用烧损率标定干熄焦绩效操作实践

红焦在干熄炉干熄过程中,不可避免的会有空气漏入系统,而漏入空气中的O_2与循环气体中的CO接触时,发生化学反应生成CO_2,而气体中的CO_2又与炽热的焦炭发生炭熔反应生成CO,从而导致焦炭的损耗。探索和实践了降低干熄焦烧损率的工艺措施和方法,为提高能源绩效运行延长炉体使用寿命,增加焦炭产量和改善冶金焦质量,提供了科学生产依据和借鉴意义。     

降低干熄焦烧损率实践

通过对干熄焦运行状况进行了分析,并结合鄂钢140t/h干熄焦生产情况,总结得出:采用碳耗量反推焦炭的烧损,能够满足干熄炉的热量恒算;提高气体成分中CO浓度可以降低空导量,并有效改善焦炭的烧损状况,降低烧损量。     

干熄焦焦炭烧损率的优化措施

针对干熄焦生产过程中存在的焦炭烧损进行了分析,提出了相应的操作优化措施。通过对可燃气体CO含量、锅炉入口温度、预存段压力的参数控制优化,降低了焦炭烧烧损率,实现了干熄焦炭产量的提高。     

干熄焦焦炭烧损的研究及控制措施

针对干熄焦生产过程中存在的焦炭烧损进行了分析,提出了相应的操作优化措施。通过对可燃气体CO含量、循环系统密闭性、预存段压力的参数控制优化,降低了焦炭烧损率,实现了干熄焦炭产量的提高。     

基于改进型PID的干熄焦CO自适应控制系统

干熄焦作为焦化厂的主要设备,生产过程中的CO浓度是重要参数。以干熄焦CO浓度为研究对象,应用改进型PID算法建立起干熄焦CO浓度自适应系统模型,并分析了在不同的生产工况下,改进型PID控制器的动态过程分析。结果表明,改进型PID控制器能够依据干熄焦CO实际浓度和CO设定浓度的偏差值,在系统范围内自适应地修正控制器的主要控制参数,以达到提高干熄焦循环气体中CO浓度的控制精度和控制系统响应速度,同时避免CO浓度大幅振荡。控制效果明显优于传统的PID控制器效果,能够有效降低焦炭烧损率、提高焦炭产量,降低碳排放,保护环境。     

焦炭低浓度燃烧及碳素溶损反应的模拟研究

通过连续热反应装置,考察不同焦炭粒度在低O2及CO2浓度下随温度下的失重行为,并采用此装置对干熄焦过程焦炭的烧损行为进行分析研究。结果表明,焦炭的燃烧反应和碳素溶损反应的起始温度约分别为550和800℃,且随着焦炭粒度的降低以及温度、O2、CO2浓度的提高,焦炭的损失质量均会增加;同时通过对TG、DTG曲线的分析,得到焦炭在低浓度燃烧反应的动力学参数。利用连续热反应装置,能较好地模拟干熄炉内焦炭在不同温度区域、气相组成以及红焦燃烧和碳素溶损的反应过程,为探讨工业上干熄焦炉内的焦炭烧损控制及其对焦炭质量的影响提供理论指导。     

不同气氛下焦炭气化对烧结矿还原的影响

采用自制的支撑式热重测试仪研究了不同气氛下焦炭与烧结矿的共同反应过程,分析了反应气氛中CO/CO2含量的变化对反应速率、焦炭溶损率和烧结矿还原度的影响。结果表明:反应气氛中CO浓度的增加有利于矿焦共同反应地进行,混合气体中CO浓度提高3%则混合炉料的失重率增加6%;提高焦炭的反应性也有利于促进矿焦共同反应的深度。降低混合气氛中的CO2浓度能够加大焦炭反应性的差异,而对烧结矿还原的影响则较小,2#焦炭的溶损率约为1#焦炭的2.6倍,相对应的烧结矿还原度约为1.1倍。焦炭的OTI指数小、微孔含量高则易与CO2反应生成CO而促进烧结矿还原,促进矿焦耦合反应。     

干熄焦系统中硫化物产生及其变化规律

通过热解试验及建模分析,对干熄焦系统中硫化物产生原因及其变化规律开展了研究。焦炭残余挥发分和焦炭烧损是干熄焦系统中硫化物的主要来源,且存在硫化物的平衡浓度(S_e)。采用热重质谱联用仪对生焦进行热解分析,推测焦炭残余挥发分主要成分是H₂。通过建模分析,当不考虑焦炭残余挥发分的影响时,硫化物的平衡浓度仅与导入空气中O₂含量、焦炭中的硫和碳含量有关。当烧损量一定时,存在一特定值,当S_r(残余挥发分中硫的体积分数)大于该值时,S_e随V_r(单位时间内在干熄系统内释放的焦炭残余挥发分体积)增大而增大;当S_r小于该值时,S_e随V_r增大而减小。对某干熄焦循环气体中SO₂浓度进行了检测,检测值低于不考虑残余挥发分时的理论值S0_e,推测该干熄焦系统中残余挥发分的存在降低了干熄焦系统中S_e。     

关于焦炭钝化技术的商榷

通过试验,说明焦炭与CO2反应受温度和CO2含量影响十分显著。分析了高炉内焦炭与CO2反应的影响因素。对比分析指出,焦炭与CO2反应在实验室条件下和高炉内差异极大。结合改变时间的试验结果,分析了文献中钝化试验结果,指出钝化技术只是改变了焦炭与CO2反应速度,降低了固定时间内反应失重率,提高了反应后强度,高炉内是固定失重率的升温反应,矿物无催化作用,因此,对焦炭钝化技术提出商榷。     

空气导入法和充氮法在干熄焦中的合理应用

干熄焦循环气体主要含有N2,Hi、CO、CO2、O2、CH4等,其中H2、CO、CH4是可燃气体,O2是助燃气体。可燃气体的含量超标并达到一定程度,将影响到系统运行的安全性。通过空气导入和补充氮气的方法,可以降低可燃气体含量,达到安全运行要求。     

CO2对焦炭高温气化影响及微观结构分析

??In order to improve the metallurgical properties of coke in blast furnace smelting and reduce the melting loss of the material by CO2 to reduce the coke ratio?? the effect of CO2 on coke gasification in blast furnace was simulated in laboratory. The changes and specific surface areas of coke under different melting loss conditions were studied and calculated. The results shows that the specific surface area of coke is always increasing when the CO2 concentration is lower. When the CO2 volume fraction is high?? the specific surface area first increases and then decreases. Fourier transform infrared analysis shows that with the increase of CO2 volume concentration?? the macrocyclic aromatics in coke decrease?? and a large amount of gas is generated and volatilized from coke?? accompanied by the formation of other salts. Therefore?? under the condition of constant CO2 volume concentration?? with the increase of reaction time?? the specific surface area of coke increases?? the microstructure changes and the vibration peak of some groups shifts. As a result?? the coke is pulverized and the strength is lowered.     

热风炉蓄热室传热过程的数值模拟与应用

根据蓄热室热风炉结构特性,建立了蓄热室传热计算的数学模型。通过数值模拟分析了混烧焦炉煤气对平均送风温度和蓄热室顶部格子砖温度的影响。模拟结果表明:混烧焦炉煤气可以使送风温度得到升高,送风温度的升高与混入焦炉煤气的比例近似呈线性关系。应用表明,通过引入不超过2%的焦炉煤气,高炉入炉风温由试验期前的1073.2℃提高到1096.3℃,综合经济效益明显。     

铁矿烧结过程温室气体COx排放规律的研究

详细地对铁矿烧结过程温室气体COx排放规律进行了研究,结果表明:烧结过程温室气体COx排放变化情况能够很好地反映烧结过程固体燃料焦粉的燃烧状况,证明焦粉的燃烧是以生成CO2的完全燃烧反应为主,但仍有部分生成CO的未完全燃烧反应存在.烧结烟气中CO2浓度值降为零值时所对应的点与烧结废气温度为最大值有很好的对应关系,能很好地用于确定烧结终点.焦粉配比和碱度对烧结过程焦粉燃烧的影响也能明确地从温室气体COx的排放情况表现出来,而且,通过判断焦粉的燃烧状况,可以推测出烧结矿质量的优劣,用于指导烧结生产.     

焦粉粒度对烧结烟气中CO排放的影响

摘要：针对钢铁企业大气污染物排放问题,生态环境部提出了NOx、SO2、烟气颗粒物等超低排放的要求,京津冀地区在此基础上对烧结工序的CO排放浓度也做了相应要求。为探究不同粒度焦粉对烧结烟气中CO排放的影响,进行烧结杯实验,使用紫外差分烟气分析仪实时测定烧结烟气中CO浓度,并测定烧结矿的性能指标。结果表明：焦粉粒径小于1mm时,生料层透气性差,焦粉燃烧不完全,CO排放量大,随着焦粉粒径增大,制粒得到强化,生料层透气性、氧化性气氛得到改善,在焦粉粒径达到3～4mm时达到最佳,较小于1mm降低约41%;随着粒径增大,烧结矿强度、成品率均有所增加,冶金性能得到改善,在焦粉粒径达到2～3mm时,综合性能达到最优。     

气烧石灰竖窑工艺特点及改进

与焦炭竖窑相比,气烧石灰竖窑具有窑内气流量大、石灰活性度高、室内温度均匀、温度易控制、对燃气选择要求不高、热耗高等特点。济钢对气烧石灰窑进行改进,将圆柱型窑形改为矩形＋弓形,并重新设计了出灰机结构,在除尘烟道上串联增设了空气、煤气换热器,使石灰的生、过烧率低于7％,减少了出灰机的断齿、断轴现象,而且节约了煤气。     

活性焦法烧结烟气脱硫率影响因素统计解析

摘要：为明确影响活性焦烧结烟气脱硫的主要因素，通过模拟试验和生产数据统计分析探究脱硫塔自上至下脱硫率变化趋势和各运行参数对脱硫率的影响。模拟试验表明，循环使用后的活性焦孔隙结构更加发达，表面含氧官能团含量增加，进而其初期脱硫性能低于新鲜活性焦，后期优于新鲜活性焦。错流式脱硫塔自上至下脱硫率先后经历100%、快速降低、缓慢降低等过程。生产数据统计分析表明，脱硫率与SO2质量浓度、O2体积分数、H2O体积分数、NH3与NOx物质的量之比、解析温度呈正相关，与活性焦床温度、体积空速呈负相关。其中，SO2质量浓度、体积空速、活性焦床温度对脱硫率影响最大。运行参数之间存在多重共线性现象，烧结漏风率升高或空气补加量增加将引起诸多运行参数的变化，但总体上有利于脱硫率的提高。     

焦炭反应性对高炉块状带含铁炉料还原的影响

研究了五种具有不同反应性的焦炭对高炉块状带含铁炉料还原的影响规律,并对料层的压差、CO体积分数以及含铁炉料的还原程度进行了分析.当炉内通入的原始气体中CO体积分数(仅考虑CO和CO₂)为72.22%时,随着焦炭反应性的增强,焦炭气化速率加快,含铁炉料颗粒周围的CO体积分数升高,含铁炉料的还原度依次增高,还原度从使用低活性焦炭时的33.18%增大到使用高活性焦炭时的53.83%;而当原始气体成分中CO体积分数为66.67%时(低于900℃还原FeO的平衡气相体积分数),使用高反应性焦炭也可还原出金属铁.由此可见,适当增加入炉焦炭的反应性,可促进焦炭与含铁炉料间的耦合反应,提升料层CO体积分数,提高含铁炉料进入软熔带区域的金属化率.      

高炉块状带焦炭劣化机理

 模拟高炉块状带气流和温度条件,研究了粒度、熄焦方式和焦炭类型对焦炭劣化影响,以及高炉上部碱金属K2CO3和Na2CO3催化焦炭与CO2的反应机理。结果表明：小粒度焦炭和湿熄焦炭失碳率较高,产生的粉末量多;捣固焦炭在反应开始时劣化程度低于顶装焦炭,随着反应时间增加,劣化程度高于顶装焦炭;碱金属会与焦炭中的灰分形成催化复合物,导致焦炭与CO2反应的起始温度降低,破坏焦炭的微晶结构,失碳率增加,粉化加重;K2CO3的催化作用高于Na2CO3的催化作用。