
添平均相對誤差=I B添一B添平均值I /B添平均值。所述步驟(3)計算添加劑的助燃效果時，用多組平行試樣的算木平均值來表示，SPZ= (ZfZ2+." Zn)/no本發明的煤粉為市購的原煤；添加劑為市購產品，添加劑的加入量按使用說明書進行添加。為了試樣能模擬高爐熱風中燃燒，對比樣與待測樣應盡量平鋪于盛裝試樣的燃燒器皿中，送入燃燒溫度為900°C 1300°C的燃燒爐中，并保持燃燒爐內的氣氛為自然氧化氣氛，即自然空氣狀態下的氣氛。通過實驗驗證，試樣重量在0.1g 1. Og時，易于平鋪于燃燒器皿中，能與外界環境充分接觸燃燒，可真實地模擬高爐噴煤的燃燒，且在此重量范圍內，試樣燃燒反應趨于平穩，不易受外界干擾。試驗過程中，如果試樣重量太小將會加大試驗誤差，一般情況下選擇試樣重量0.1g 0. 5g較為適宜。通過試驗驗證，靜態燃燒條件下煤粉燃燒時間定為Imin 5min，能反映煤粉添加助燃劑后的效果，考慮到把試樣從室溫放入爐內時有ー個溫度補償過程，一般情況下選擇實驗時間為3min，如有需要，其它不同的試驗物質燃燒時間可通過試驗進行選擇。本發明具有的優點和效果是
(1)測量方法簡便快捷采用上述方案，只需在升溫至所需溫度的燃燒爐內，即可對助燃性進行快速測定，無需添購價格昂貴的專用設備、儀器；
(2)測量方法高效準確試驗過程中，一次可以進行ー組或幾組不同配比的試驗，同一配比試樣由幾組并列試樣構成，同時進行試驗，做到試驗條件相近，減少了試驗誤差帶來的干擾；
(3)模擬性強溫度可以設置到高爐熱風溫度(或其他燃燒溫度)，可模擬煤粉在風ロ區(或其它條件下)燃燒情況；
(4)多用途除了測定煤粉添加劑的效果外，還可以用來模擬其它添加物質的燃燒效果(易揚物品除外)。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明做進ー步說明。實施例1
(1)稱取粒度<200目的煤粉作為對比樣W_=0. 4999g，稱取煤粉與添加劑的混合物兩份作為待測樣=Wistll=O. 5022g、Wiso2=O. 5040g，其中，每ー份待測樣中添加劑的配入量按生產廠家的使用要求為煤粉質量的0. 5% ；
(2)將步驟(I)的對比樣和待測樣分別平鋪于器皿中，一同放入溫度為900°C的馬弗爐中，燃燒3min，并保持爐內的氣氛為自然氧化氣氛，冷卻至室溫，分別稱量燃燒后的對比樣重量Ws=O. 3838g和兩份待測樣的重量W添i=0. 3817g、W852=O. 4015g ；
(3)按下列公式計算兩份平行待測樣的平均相對誤差，以評判試驗結果
B 添 f (W 添 O1-W 添 D /W 添 0 X 100%=23. 99%，
B 添 f (W 添 O2-W 添 2) /W 添 0 X 100%==20. 34% ；
B 添!平均相對誤差=I 23. 99- (23. 99+20. 34) /2 I / (23. 99+20. 34) /2 X 100%=8. 23% > 3%,
需重試；
B添2 平均相對誤差=I 20. 34- (23. 99+20. 34)/2 I /(23. 99+20. 34)/2X 100%=8. 23% > 3%,
需重試。試驗終止,需重試。實施例2
(1)稱取粒度<200目的煤粉作為對比樣W_=0. 1004g，稱取兩份煤粉與添加劑的混合物作為待測樣=Wistll=O. 1008g、Wiso2=O. 1004g，其中，每ー份待測樣中添加劑的配入量按生產廠家的使用要求為煤粉質量的0. 4% ；
(2)將步驟(I)的對比樣和待測樣分別平鋪于器皿中，置于模擬高爐風溫1000°C下的自然氧化環境中的馬弗爐中，燃燒5min，然后冷卻至室溫，分別稱量燃燒后的對比樣重量W煤=0. O72Og 和待測樣的重量 Wisi=O. 0658g、W852=O. 0648g ；
(3)按下列公式計算兩份平行待測樣的平均相對誤差，以評判試驗結果
B添廣作添01-W添DZw^0XIOO0Z70= (0. 1008-0. 0658) /0. 1008X 100%=34. 72%,
B添2= (W添02-W添2)/W添0X 100%= (0. 1004-0. 0648) /0. 1004X 100%=35. 46% ；
B 添!平均相對誤差=I 34. 72- (34. 72+35. 46) /2 I / (34. 72+35. 46) /2 X 100%=0. 38% < 3%
B添2 平均#對誤差=I 35. 46-(34. 72+35. 46)/2 I /(34. 72+35. 46)/2X 100%=2. 51% < 3%可繼續計算添加劑的助燃效果；
按下列公式計算添加劑的助燃效果
B煤=(w煤Q-W煤)/W煤0X 100%= (0. 1004-0. 0720) /0. 1004X 100%=28. 28%
Z1=Bis1-Bffi=S^ 72%-28. 28%=6. 44%,
Z2=B添2-B煤=35. 46%%-28. 28%=7. 18%,
則助燃性Z= (ZfZ2) /2= (6. 44%+7. 18%) /2=6. 81%，表明煤粉中添加助燃用的添加剤后，助燃性較空白煤粉提高6. 81%。實施例3
此例為添加不同助燃用的添加劑效果對比測試。(I)稱取粒度彡200目的煤粉作為對比樣Wstl=O. lOOOg，分別稱取四份煤粉與添加劑的混合物作為待測樣，其中兩份待測樣中的添加劑A的配入量按生產廠家的使用要求為煤粉質量的0. 3%，記為1、2組=Wistll=O.1OOOg^ffiso2=O.1OOOg ;另兩份待測樣中的添加劑B的配入量按生產廠家的使用要求為煤粉質量的0. 3%，記為3、4組=Wistl3=O.1OOOg^ffis04=0-1OOOg ；
(2)將步驟(I)的各樣品平鋪于器皿中，置于模擬高爐風溫1300°C下的自然氧化環境中的馬弗爐中，燃燒lmin，然后冷卻至室溫，分別稱量燃燒后的對比樣重量Ws=O. 0740g，待測樣 1、2、3、4 的重量=Wisi=O. 0640g、W852=O. 0648g、Wis3=O. 0426g, Wis4=O. 0430g ；
(3)按下列公式計算四份平行待測樣的平均相對誤差，以評判試驗結果8添1=(評添01-1添1)/1添01父100%= (0. 1000-0. 0640) /0. 1000X 100%=36. 00%
B添2= (W添02-W添2)/W添02X 100%= (0. 1000-0. 0648) /0. 1000X 100%=35. 20%
B 添 3= (W 添 03-W 添 3)/W 添 03X 100%= (0. 1000-0. 0426) /0. 1000 X 100%=57. 40%, B 添 4=(W 添O4-W添4)/W添04X 100%= (0. 1000-0. 0430) /0. 1000X 100%=57. 00% ；
B添 1￥均相對誤差=I 36. 00-(35. 20+36. 00)/2 I /(35. 20+36. 00)/2X 100%=1. 12% < 3%
B添2￥均相對誤差=I 35. 20-(35. 20+36. 00)/2 I /(35. 20+36. 00)/2X 100%=1. 12% < 3%
B 添 3 平均相對誤差=I 57. 40- (57. 40+57. 00) /2 I / (57. 40+57. 00) /2 X 100%=0. 35% < 3%
B 添 4 平均相對誤差=I 57. 00- (57. 40+57. 00) /2 I / (57. 40+57. 00) /2 X 100%=0. 35% < 3%可繼續計算添加劑的助燃效果；
按下列公式計算添加劑的助燃效果
B煤=(w煤Q-W煤D/W煤0X100%=(0. 1000-0. 0740)/0. 1000X 100%=26. 00%
Z1=Bis1-Bffi=Se. 00%-26. 00%=10%，
Z2=B ^ 2_B =35. 20%_26. 00%=9. 2%，
則助燃性Z= U.+W/2= (9. 20%+10%)/2=9. 6%，表明煤粉中添加助燃用的添加劑A后，助燃性提高9. 6% ；
Z3=B添3-B煤=57. 40%-26. 00%=31. 40%,
Z4=B 添 4_B だ=57. 00%_26. 00%=31. 00%，
則助燃性Z= (Z3+Z4) /2= (31. 40%+31. 00%) /2=31. 20%，表明煤粉中添加助燃用的添加劑B后，助燃性提高31.2%。對比看出，添加了添加劑A的煤粉的助燃性較空白煤粉提高9. 6%，添加了添加劑B的煤粉較空白煤粉的助燃性提高31. 2%，由此得出添中劑B的助燃性優于添加劑A。
權利要求
1.一種測定煤粉添加劑助燃性的方法，其特征在于經過下列各步驟 (1)稱取煤粉作為對比樣Wstl，稱取煤粉與添加劑的混合物作為待測樣Wistl,且混合物中煤粉與添加劑的混合質量比，按該添加劑的使用要求確定； (2)將步驟(I)的對比樣和待測樣一同于900 1300°C下，氧化燃燒I 5min，然后冷卻至室溫，分別稱量燃燒后的對比樣重量1@和待測樣的重量Wis ； (3)按下列公式計算添加劑的助燃效果 Z=B添—B煤 其中，B添=(W添。-W添)/W添。X 100%，單位％; B煤=(%。1煤)/%。><100%，單位％; Z——助燃性，單位％ ； Wistl——待測樣燃燒前的重量，單位克； Wis——待測樣燃燒后的重量，單位克; WffiO——對比樣燃燒前的總重量，單位克； Wffi——對比樣燃燒后的重量，單位克。
2.根據權利要求1所述的測定煤粉添加劑助燃性的方法，其特征在于所述步驟(I)的煤粉為粒度< 200目。
3.根據權利要求1所述的測定煤粉添加劑助燃性的方法，其特征在于所述步驟(I)的對比樣Wstl的重量為O.1g 1. 0g。
4.根據權利要求1所述的測定煤粉添加劑助燃性的方法，其特征在于所述步驟(I)的待測樣W_的重量為O.1g 1. 0g。
全文摘要
本發明提供一種測定煤粉添加劑助燃性的方法，稱取煤粉的對比樣和待測樣，在待測樣中按添加劑的使用比例加入添加劑，置于900～1300℃下自然氧化燃燒1～5min，然后冷卻至室溫，分別稱量燃燒后的對比樣重量和待測樣的重量；按下列公式計算添加劑的助燃效果Z=B添-B煤；其中，B添=(W添0-W添)/W添0×100%；B煤=(W煤0-W煤)/W煤0×100%。本發明測量方法簡便快捷、高效準確、且模擬性強，除了測定煤粉添加劑的效果外，還可以用來模擬其它添加物質的燃燒效果。
文檔編號G01N5/00GK103018127SQ20131001729
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者唐啟榮, 汪勤峰, 申波, 王濤 申請人:武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司