单一煤粉粒子的燃烧特性

单一煤粉粒子的燃烧特性［日］沈峰满等１绪言现在高炉上盛行喷吹煤粉，但在喷吹量增加的情况下担心随着煤粉燃烧率的降低会出现操作事故。因此，有很多关于煤粉燃烧行为的研究，其研究多数是采用高温燃烧装置。在探讨提高煤粉燃烧率的同时，还要着眼于单一煤粉粒子燃烧过...     

氯对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响

氯对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响与氯在煤粉中的赋存状态有关。当煤粉中的氯以C1-离子形态与金属离子形成化合物的状态存在时,煤粉中的氯则会抑制煤粉在高炉风口区域的燃烧过程。当煤粉中氯以HCl的形式存在时,煤粉中的氯则会改善煤粉在高炉风口区域的燃烧过程。在高炉喷吹煤粉燃烧过程中,17%左右的氯进入未燃煤粉中,进入到高炉煤气中的氯为83%左右。     

球团矿内配煤粉燃烧动力学及其过程模型

本文综合分析了各种气—固反应模型的特点,考察了球团矿内煤粉燃烧的内在特征,提出煤粉颗粒形状因子的概念。在此基础上,综合考虑了球团矿内煤粉燃烧过程中的物质平衡与热平衡,首次建立了改进的区域反应模型。实验证明该模型能很好地模拟球团矿内煤粉的燃烧过程。这一模型为分析内燃球团矿中煤粉或其它固体燃料的燃烧过程提供了有力的计算工具。     

喷入高炉内的煤粉燃烧机理及燃烧模型

为了弄清楚喷入高炉内煤粉的燃烧特性，运用高速摄像机对燃烧的过程进行直接观测。发现在喷枪和风口截面范围内，燃烧火焰不均匀，受喷枪布置方式控制的煤粉颗粒流动方式对煤粉燃烧性的影响很大。根据这些研究观测开发了精确的煤粉燃烧模型。     

唐钢3200m3高炉喷煤有效热的研究

 提出喷吹煤粉有效热的概念,推导出其计算公式,并选用3种典型的唐钢喷吹煤粉进行计算。计算结果表明：3种煤粉的有效热与煤比呈非线性关系,其有效热值都比通常计算煤粉在回旋区燃烧放出的热量要大。因此,对过去的理论燃烧温度计算公式中煤粉项热量进行了修正。修正结果表明：当煤比小于120 kg/t时,修正前后的理论燃烧温度值几乎一致,但当煤比继续升高,修正后的理论燃烧温度大于修正前,并且其差值越来越大。这可能意味着煤粉大喷吹时,过去理论燃烧温度计算值偏低。     

加热速度对煤粉膨胀特性及燃烧行为的影响

随着高炉炼铁喷煤工艺的普及和提高,人们越加重视煤粉燃烧过程中的各种行为,但是迄今,煤粉的有些燃烧特性,如煤粉在不同加热条件下的燃烧行为尤其是膨胀行为尚未被人们所掌握。本研究从观测单颗粒煤粉在加热过程中的形态变化入手,考察加热速度对煤粉的膨胀特性及燃烧行为的影响,为     

高炉风口区燃烧状态监测技术研究

介绍了国家“八五”重点攻关课题“氧煤强化炼铁新工艺研究”中开发的高炉风口区燃烧状态监测技术及其应用情况,在富氧喷煤工业试验中的应用证明,所开发的以红外成像的多种图像分析方法和直接测温技术相结合的综合测试分析技术,可以更科学、更全面地了解风口内煤粉燃烧的瞬时状态和燃烧发展过程,为进一步提高燃烧率研究探明方向。     

关于高炉富氧喷煤技术问题的探讨

文章简介了高炉煤粉燃烧过程和燃烧机理，探讨了提高煤粉燃烧率及喷煤量的一系列技术问题。分析认为，煤粉在风口区的燃烧是一复杂的物理化学反应过程，其在风口回旋区内的燃烧率一般只有７０￣８０％，未燃烧煤粉对高炉顺行的破坏作用不容忽视。     

关于大量喷煤高炉的某些理论问题的思考

讨论了与高炉大量喷煤有关的某些理论问题,主要是高炉下部透气性和原料质量、热补偿和理论燃烧温度等。考虑到风口区煤粉的燃烧率及实际发生的化学反应,提出了计算理论燃烧温度的一种新方法。从保证未燃煤粉在高炉内完全消耗的角度提出了高炉的喷煤极限。     

强化煤粉燃烧的添加剂研究

在武钢高炉喷吹的无烟煤粉中掺入相当于煤粉量２％的由几种材料组成的添加剂以改善煤粉燃烧性能。经差热分析仪的静态试验在滴管燃烧炉、卧式燃烧炉的动态试验，优选出强化煤粉燃烧的添加剂。经反复试验证明：优选的添加剂在实验室条件下，使煤粉着火温度降低２０￣３０℃，燃烧速度提高近一倍，燃烧效率提高６％，充分改善了煤粉的燃烧性能。     

过剩空气系数对四角切圆煤粉锅炉炉膛内温度分布的影响

四角切圆煤粉锅炉内炉膛过剩空气系数对炉膛内的温度分布有着重要影响。本文对额定蒸发量为130t／h的煤粉锅炉在不同过剩空气系数下炉膛内的温度场、速度场、浓度场进行了耦合仿真。结果表明：过剩空气系数过大时，炉膛横截面温度分布严重不均，从而导致锅炉热效率降低，水冷壁结渣，同时不利于煤粉的着火。     

煤岩显微组份对高炉喷煤燃烧特性的影响

从分析煤粉的燃烧过程和未燃尽煤粉的来源出发，采用煤岩学方法研究了煤粉的燃烧特性。实验研究表明，煤粉的燃烧性与煤岩显微组份的燃烧特性密切相关。稳定组、镜质组燃烧形成的残炭燃尽性好，而惰质组形成的残炭很难燃尽。变质程度参数Ｒｍａｘ和岩相组成参数Ｉｖ是评价和选择高炉喷吹用煤的标准。喷吹低变质度、高活性组份含量的煤可以获得较高的燃烧率和较大的喷煤量。     

高炉采用氧煤燃烧器后回旋区煤粉燃烧过程的数值模拟

针对高炉风口前回旋区内氧煤燃烧器喷入煤粉燃烧的过程，应用数值模拟方法对氧煤燃烧器在不同喷煤粉量和氧浓度条件下的燃烧过程进行了计算机数值模拟。结果表明，高炉风口产生的回旋区流场及温度场有利于煤粉的燃烧，而氧浓度大则有利于煤粉较早着火及较高的燃烬率。     

回旋区内强化煤粉燃烧的方法

向高炉风口喷吹煤粉以置换冶金焦碳主要是经济上的问题，但难题是回旋区内煤粉必须完全气化。在高炉风口区，对煤粉的燃烧过程进行了理论和实验研究，已开发出强化燃烧的方法和设计。这些方法的实验室和工业试验表明，在大量喷吹煤粉条件下，提高煤粉燃烧率的可能性相当大。     

昆钢六高炉煤粉燃烧利用效果分析

通过分析高炉喷吹煤粉燃烧机理，研究煤粉燃烧的过程和控制性环节，以及影响煤粉燃烧的主要因素，提出了提高六高炉煤粉燃烧利用率的重点和主攻方向，并在生产实践中取得了比较好的应用效果。通过数学模型计算表明，六高炉煤粉在风口前端的燃烧率高达68．34％，未燃煤粉的综合利用率达到85～90％。     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧数值模拟

采用CFD技术对不同气氛下煤粉燃烧过程进行了研究。用Fluent软件模拟不同工况下煤粉燃烧,获得煤粉燃烧的一些基础性参数,为实际应用提供相应的指导;建立包括气相湍流流动、气固之间传热、煤挥发分析以及燃烧等过程在内的三维数学模型;将不同气氛下煤粉燃烧的特性进行对比,研究气氛变化对燃烧的影响规律。     

高炉煤粉燃烧率通用模型

建立了煤粉燃烧率通用模型,模型可以根据煤粉的工业分析值计算燃烧动力学参数并预测煤粉燃烧率.通过对比前人的实验数据,验证了模型的准确性,同时研究了影响高炉煤粉燃烧率的若干因素.研究结果表明:在高炉喷煤过程中,煤粉颗粒在2 ms左右就可以达到热风速度,由于煤粉颗粒在直吹管内停留时间短并且温度较低,因此在直吹管内煤粉不会发生燃烧.煤粉进入风口回旋区后,挥发分瞬间全部析出,并且颗粒粒径越小,挥发分开始析出时间越早.降低煤粉粒径和增加氧气体积分数均有利于提高煤粉燃烧率.氧气体积分数每增加1%,燃烧率提高2%.随着喷煤量的增加,煤粉燃烧率逐渐降低.当提高煤粉喷吹量时,为了保证较高的燃烧率,实际操作过程中应提高富氧率并适当降低煤粉粒径.      

氮气输送对煤粉燃烧和输送性能影响的研究

根据氮气输送对煤粉燃烧过程和输送性能的试验,分析了氧含量、烟煤比例变化对煤粉燃烧过程和输送性能的影响.     

煤岩组分对高炉喷吹煤粉燃烧率的影响

模拟高炉风口工作条件,测定了不同煤粉的燃烧率。分析了不同煤岩组分对燃烧率的影响及其和未燃煤粉显微结构间的关系。结果表明:随煤粉中镜质组含量的增加,煤粉燃烧率逐渐降低,镜质组含量在30%~40%(体积分数,下同)时煤粉的燃烧率较高。煤粉燃烧率随煤粉中丝质组含量的增加而提高。丝质组含量为30%左右时煤粉燃烧率最高,其含量再增加燃烧率呈下降趋势。镜质组是高炉未燃煤粉的主要来源,在配煤过程中应适当降低喷吹煤粉中镜质组含量,提高喷吹煤粉中丝质组含量。     

有限空间内煤粉燃烧特性的研究

为了提高高炉煤粉燃尽率,增强高炉的喷煤效果,研究了直吹管-回旋区内气固两相湍流、传热和煤粉燃烧的数学模型,同时基于实际高炉工艺参数,通过数值模拟研究了鼓风温度、煤粉粒径分布、混合煤粉等对煤粉燃烧的影响,采用煤粉燃尽率衡量高炉内煤粉燃烧的程度。研究结果表明:减小煤粉粒径、提高鼓风温度、增大混合煤粉中挥发分比例均可使煤粉的燃尽率升高;在燃烧过程中,挥发分燃烧量达到100%,影响燃尽率大小因素主要是固定碳的燃烧量。