COREX熔化气化炉风口回旋区塌料现象研究

通过建立COREX熔化气化炉热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭,对熔化气化炉风口回旋区塌料现象进行了定性的研究.研究结果表明,在某些条件下风口回旋区内存在塌料现象,并且熔炼率越大、矿/(焦+块煤)体积比越大、风口回旋区煤气温度越高、风口回旋区煤气量越大,越容易产生塌料现象.根据实验结果,分析了塌料现象产生的原...     

COREX熔化气化炉区域模型及其理论燃烧温度

把熔化气化炉划分为炉缸区、风口区、填充床、流化床和自由空间5个区域。在已开发的COREX工艺整体静态模型的基础上,对各区域分别建立了物料平衡热平衡模型并联立求解。根据各区域内的物理化学进程设定各区域间边界的条件,模型计算可给出熔化气化炉内各区域的能量分布和物料流状况。利用区域模型还可计算喷煤对理论燃烧温度、炉缸渣铁温度、煤气量等的影响。     

COREX熔化气化炉稳态数值模拟

基于多相质量守恒、动量守恒和热量守恒开发了一维稳态的数学模型,对熔化气化炉填充床进行模拟,自由空间和风口区则采用静态平衡来进行计算.计算得出的渣铁温度、炉顶煤气温度及成分与工厂报道值相吻合.应用该模型能够研究床层高度、原料的成分和操作参数等对工艺过程的影响.     

COREX熔融气化炉热模拟研究

根据ＣＯＲＥＸ熔融气化炉的模拟试验，对预还原矿金属化率，煤种，预还原矿预热温度，煤炭流化床，炉渣，热平衡进行了分析研究，得到了合理的熔融气化炉冶炼参数。     

COREX熔化气化炉软熔区域的实验研究

为了模拟COREX熔融气化炉软熔区域,本研究建立了COREX熔融气化炉热态模型,利用石蜡模拟矿石,玉米粒子模拟焦炭和块煤。在热态物理模拟试验中,考察了实际生产过程中熔炼率、矿/(块煤+焦)体积比、风口回旋区煤气温度和风口回旋区煤气量等操作参数对软熔区域高度和厚度的影响。试验获得不同操作参数下软熔区域高度和厚度的变化趋势。     

喷煤对COREX熔融气化炉风口前理论燃烧温度的影响

 风口前理论燃烧温度是衡量熔融气化炉风口前热平衡和预测炉缸热状态的重?问弧Ｒ谰菘悸荢iO2还原的理论燃烧温度计算公式,分析了在熔融气化炉喷煤对风口前理论燃烧温度的影响。计算了不同喷煤条件下,熔融气化炉风口前的理论燃烧温度。在此基础上讨论了喷煤比、挥发分及焦炭(半焦)进入燃烧区域的温度等参数的影响,为选择适合COREX熔融气化炉喷吹煤提供了必要的依据。     

COREX熔融气化炉热模拟研究

以不同配矿，配煤方案和鼓风条件，研究了熔融气化炉熔炼过程产生的煤炭汉化床，海绵铁金属化率，煤质，炉渣碱度和成分，下料速度，燃烧强度，炉缸热量等对冶炼过程和铁水质量的影响。     

COREX熔化气化炉布料模式对煤气流分布的影响

布料模式决定了料床的空隙度,而料床的空隙度分布决定了煤气流的第二次分布.通过建立二维的COREX-3000气化炉煤气流动的数学模型,以Fluent软件为载体,采用多孔介质模型描述了单环布料、多环布料两种不同布料模式下的料床内的煤气流动状况,获得了气化炉内煤气的速度场和压力场.结果表明:因布料过程在料面上发生的炉料粒度偏析造成的空隙度分布对煤气流分布的影响很大.在单环布料时,炉料堆尖处煤气流速很低,随着布料档位外移,气化炉整体压差呈现先增加后减小的趋势,拐点出现在3.0 m布料档位,可见炉料布料方式对煤气流有再分配的作用,较为适宜的布料档位为2.5～3.5 m,不宜低于2.0 m和超过4.0 m的档位.通过模拟计算获得的非均匀床层中气体流动规律的认识对COREX气化炉工艺有借鉴意义.     

COREX气化炉炉缸侵蚀模型的预测与实践

COREX炉缸与全氧高炉类似,面临着炉缸侵蚀加剧的问题,甚至发生了炉缸烧穿事故,炉缸寿命已成为安全高效生产的限制性环节。根据数值分析、有限元法、传热学等理论,建立了COREX气化炉炉缸二维稳态传热模型。在此基础上,利用BP神经网络开发了COREX气化炉炉缸侵蚀预测模型。应用该炉缸侵蚀模型对炉缸侵蚀曲线进行计算,计算出的炉缸侵蚀曲线与实际情况基本相符。模型应用表明,该侵蚀预测模型具有可靠性,能为COREX炉缸安全生产提供技术依据。     

COREX熔融气化炉中块煤裂化现象

COREX流程主要使用块煤作为燃料,但仍需要加入一定比例的焦炭来支撑熔融气化炉内炉料,保证炉况顺行.块煤裂解形成的半焦和焦炭在熔融气化炉内的劣化程度对煤气流的透气性、渣铁的透气透液性和炉缸热量的分布等影响较大.利用风口取样技术取出风口焦试样,进行粒度分布研究、显微结构分析、透气性指数计算和热态性能测定,发现风口焦试样中大于10mm的较大颗粒多为入炉焦炭劣化所致,小于10mm的小颗粒多为块煤裂解所致；认为块煤挥发分热解后的产物会加剧焦炭的溶损反应,且块煤裂解半焦的反应后强度不及入炉焦炭,半焦在炉内的劣化是影响渣铁透气透液性的主要因素；最后结合对试验结果的分析,给出了降低COREX流程能耗的一些措施.     

COREX煤气中H2含量的对比分析

宝钢2#COREX投产后各技术经济指标持续改善,竖炉金属化率稳定在85%以上,冷煤气中H2含量比1#COREX高出2个百分点,但竖炉炉顶煤气中H2含量相差很小。基于COREX工艺过程中H2含量变化的理论解析,分析了氢元素的守恒、海绵铁金属化率、拱顶温度和竖炉还原对H2含量的影响。研究结果表明,冷煤气中H2含量的增加主要由竖炉海绵铁金属化率的提高所致,且随着竖炉金属化率的提高,气化炉运行更稳定,料柱温度升高,气化炉用氧分配趋向合理等冶炼特征发生改变。     

Characteristics and analyses of COG injection from tuyere in COREX melter gasifier

Coke oven gas (COG), as an environment-friendly source, is projected to be introduced into the COREX process to reduce solid fuel consumption. In this paper, a static model has been developed based on mass and heat balance, which can calculate characteristics of melter gasifier, such as the raceway adiabatic flame temperature (RAFT), volume and component of bosh gas. The results showed that compared with N2, the COG injection from tuyere is more effective on reducing the RAFT and improving the bosh gas volume. The quantity of COG injected is limited for the RAFT, and without other thermal compensation, the largest injection quantity is about 150 Nm³ t^?1. The quantity of COG injection can be increased by preheating tuyere oxygen, adjustment of fuel structure and addition of tuyere oxygen. COG injection can promote the reduction and hearth permeability, decrease the RAFT and protect the tuyere, which is beneficial to COREX operation.     

A brief consideration about PCI of COREX melter-gasifier

By analyzing the thermal and burden structure conditions inside the melter-gasifier of COREX process,the advantage and disadvantage of PCI into the melter-gasifier are clarified.The influence of PCI on the running condition inside the furnace is analyzed based on the information from production operation and mathematical and physical simulations,and measures to tackle with the problems arising from PCI are proposed.The main results are as follows.①Due to the unfavorable conditions for coking of coal in t...     

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Based on the discrete element method, a 2D slot model of COREX melter gasifier has been established. The solid flow pattern, velocity field and voidage distribution were analyzed by using the proposed model at a particle level. The results show that the solid flow pattern changes from linear mode to curving down on the both sides by means of joining tracer particles. Judging from the velocity field distribution, the solid flow can be divided into several different flow zones including dead zone, the plug flow zone and the channel flow zone. The influence of raceway in the vertical direction is limited to the region of 0. 18m from the hearth bottom level. The decrease of raceway size causes that the region of faster particles becomes small and the height of dead zone increases remarkably. The velocity distribution is asymmetric in the furnace which shows that there exits segregation phenomenon, and the voidage distribution also clarifies this phenomenon. The voidage is 0. 37 in the dead zone, while in the raceway the voidage is about 0. 65, and the voidage in the plug flow is between 0. 37 and 0. 65.     

加焦方式对气化炉内气流分布的影响

布料模式决定了料床的空隙度,而料床的空隙度分布决定了煤气流的二次分布.本文建立了研究三维气化炉炉料结构和煤气流分布的物理模型和数学模型,物理模型采用热电偶测温的方法,从炉内气体温度分布信息考察了气体的流动情况,由于物理实验无法获得内部空隙度分布信息,故基于离散单元法模型,以Fluent软件为载体,利用多孔介质模型并加入用户自定义函数,通过数学模型进一步研究了不同加焦方式下气化炉内煤气流分布的影响机理,获得了气化炉内煤气的速度场和流线.物理模拟与数值模拟结果相吻合.通过模拟计算获得的非均匀床层内气体流动规律的认识对COREX气化炉加焦工艺有借鉴意义.