一种预测高炉煤气中硫含量的方法 |
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| 申请号 | CN202110728777.X | 申请日 | 2021-06-29 | 公开(公告)号 | CN113421618B | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 鞍钢股份有限公司; | 发明人 | 王永; 侯宏宇; 袁玲; 钱峰; 王飞; 刘芳; 徐伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种预测 高炉 煤 气中硫含量的方法，包括采集数据，利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量：#imgabs0#采用本发明所述方法，无需在线 采样 ，不通过气相色谱法，就可以迅速对高炉煤气中的硫元素含量进行预测计算，简单易行，精确率高，能够有效减少企业的生产及运行成本，提高检测效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种预测高炉煤气中硫含量的方法，其特征在于，包括：在设定周期内采集高炉的日常检测数据，利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量： |
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| 说明书全文 | 一种预测高炉煤气中硫含量的方法技术领域背景技术[0002] 目前，我国明确要求热风炉、轧钢热处理炉、自备电厂的燃气锅炉等工业炉中的二3 氧化硫排放不超过35～50mg/m ；这些工业炉普遍使用高炉煤气或者混合煤气作为燃料，而二氧化硫的含量与燃料中的硫元素直接相关。高炉煤气中除含有硫化氢以外，还含有二硫化碳、羰基硫、甲硫醇等有机硫，这些有机硫在燃烧后也能生成二氧化硫，且高炉煤气中有机硫含量占主导地位，但是行业内普遍不具备针对有机硫的检测手段及脱硫手段。 [0003] 公开号为CN110554136A的中国专利申请公开了“一种高炉煤气中硫含量的检测方法”，主要解决现有高炉煤气中硫含量无法准确检测的技术问题。其包括以下步骤:取样；燃烧试样，将高炉煤气试样转移至燃烧管中进行燃烧，控制燃烧管的温度为800‑900℃高炉煤气燃烧过程中，向燃烧管内同时通入氧气和氢气，氧气流量为1.0‑2.0L/min，氢气流量为2.0‑3.0L/min；检测试样中硫的荧光积分响应值；计算高炉煤气中硫的质量含量。该技术方案主要实现高炉煤气中硫含量准确测定，操作简便，检测成本低，适用于高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气中硫含量的检测。 [0004] 公开号为CN110849984A的中国专利申请公开了“一种工业煤气中硫化物的检测方法”，首先用微量进样器抽取工业煤气中的样气并排空，如此重复2‑3次后，抽取含有硫化物的100‑200ml待检气体，再使用自动进样器等速进样；在此过程中利用高纯氮气作为载气，携带含有硫化物的待检气体，在一定色谱条件下通过装有固定相的色谱柱经色谱柱分离后，由火焰光度检测器测定，通过计算机记录火焰光度检测器得到的相应气相色谱，以色谱峰的保留时间进行定性分析，以色谱峰的面积进行定量分析。可以准确地检测出工业煤气中的硫化物的成分和含量，从而可通过不断地监测和改进，实现节能减排的目的。该技术方案可以将煤气中的全硫进行分析，其主要办法是将煤气在高纯氢中燃烧，燃烧后硫化物全部生产硫化氢，然后通过色谱法对硫化氢进行检测。 [0005] 公开号为CN108490148A的中国专利申请公开了“一种燃料用煤气中全硫含量的在线检测装置及检测方法”，其在线检测装置包括燃烧反应炉、在线煤气烟气检测系统和数据采集处理系统；能够准确、及时的指导煤气脱硫工艺生产，指导燃料生产控制。该技术方案主要是将一定量焦炉煤气在燃烧反应炉中氧化燃烧，通过生成的二氧化硫的量来计算煤气中全硫的含量。 [0006] 可见，若想检测出有机硫含量，目前常用的方法是将煤气在氢气条件下燃烧生成硫化氢，通过色谱对硫化氢进行检测。或者是将煤气在氧气下燃烧，检测生成的二氧化硫的量。但是，采用气相色谱法检测高炉煤气中的硫元素速度慢，操作复杂。对现场工人来说，操作难度大，效率低。对有多个高炉的企业来说，无法将每个高炉煤气中的硫元素含量检测纳入日常检测。并且气相色谱仪器的价格昂贵，对企业来说无疑会增加生产及运营成本。因此，开发一种能够迅捷、简便的检测煤气中硫含量的方法势在必行。 发明内容[0007] 本发明提供了一种预测高炉煤气中硫含量的方法，无需在线采样，不通过气相色谱法，就可以迅速对高炉煤气中的硫元素含量进行预测计算，简单易行，准确率高，能够有效减少企业的生产及运行成本，提高检测效率。 [0008] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现： [0009] 一种预测高炉煤气中硫含量的方法，包括：采集数据，利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量： [0010] [0011] 式中：W焦：入炉焦的重量，t； [0012] S焦：入炉焦中的硫含量，％； [0013] W喷煤：入炉喷煤的重量，t； [0014] S喷煤：入炉喷煤中的硫含量，％； [0015] W矿：入炉矿的重量，t； [0016] S矿：入炉矿中的硫含量，％； [0017] W渣：出炉渣的重量，t； [0018] S渣：出炉渣中的硫含量，％； [0020] S铁水：出炉铁水中的硫含量，％； [0021] k1：高炉渣校正系数，取值为0.86～1.15； [0022] k2：高炉灰校正系数，取值为0.59～1.48； [0023] W灰：高炉灰的重量，t； [0024] S灰：高炉灰中的硫含量，％； [0025] V高炉煤气：高炉煤气体积，m3； [0026] S：高炉煤气中的硫含量，mg/m3。 [0028] 所述高炉灰包括出矿槽灰、炉前灰、炉顶除尘灰、瓦斯灰及高炉煤气干法除尘灰。 [0029] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0030] 1)本发明所述方法应用于高炉生产中，只需利用高炉各种原料的日常检测数据，通过计算机就可以快速估算出高炉煤气中的硫含量，简单易行； [0031] 2)采用本发明所述方法可以避免由于工况波动，实际测量某一时间点的硫含量成分数据存在偏差的问题，所预测的硫含量数据准确，足以指导日常生产； [0032] 3)无需购买昂贵的气相色谱仪，减少了生产及运营成本； [0034] 图1是本发明所述一种预测高炉煤气中硫含量的方法的原理示意图。 具体实施方式[0035] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明： [0036] 本发明所述一种预测高炉煤气中硫含量的方法，包括：采集数据，利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量： [0037] [0038] 式中：W焦：入炉焦的重量，t； [0039] S焦：入炉焦中的硫含量，％； [0040] W喷煤：入炉喷煤的重量，t； [0041] S喷煤：入炉喷煤中的硫含量，％； [0042] W矿：入炉矿的重量，t； [0043] S矿：入炉矿中的硫含量，％； [0044] W渣：出炉渣的重量，t； [0045] S渣：出炉渣中的硫含量，％； [0046] W铁水：出炉铁水的重量，t； [0047] S铁水：出炉铁水中的硫含量，％； [0048] k1：高炉渣校正系数，取值为0.86～1.15； [0049] k2：高炉灰校正系数，取值为0.59～1.48； [0050] W灰：高炉灰的重量，t； [0051] S灰：高炉灰中的硫含量，％； [0052] V高炉煤气：高炉煤气体积，m3； [0053] S：高炉煤气中的硫含量，mg/m3。 [0054] 所述入炉矿包括烧结矿、球团矿及块矿。 [0055] 所述高炉灰包括出矿槽灰、炉前灰、炉顶除尘灰、瓦斯灰及高炉煤气干法除尘灰。 [0056] 如图1所示，本发明所述一种预测高炉煤气中硫含量的方法的原理是，用焦炭数据(包括焦的质量、焦中硫含量)、喷煤的数据、入炉矿的数据、高炉渣的数据、高炉灰的数据以及产生高炉煤气的量，为基础参考数据，将上述数据汇集到计算机内，通过预设的公式进行高炉煤气中硫含量的预测。 [0057] 本发明所采用的数据可以当天采集，也可以每周或者在其他设定周期内采集的数据，采集数据的周期越短，其预测的硫含量数值越准确。 [0058] 对于同一座高炉，在工艺参数不变的条件下，k1，k2在一段时期内可以取定值。 [0059] 以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 [0060] 【实施例1】 [0061] 本实施例中，以某钢铁厂3200m3高炉为例。 [0062] 1.1高炉入炉焦组成，详见表1.1。 [0063] 表1.1高炉入炉焦组成 [0064] [0065] 1.2喷煤的指标，详见表1.2。 [0066] 表1.2喷煤的指标 [0067] [0068] 1.3矿石的数据，详见表1.3。 [0069] 表1.3矿石数据 [0070] [0071] 1.4灰及渣的指标，详见表1.4。 [0072] 表1.4生成的高炉渣及灰指标 [0073] [0074] 1.5铁水的指标，详见表1.5。 [0075] 表1.5铁水指标 [0076] [0077] 1.6高炉煤气的指标，详见表1.6。 [0078] 表1.6生成的高炉煤气 [0079] [0080] 1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值，详见表1.7。 [0081] 表1.7预测的高炉煤气与检测值 [0082] [0083] 【实施例2】 [0084] 本实施例中，以某钢铁厂3200m3高炉为例。 [0085] 1.1高炉入炉焦组成，详见表2.1。 [0086] 表2.1高炉入炉焦组成 [0087] [0088] 1.2喷煤的指标，详见表2.2。 [0089] 表2.2喷煤的指标 [0090] [0091] 1.3矿石的数据，详见表2.3。 [0092] 表2.3矿石数据 [0093] [0094] 1.4灰及渣的指标，详见表2.4。 [0095] 表2.4生成的高炉渣及灰指标 [0096] [0097] 1.5铁水的指标，详见表2.5。 [0098] 表2.5铁水指标 [0099] [0100] 1.6高炉煤气的指标，详见表2.6。 [0101] 表2.6生成的高炉煤气 [0102] [0103] 1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值，详见表2.7。 [0104] 表2.7预测的高炉煤气与检测值 [0105] [0106] 【实施例3】 [0107] 本实施例，以某钢铁厂3200m3高炉为例。 [0108] 1.1高炉入炉焦组成，详见表3.1。 [0109] 表3.1高炉入炉焦组成 [0110] [0111] 1.2喷煤的指标，详见表3.2。 [0112] 表3.2喷煤的指标 [0113] [0114] 1.3矿石的数据，详见表3.3。 [0115] 表3.3矿石数据 [0116] [0117] 1.4灰及渣的指标，详见表3.4。 [0118] 表3.4生成的高炉渣及灰指标 [0119] [0120] 1.5铁水的指标，详见表3.5。 [0121] 表3.5铁水指标 [0122] [0123] 1.6高炉煤气的指标，详见表3.6。 [0124] 表3.6生成的高炉煤气 [0125] [0126] 1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值，详见表3.7。 [0127] 表3.7预测的高炉煤气与检测值 [0128] [0129] 【实施例4】 [0130] 本实施例中，以某钢铁厂2580m3高炉为例。 [0131] 1.1高炉入炉焦组成，详见表4.1。 [0132] 表4.1高炉入炉焦组成 [0133] [0134] 1.2喷煤的指标，详见表4.2。 [0135] 表4.2喷煤的指标 [0136] [0137] 1.3矿石的数据，详见表4.3。 [0138] 表4.3矿石数据 [0139] [0140] 1.4灰及渣的指标，详见表4.4。 [0141] 表4.4生成的高炉渣及灰指标 [0142] [0143] 1.5铁水的指标，详见表4.5。 [0144] 表4.5铁水指标 [0145] [0146] 1.6高炉煤气的指标，详见表4.6。 [0147] 表4.6生成的高炉煤气 [0148] [0149] 1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值，详见表4.7。 [0150] 表4.7预测的高炉煤气与检测值 [0151] [0152] 【实施例5】 [0153] 本实施例中，以某钢铁厂2580m3高炉为例。 [0154] 1.1高炉入炉焦组成，详见表5.1。 [0155] 表5.1高炉入炉焦组成 [0156] [0157] 1.2喷煤的指标，详见表5.2。 [0158] 表5.2喷煤的指标 [0159] [0160] 1.3矿石的数据，详见表5.3。 [0161] 表5.3矿石数据 [0162] [0163] 1.4灰及渣的指标，详见表5.4。 [0164] 表5.4生成的高炉渣及灰指标 [0165] [0166] 1.5铁水的指标，详见表5.5。 [0167] 表5.5铁水指标 [0168] [0169] 1.6高炉煤气的指标，详见表5.6。 [0170] 表5.6生成的高炉煤气 [0171] [0172] 1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值，详见表5.7。 [0173] 表5.7预测的高炉煤气与检测值 [0174] [0175] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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