邯钢喷吹用煤的TG-FTIR热解研究

采用TG-FTIR联用技术研究了邯钢喷吹用煤的热解失重过程。结果表明:长治煤、大湾煤、70%长治煤+30%大湾煤的失重过程均大致分三个阶段,450~800℃之间,TG曲线急剧下降,挥发分大量逸出。DTA曲线在590~700℃时出现峰值,煤的热解反应剧烈。分析显示长治煤添加30%比例大湾煤后失重开始温度比原煤下降13.5℃,1000℃时的失重率比长治煤的失重率增加了4.05%,说明无烟煤配加烟煤可以促进煤粉热解过程中产物的转化,有利于改善喷吹煤粉的燃烧状况。FTIR结果显示:添加30%大湾煤对煤粉在热解过程中CO的生成影响不大,CO2则出现减少的趋势。甲烷气体的释放被集中到一定时间段内完成,且释放量有所增加。另外,配煤还促进了其他烃类气体逸出,增加了参加均相燃烧的挥发分气体比例。     

承钢高炉喷吹用煤的等离子高温热解性能

利用电弧等离子体高温热解装置、多功能气相色谱仪和扫描电镜(SEM)对承钢高炉喷吹煤种进行高温热解实验,研究了配煤和添加助燃剂后煤粉的热解率、热解气体产率、热解气体组成的变化规律。结果表明,配煤和添加助燃剂都能提高煤粉的热解率和气相产物的产率,当烟煤配比在60%(质量分数)时,配煤方案的热解率最高为55.17%,添加助燃剂能够继续强化配煤的热解性能。热解气体中CO和H_2的含量随烟煤配比和助燃剂增加而增加,小分子烃类物质的产量减少,残渣颗粒表面出现大量不规则形状的突起,并伴有较多的裂纹、空隙和大量的孔状结构,进而提高煤粉在高炉风口区域的高温热解性能。     

提质煤代替高炉部分喷吹用煤及其性能

 为了拓展高炉喷吹燃料资源,研究了由长焰煤低温热解提质后得到的提质煤作为高炉喷吹煤利用的可行性。试验采用TG/DTG差热分析对提质煤的燃烧性和反应性进行研究,运用SEM电镜对提质煤与F煤的微观结构进行表征。结果表明,提质煤的燃烧性和反应性均明显优于F煤,这主要是由于提质煤在低温热解过程中挥发分析出,煤粉颗粒结构遭到破坏,产生大量孔隙和棱角结构所致。配加提质煤的混煤燃烧结果表明,提质煤与F煤燃烧具有协同反应作用,混煤的燃烧性和反应性都明显提高,有利于高炉喷吹煤粉在高炉中燃烧利用。高炉喷吹提质煤工业试验结果表明,配加提质煤焦比、燃料比下降,当提质煤配比达40%时,燃料成本下降9.84元/t,经济效益可观。     

热重法高炉喷吹煤粉燃烧性的研究

采用热重法对高炉喷吹煤粉的燃烧性进行了研究,通过对单煤、混煤燃烧时的热力学分析,发现混煤的燃烧率大于组成该混煤的纯煤燃烧率的加权平均值。结果表明,混煤喷吹有利于提高煤粉的燃烧率,扩大高炉喷吹量和降低喷煤成本。     

高炉风口内煤粉颗粒轨迹的数学模拟

随着高炉喷吹煤比的增加 ,煤粉磨损风口的现象加剧 ,为合理确定喷煤枪的角度和枪嘴位置 ,采用数学模型预测高炉风口内煤粉颗粒运动轨迹。数学模型包括湍流流动模型、煤粉热解模型、挥发分和残碳燃烧模型、辐射模型和煤粉颗粒轨迹模型。模拟结果和实际情况相符 ,对于武钢 4号高炉 ,喷吹位置为 40 0 mm时 ,夹角应小于 1 1°,喷吹位置为 60 0 mm时 ,夹角应小于 9°。大颗粒煤粉由于惯性强 ,应尽量减少其比例。     

直吹管内煤粉燃烧的数值模拟

高炉喷煤粉时,由于煤粉的不完全燃烧,在风口处会产生未燃煤粉,影响高炉的透气性.利用商业软件fluent研究了煤粉在直吹管内的燃烧情况,通过对不同的喷吹量和粒径对煤粉燃烧进行分析,得到煤粉在直吹管内燃烧大致情况.当颗粒的直径从30 μm增加到90 μm时,煤的燃尽率从 37.3 %降低到28.8 %,模拟结果与实际基本符...     

高炉氧煤喷吹技术讲座(四)

7富氧大喷吹（煤粉）7.1氧煤喷吹关系高炉采用富氧喷吹燃料（煤粉）技术可以大幅度增加产量，以大量煤代替冶金焦炭，提高煤气热值，使焦比降到200kg／t铁以下，给高炉生产带来新的曙光。长期以来高炉富氧没有得到大量发展，除供氧等原因外，主要考虑到过高的富氧率将使炉缸单位煤气量减少，炉缸温度过于集中，造成炉况上凉下热，行程困难，因此在冶炼普通生铁条件下鼓风含氧量被限制在25％以下。高炉喷吹燃料（煤粉）使护缸单位煤气量增加，同时热解使护缸温度降低，过大的喷吹量将给高炉带来严重后果：压差升高，喷吹燃料利用率降低。为了…     

邯钢高炉喷吹煤种的优化选择

通过对邯钢高炉喷吹用煤的化学成分、燃烧性能、输送性能、反应性和可磨性能的系统研究,认为高平秦城南煤可以作为邯钢高炉喷吹无烟煤的首选煤种,兴隆煤可以作为邯钢高炉喷吹贫煤或贫瘦煤的首选煤种.     

基于二维数值模拟的煤粉燃烧性能的研究

运用数值模拟的方法,建立燃烧炉内煤粉燃烧过程的二维数学模型,对两种混煤粉和新钢高炉现用喷吹煤粉在燃烧炉内的燃烧特性进行了模拟,分别得到了两种混煤及新钢高炉喷吹煤粉在燃烧炉内燃烧形成的温度场和焦炭分布规律。结果表明：两种混煤的燃烧性能明显好于新钢高炉喷吹煤粉。采用热重法测得3种煤的燃烧率和与CO2的反应性,得出了与模拟结...     

煤粉预热喷吹技术在高炉喷吹工艺中的应用

煤粉预热喷吹有利于减轻喷煤对热风的冷却效应、加速煤粉的燃烧过程而提高煤粉利用率。通过对潞安煤制成的喷吹煤粉样在不同预热温度下燃烧率测定,研究煤粉预热对其燃烧性影响规律。预热可以提高煤粉的燃烧率,并且随着预热温度的提高燃烧率不断升高。钢厂采用热风炉废烟气的余热,对高炉喷吹煤粉进行预热到150～200 ℃后喷吹,吨铁可以提高喷煤量10 kg,明显降低焦比和燃料比,有显著的经济效益和社会效益。     

MgO���紵ú���Ƚ��ʵ�Ӱ��

The high- temperature pyrolysis of pulverized coal injection in blast furnace was simulated by arc plasma pyrolysis equipment. The pyrolysis solid- phase residue was analyzed by XRD and IR. The effect of MgO on coal pyrolysis rate and its combustion mechanism were investigated. The results show that the addition of MgO in the mixed coal can improve the thermal decomposition of coal. When the addition of MgO content is 8. 01mass%, the pyrolysis rate of pulverized coal reaches 62. 17% which increases by nearly 15% compared with the raw coal pyrolysis rate of 47. 51%. So the addition of MgO has obvious catalytic effect on the thermal decomposition of mixed pulverized coal. With the addition of MgO, the stacking height of aroma flakes and the condensation degree of aromatic carbocycles are improved. MgO can promote the decarburization reaction of pulverized coal to break the network of aromatic hydrocarbons??resulting in small molecular oxygen- containing groups to promote decomposition and combustion.     

高炉喷吹煤粉混加冶金油泥的燃烧性能

 将冶金油泥与煤粉混合用于高炉喷吹可实现油泥资源化利用,提高煤粉燃烧效率。通过TG-MS研究了高炉喷吹煤粉添加污泥后的燃烧特性与气体释放特征,探究油泥有机组分和无机组分对高炉喷吹煤粉燃烧过程的影响。多种检测手段系统考察了油泥的理化性质,并通过TG-MS研究了高炉喷吹煤粉添加污泥后的燃烧特性与气体释放特征。结果表明,油泥组成主要为润滑油等有机物和以Fe₂O₃为主要成分的无机物,其粒度主要集中在0.7~3 μm,孔隙发达且多为介孔。添加油泥可以降低煤粉的着火温度和最大燃烧速率对应的温度,从而改善反应性,同时提高燃烧过程的放热量,使燃料燃烧更加充分,但当油泥添加量过大时,对煤粉燃烧热量影响较低。动力学研究发现,油泥的添加会降低煤粉燃烧反应的活化能,从而使煤粉燃烧更易进行。     

不同热解半焦与高炉喷吹煤粉燃烧性能差异性

 研究不同半焦与喷吹煤粉的燃烧性能有利于半焦进行高炉喷吹、降低炼铁成本。通过改变热解温度、热解升温速率、热解保温时间和热解气氛在管式炉中制备了不同的半焦样品,通过工业分析和热重试验、结合比表面积、发热量和活化能变化对不同热解半焦和两种喷吹煤粉燃烧性能差异进行了分析。结果表明,不同热解条件下制备的半焦,其燃烧性能大多介于两种喷吹煤之间,热解温度是影响半焦反应性能最重要的因素,热解温度对活化能的影响呈现先减小后增大的趋势。不同热解温度制备的半焦孔隙结构均比喷吹煤发达,且累积孔容积和比表面积均呈现先增加后减少的趋势,孔隙特点与燃烧性能基本对应。550 ℃是制备高反应性半焦较适宜的热解温度。可以通过控制热解条件制备高反应性半焦,这有利于半焦在高炉喷吹中的应用。     

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.      

提高预热煤粉燃烧率的机制

 以邯郸钢铁公司2种高炉喷吹用煤粉作为原料,用马弗炉进行预热,测定不同温度预热后的失重率和燃烧率,并采用扫描电镜（SEM）观察预热后煤粉表面结构的变化。试验结果表明,烟煤150℃预热时的失重率为512%,且随着预热温度升高,煤粉的失重率增加,预热温度300℃时失重率可达到17.24%。无烟煤预热后失重率变化不大,预热温度为300℃时失重率仅为5.66%。预热后煤粉燃烧率明显升高。300℃预热条件下的烟煤燃烧率为89.74%,相对于原煤提高了15.67%,无烟煤燃烧率为85.19%,相对于原煤提高了24.80%。预热后煤粉表面结构发生了明显变化,层状和孔隙结构增加,从而提高了煤粉的燃烧率,为提高预热煤粉的燃烧率提供了理论基础。     

Pulverized Coal Combustion of Nitrogen Free Blast Furnace

 The efficiency of coal combustion is an important factor for the blast furnace process. The influence of low xO/xC on coal combustion performance under nitrogen free blast furnace condition was researched through the self-developed pulverized coal burning device. The results show that the coal combustion rate reduces with xO/xC decreasing, and the combustion rate of bituminous coal is higher than that of anthracite. The coal combustion rate ascends with the rise of volatile matter, but when volatile matter of pulverized coal is more than 18%, the combustion rates will not increase correspondingly. Small amount of CaCO3 and CO2 additions can promote coal combustion, and the effect of CaCO3 is more apparent, which can increase the pulverized coal combustion rate by 15%-18% or so.     

CeO2催化强化高炉喷吹煤粉燃烧机制

为了研究稀土氧化物CeO2对高炉喷吹煤粉的助燃机制,以某炼铁厂高炉喷吹煤粉为原料,利用煤粉燃烧炉进行煤粉燃烧试验并收集未燃煤粉,通过热重-差热法分析CeO2对喷吹煤粉的助燃机制,结合XRD和SEM检测分析未燃煤粉.结果表明:助燃剂CeO2对喷吹煤粉的助燃效果显著,其添加比例控制在1.5％(质量分数)左右比较适宜;CeO2在煤粉固定碳表面上形成络合盐Ce4+(CO-)4,减弱了两相反应物间的势能垒,促使挥发分的开始燃烧放热温度降低,固定碳燃烧温度区间变窄;随着CeO2的加入,Ce4+ (CO)4成倍增长,在XRD图谱中表现为未燃煤粉的微晶尺寸逐渐增大;在CeO2的作用下未燃煤粉颗粒的平均粒径与原煤未燃煤粉颗粒的平均粒径相比减小了3.48 μm,表面出现大量孔洞结构.     

鞍钢新5号高炉喷吹煤粉助燃剂工业实践

 为探索助燃剂对高炉喷吹煤粉的影响,进行了鞍钢新5号高炉添加锰系氧化物煤粉助燃剂的工业试验,获得了高炉喷吹煤粉中添加助燃剂下高炉运行指标。结果表明：在添加0.4%～0.6%的助燃剂情况下,平均日产量同未添加助燃剂相比增加435.60t,焦比降低10.30kg/t,喷煤比增加8.10kg/t,高炉煤气中CO2的体积分数下降069%,煤粉平均燃烧率为45.93%,提高了6.06%。