型煤热态抗压强度在线测试方法技术

本发明专利技术涉及型煤热态抗压强度在线测试方法，测试方法包括以下步骤：1）压制所需形状的型煤块于鼓风干燥箱内干燥后备用；2)将型煤放在压力机压盘上的两个耐高温氧化铝棒之间；3)移动开闭式加热炉于压力机上，使氧化铝陶瓷棒及其型煤置于加热炉堂恒温区内，扣紧加热炉挂扣；4)接通惰性气体保护气路，设置加热炉温控表到600~900℃；5）运行蠕动泵，使循环冷却水通过螺旋<环形冷却蛇管；6)快速加热使温度到达设定值恒温30min后开始自动测试；7）连续测试若干个型煤样，计算其算术平均值作为热态抗压强度。本发明专利技术实现了在线对型煤热强度的测试，能够很好的模拟型煤在高温、高压移动床气化炉中的工况，可以对型煤气化工业生产进行技术参数指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所涉及的
为型煤测试领域，具体可对エ业气化用型煤的热态抗压强度进行在线测试，专利技术了能模拟在エ业气化条件下的型煤热强度测试方法。
技术介绍
煤炭经过开采、洗选，特别是经过混配等加工后，其エ艺性质得到了优化，但所得产品多伴有大量粉煤。对于ー些需要使用块煤的用户(如层燃锅炉、常压固定床气化炉、鲁奇加压气化炉、炼钢炉等)，则需要将配合好的粉煤加工成“块煤”，将粉煤、煤泥、煤灰及粉焦加工成具有一定理化性能的块状燃料或原料的エ艺过程，称为粉煤成型，其产品称为型煤或型焦，泛称型煤。粉煤成型的目的不仅是为了将粉煤变成“块煤”，更重要的是为了改变煤炭原有的性质，克服粉煤存在的缺陷，从而将劣质、低效、污染重的粉煤和粉焦转化为优质エ业原料和高效、洁净的エ业与民用燃料，以满足用户的各种需求。エ业上以块煤、焦炭为燃料或原料的炉窑多属于固定床气化炉型，例如合成氨生产用的煤气化炉(包括常压的、加压的、水煤气炉等)、炼铁高炉、机械制造等行业用的煤气发生炉以及蒸汽机车等。型煤能不能代替块煤和焦炭用于这些固定床炉型，以及应用效果的好坏，关键在于型煤本身的质量是否合乎要求。然而型煤的热态抗压强度相对于其它型煤指标来说更加重要。型煤的热态抗压强度是型煤在受热状态下能承受压カ的指标，热态抗压强度差的型煤在型煤刚刚入炉后就可能全部粉碎，从而使炉况不稳定，影响设备正常运行。另外，普遍应用的型煤的热稳定性与型煤的热态抗压强度直接相关，型煤的热态抗压強度越高型煤的热稳定性越好。目前对于型煤热态抗压强度的测试方法主要有两类第一类为MT/T I 073-2008对于型煤热态抗压强度的测试方法，也叫炉外测试法，其具体步骤为1.将型煤试样均匀地放人2 4个坩锅中，盖好坩埚盖；2.将马弗炉预先加热到850°C，打开炉门，迅速将坩埚放入恒温区，立即关上炉门并计时，准确加热30min。坩埚放人后，要求炉温在Smin内恢复至(850±15)°C，并恒温，否则此次试验作废；3.从马弗炉中取出坩埚，冷却至室温；4.取出型煤，逐个置于规定的试验机的施力面中心位置上，以10 15 mm/min的均匀位移速度单向施力，记录型煤开裂时试验机显示的数值；以10个型煤测定值的算木平均值作为ー组测定值，为型煤的热态抗压强度。该种测试方法是将型煤经热处理后冷却到室温后测试得到的强度数值，相当于型煤经过短暂时间热解脱除挥发分后的冷态抗压强度，不能反映型煤在エ业气化炉内实际使用时的エ况，所以这种方法得到的型煤指标不能很好的指导型煤的エ业化应用，具有很大的缺陷。第二类型煤热态抗压强度的测试方法为非标的测试方法，也称为炉内测试法，该方法的具体步骤为1.将型煤试样均匀地放人2 4个坩锅中，型煤样品上覆盖石英砂，盖好坩埚盖；2.将马弗炉预先加热到850°C，打开炉门，迅速将坩埚放入恒温区，立即关上炉门并计时，准确加热30min。坩埚放人后，要求炉温在Smin内恢复至(850±15)°C，并恒温，否则此次试验作废；3.从马弗炉中取出坩埚，并立即用坩埚钳夹出型煤，逐个置于规定的试验机的施力面中心位置上，以10 15 mm/min的均匀位移速度单向施力，记录型煤开裂时试验机显示的数值。以10个型煤测定值的算木平均值作为ー组测定值，为型煤的热态抗压强度。该类测试方法虽然在一定程度上能模拟エ业气化炉内的エ况，但是由于型煤在较高的温度测试时直接暴露在空气中，使型煤外表面层几乎完全处于燃烧状态；而且受测试条件等影响，所得到的热态强度与真实热态抗压强度偏差明显，在实际操作过程中造成型煤的指标波动很大，不能很好的指导型煤的エ业化应用。综上所述，目前没有ー种能够很好模拟エ业气化条件下对型煤热强度指标的测试方法，并且ー些已有的测试方法都存在极大缺陷不能很好指导エ业生产。本专利技术不需要繁琐的测试步骤便能很好的模拟エ业实际运行气化炉内的エ况，并且测试的消耗很低，因此测试型煤的热态抗压强度具有高效、便捷、快速、准确等特点。特别适合于考察型煤用于加压气化炉时所需要的热态抗压强度等指标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供型煤热态抗压强度的测试方法，以实现型煤热态抗压强度的在线测试，从而准确的为エ业化生产提供所需的性能參数。同时本专利技术的目的还在于对以上各类测试方法进行对比。为了达到以上目的，本专利技术的采用以下技术方案包括以下步骤1)用模具压制出圆柱形状的型煤块若干个，大于10个，室温中稍晾干后放于鼓风干燥箱内在110°C温度下干燥5h后备用；2)将型煤放在具有断点模式的多功能压カ机上下两个压杆之间，两个压杆由高强氧化铝陶瓷棒制造；3)移动开闭式加热炉于压カ机上，调节氧化铝陶瓷压杆及型煤样品处于加热炉堂内恒温区，关闭加热炉并扣紧开闭挂扣；4)打开惰性气体阀门，通过转子流量计调节惰性气体流量10(T2(K)ml/min，通过管路使氮气从开闭式加热炉底部经过环形管气体分布器进入加热炉中；5)运行蠕动泵，使循环冷却水通过金属管道通入螺旋环形冷却蛇管和承接压片冷却水孔道中；6)调节加热炉温控表至60(T900°C温度，并要求加热炉在20min内达到设定温度；7)在加热炉仪表显示达到设定温度后恒温30min ；8)运行压力机，自动完成测试、记录并保存测试结果；9)调节压杆位置，退出测试样品，快速打开开闭式加热炉取出破裂的型煤，换上下一个要测的型煤样，关闭加热炉，待仪表温度恢复到设定温度，重复步骤7到步骤9 ；10)所有测试结束后，依次关闭保护气、加热炉，待仪器自然冷却降至室温后关闭冷却水并移除加热炉。以上所述测试方法中所需型煤尺寸可根据用户需要制作，测试只需计算型煤与氧化铝陶瓷棒的接触面积即可得出最大的热态抗压强度值。所述测试方法中需要对制得的型煤进行一系列预处理，以保证型煤在测试过程中性能均一。所述测试方法中型煤在测试前位于两根高强氧化铝陶瓷棒之间，下面的氧化铝陶瓷棒安装在压カ机下压盘上，上面的氧化铝陶瓷棒放在型煤上面，并且上陶瓷棒测试前距离压カ机上压盘为2-3cm，这样的测试方法是为了防止型煤在测试时与其它部件接触时发生化学反应，同时降低高温对设备的影响。所述测试方法中通入10(T200ml/min的惰性气体，使型煤测试环境为高温惰性气氛，以更好的模拟エ业化应用时的エ况。气体流量不可太高也不可太低，太高会带出过多的热量，影响型煤热态强度所需的温度稳定性，流量太低则容易造成型煤部分氧化。所述测试方法中，所需开闭式加热炉加热区和恒温区较长、炉子保温效果好。升温速率快，从室温到900°C只需20min。所述测试方法中，置換型煤应迅速进行，以保障最小的热损失以便快速恢复测试温度和降低型煤被氧化的几率。本专利技术的可以保证多个样品的依次连续测试。本专利技术所用的测试装置为适用型煤热态抗压强度在线测试非标加工，主要包括电机、減速器、活动板、底板、顶板、滚珠丝杆、升降柱、轴承板立柱、限位器、编码器、压盘以及压カ感应器等部分，为配合开闭式加热炉测试型煤热态抗压强度，需高强度耐高温氧化铝陶瓷棒两根。本专利技术方法中采用的测试装置中压カ机控制系统包括计算机主机、显示器和自带压カ测试软件，在断点测试模式下，计算机会自动绘制型煤受カ过程中的压力/压强与测试时间的关系、压力/压强与下压盘行程的关系，在型煤破坏的瞬间会停止测试，并且会记录和显示型煤在破裂前本文档来自技高网...

【技术保护点】
型煤热态抗压强度在线测试方法，包括以下测试步骤：1）用模具压制出圆柱形状的型煤若干，多于10个，室温晾干后放于鼓风干燥箱内在110℃温度下干燥5h后备用；2)?将型煤竖直放在具有断点模式的压力机压盘上的两个高强氧化铝陶瓷棒之间，保证型煤两个平行面承受压力；3)?移动开闭式加热炉于压力机上，使氧化铝陶瓷棒及型煤处于加热炉堂内，调节型煤样品位置使其处于加热炉恒温区中央；4)?通入惰性气体进入加热炉中，调节加热炉温控表至设定温度600~900℃，并快速加热至上述设定温度；5)加热炉仪表达到上述设定温度后恒温30min，运行压力机，完成测试、记录结果；6)?通过自动控制使压力机压柱下降1cm，快速打开开闭式加热炉取出破裂的型煤，更换下一个型煤样品，关闭加热炉，待仪表温度恢复到测试温度并恒温30min后再次进行测试；7)?将测试得到的样品抗压力或抗压强度的算术平均值作为该批型煤的热态抗压强度数值。

【技术特征摘要】
1.型煤热态抗压强度在线测试方法，包括以下测试步骤1)用模具压制出圆柱形状的型煤若干，多于10个，室温晾干后放于鼓风干燥箱内在110°C温度下干燥5h后备用；2)将型煤竖直放在具有断点模式的压カ机压盘上的两个高强氧化铝陶瓷棒之间，保证型煤两个平行面承受压カ；3)移动开闭式加热炉于压カ机上，使氧化铝陶瓷棒及型煤处于加热炉堂内，调节型煤样品位置使其处于加热炉恒温区中央；4)通入惰性气体进入加热炉中，调节加热炉温控表至设定温度60(T90(TC，并快速加热至上述设定温度；5)加热炉仪表达到上述设定温度后恒温30min，运行压力机，完成测试、记录结果；6)通过自动控制使压カ机压柱下降1cm，快速打开开闭式加热炉取出破裂的型煤，更换下ー个型煤样品，关闭加热炉，待仪表温度恢复到测试温度并恒温30min后再次进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：林雄超，王彩红，张书，田斌，庞亚恒，王永刚，许德平，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：