一种基于恒压环境下研究多煤种炼焦的实验用炼焦系统的制作方法

本发明涉及实验室炼焦，具体涉及一种基于恒压环境下研究多煤种炼焦的实验用炼焦系统。

背景技术：

1、我国是焦炭生产、消费和出口大国,工业上在生产焦炭之前预先通过小型实验焦炉进行炼焦实验来模拟生产焦炉，在试验焦炉和生产焦炉间建立相关性，从而根据试验焦炉的试验结果来指导炼焦配煤，预测生产焦炉的结果。

2、传统实验焦炉装煤量从2kg克到200kg，有各种不同的规格，可实现常规炼焦或者捣固炼焦，如授权公告号为cn113025347b的中国专利公开了一种试验焦炉，其结构包括：炉体结构；设置于所述炉体结构内的炭化室，所述炭化室具有用于输入煤炭的进口及用于输出焦炭的出口，所述炉体结构的上顶壁具有与所述炭化室连通且用于排出烟气的烟气导出孔；设置于所述炉体结构上的加热系统，所述加热系统包括多个加热装置，多个所述加热装置围绕于所述炭化室四周，多个所述加热装置独立控温，多个所述加热装置向所述炉体结构的上顶壁的投影位于所述上顶壁未设置所述烟气导出孔的位置，所述烟气导出孔位于所述上顶壁远离炉门框的一侧；通过在所述炭化室四周设置多个独立控温的所述加热装置，以便于调节所述炭化室的加热，进而实现对所述炭化室四周各分部的控温操作，便于试验焦炉可以模拟多种类型焦炉的结焦过程。该实验焦炉通过在炭化室四周设置多个独立控温的加热装置，以便于调节炭化室的加热，进而实现对炭化室四周各分部的控温操作，使得便于本发明提供的试验焦炉模拟多种类型焦炉的结焦过程，有效提高了通用性，但该方案无法进行恒压炼焦。

3、再如授权号为cn 212174875u的中国专利公开的试验焦炉，其结构包括：炉体；分隔炉墙，设于所述炉体内，所述分隔炉墙用于将所述炉体内的空间分隔成多个炭化室；加热装置，用于提供热能，所述加热装置分别设于所述分隔炉墙内和设于所述炉体的炉壁内；多个所述炭化室成一字型排列，所述炉体的炉壁包括位于最内侧的侧炉墙，所述侧炉墙内设有所述加热装置，所述加热装置在所述炭化室的两侧相对设置。该方案的试验焦炉具有多个炭化室，多个炭化室可以同时进行炼焦试验。实现了多个配煤方案同时炼焦试验，确保试验条件的充分一致，提高可对比性，但该方案同样也无法进行恒压炼焦。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于恒压环境下研究多煤种炼焦的实验用炼焦系统，以解决现有的试验焦炉无法实现恒压炼焦的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个基础方案是：一种基于恒压环境下研究多煤种炼焦的实验用炼焦系统，包括炼焦炉、设置于所述炼焦炉内用于给炼焦炉加热的加热机构、用于控制所述炼焦炉温度的温控机构和用于保持所述炼焦炉内腔压力处于设定压力的恒压机构，所述炼焦炉呈竖直设置的两端封闭的圆形筒体，所述加热机构包括设置于所述炼焦炉内底部的电热件，所述温控机构包括设置于所述炼焦炉外的温控器，所述电热件与所述温控器电连接，所述恒压机构设置于所述炼焦炉外，恒压机构与炼焦炉内腔连通，当所述炼焦炉内的压力大于设定压力时，所述恒压机构对炼焦炉进行泄压以保持炼焦炉内压力恒定。

3、进一步，所述恒压机构包括恒压罐一、第一电磁阀、第二电磁阀和控制器，所述恒压罐一包括竖直设置的下端封闭的圆筒一、与所述圆筒一的内壁密封滑动连接的滑板一、设置于滑板一上表面的重块一、设置于所述圆筒一的内底壁的第一按压开关和设置于圆筒一上部侧壁的第二按压开关，所述圆筒一设于所述炼焦炉的上方与炼焦炉固定连接，圆筒一上设置管道一和管道二，所述管道一的上端与所述圆筒一的底部内腔连通，管道一的下端与所述炼焦炉的内腔连通，所述管道二的一端与所述圆筒一的底部内腔连通，管道二的另一端与外置的废气处理机构连通，所述第一电磁阀设置于所述管道一上用于控制管道一的通/断，所述第二电磁阀设置于所述管道二上用于控制管道二的通/断，所述第一按压开关、所述第二按压开关、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述控制器电连接。

4、进一步，所述恒压机构还包括恒压罐二、第三电磁阀和第四电磁阀，所述恒压罐二包括竖直设置的下端封闭的圆筒二、与所述圆筒二的内壁密封滑动连接的滑板二、设置于滑板二上表面的重块二、设置于所述圆筒二的内底壁的第三按压开关和设置于圆筒二上部侧壁的第四按压开关，所述圆筒二的内径与所述圆筒一的内径相同，所述重块二的重量与所述重块一的重量相同，所述圆筒二设于所述炼焦炉的上方与炼焦炉固定连接，圆筒二上设置管道三和管道四，所述管道三的上端与所述圆筒二的底部内腔连通，管道三的下端与所述炼焦炉的内腔连通，所述管道四的一端与所述圆筒二的底部内腔连通，管道四的另一端与外置的废气处理机构连通，所述第三电磁阀设置于所述管道三上用于控制管道三的通/断，所述第四电磁阀设置于所述管道四上用于控制管道四的通/断，所述第三按压开关、所述第四按压开关、所述第三电磁阀和所述第四电磁阀均与所述控制器电连接。

5、进一步，所述炼焦炉的侧壁上设置用于对炼焦炉的内腔取放材料的送料口，炼焦炉的侧壁上设置用于打开/关闭所述送料口的箱门。

6、进一步，所述电热件包括硅碳棒和电阻丝，所述硅碳棒沿所述炼焦炉的内壁轴向设置，所述电阻丝设置于所述炼焦炉的底部。

7、进一步，所述恒压罐一和所述恒压罐二均通过固定支架与所述炼焦炉固定连接。

8、本发明的原理及有益效果如下：

9、打开箱门将经配备的多煤种混合煤放入炼焦炉内后关上箱门，此时，在重块一和重块二的重力下，滑板一和滑板二分别接触圆筒一的内底壁和圆筒二的内底壁并按压触发第一按压开关和第三按压开关，设置当第一按压开关被按压触发或第一按压开关和第三按压开关均被触发时，控制器控制电磁阀一打开管道一、控制电磁阀二关闭管道二、控制电磁阀三关闭管道三、控制电磁阀四打开管道四；设置当第二按压开关被按压触发时，控制器控制电磁阀二打开管道二、控制电磁阀一关闭管道一、控制电磁阀三打开管道三、控制电磁阀四关闭管道四；设置当第三按压开关被单独按压触发时，控制器控制电磁阀一关闭管道一、控制电磁阀三打开管道三、控制电磁阀四关闭管道四；设置当第四按压开关四被按压触发时，控制器控制第三电磁阀关闭管道三、控制电磁阀四打开管道四、控制电磁阀一打开管道一、控制电磁阀二关闭管道二。

10、通过温控器设定温度并使硅碳棒和电阻丝通电进行加热，随着加热的进行，煤产生的废气逐渐集聚使炼焦炉内的压力逐渐增大，当炼焦炉内的压力达到设定值时，在炼焦炉内的压力作用下滑板一开始带动重块一向上滑动，此时管道三被封堵，由于重块一重力恒定，因此滑板一向上滑动过程中炼焦炉的内腔压力保持恒定，当滑板一上滑接触并按压第二按压开关时，管道一和管道四均被封堵，管道二和管道三均被打开，在滑板一的重力下圆筒一内腔的废气经管道二排出至废气处理机构，滑板一逐渐下滑并直至接触圆筒一内底壁并触发第一按压开关，这时由于管道一被封堵，圆筒一内腔与炼焦炉内腔隔绝，进而恒压罐一与恒压罐二的排气过程不影响炼焦炉内腔压力变化，滑板一下滑过程中废气增加产生的压力作用于滑板二使滑板二上滑，由于圆筒一的内径与圆筒二内径相等，重块一的重量等于重块二的重量，因而废气经管道三进入圆筒二下部内腔时，炼焦炉内腔压力也无变化；当滑板一下滑接触第一按压开关时，管道三被封堵，管道四打开将进入圆筒二内腔的废气排出至废气处理装置，这时炼焦炉内腔也与圆筒二内腔隔绝，圆筒二内腔的排气也不影响炼焦炉内腔压力变化，同理，当滑板二上升接触第四按压开关时，管道一和管道四打开，管道二和管道三封闭，炼焦炉内腔压力同样不受排气影响。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1)在炼焦过程中当恒压罐一或恒压罐二进行泄压时炼焦炉的内腔均不与外部的废气处理机构连通，避免在恒压罐一或恒压罐二进行泄压时炼焦炉的内腔压力产生波动，使得在整个炼焦过程中炼焦炉的内腔均处于恒定压力状态，有利于在各设定恒定压力下研究焦炭质量与炼焦压力间的关系；

13、2)通过更换重块一和重块二的重量即可改变炼焦炉内腔的炼焦环境压力，压力设定方便快捷。