不同升温速率下CeO_2催化煤粉燃烧研究

通过热分析技术,研究了在5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min四种升温速率下分别添加0.5%、1%、2%CeO2对煤粉的燃烧影响,使用扫描电镜对反应后物质进行了微观分析。研究表明,CeO2对煤粉燃烧具有催化作用,适宜作为高炉喷吹煤粉的助燃添加剂;升温速率影响煤粉初始燃烧温度,升温速率越大,煤粉初始燃烧温度越高;升温速率不同时,CeO2对煤粉燃烧的催化作用也不同,升温速率越大,CeO2对煤粉燃烧的催化作用越显著;在一定范围增加CeO2的添加量有利于促进煤粉燃烧;升温速率较大时,增加CeO2的添加量对煤粉燃烧的催化作用不明显。     

CeO2及其复合催化剂对煤粉燃烧效率的影响

 利用热重分析法研究了稀土氧化物CeO2和其复合催化剂对煤粉燃烧特性的影响。研究了稀土氧化物及其复合催化剂的添加量、配比对煤粉燃烧特性的影响。结果表明：CeO2可以促进烟煤挥发分析出和燃烧,改善其燃烧性能,CeO2添加质量分数为4%时其催化效果最为显著;不同催化剂对无烟煤燃烧的催化效果各异,MnO2有利于挥发分析出,而CeO2促进了残碳的燃烧,其催化作用不同于烟煤;Ce-Fe-Mn系复合催化剂催化效果优于单组分催化剂,其中CeFeMn(3∶1∶1)的催化效果最佳。利用Coats-Redfern动力学模型分析了煤粉燃烧活化能、指前因子等动力学参数,添加CeFeMn(3∶1∶1)的煤粉反应速率常数较大,催化效果显著。     

用热重法研究首钢高炉喷吹煤粉的燃烧反应

利用热重法主要研究了首钢3种典型喷吹煤粉在不同升温速率下(5、10、20、50℃/min)的燃烧反应特性,研究了各工况热重曲线后发现,升温速率对煤粉的燃烧特性有影响。随着升温速率的提高,煤粉的着火温度升高,最大失重速率增大,最大失重速率对应的温度升高。参考两段电加热法计算煤粉燃烧率的原理,计算了升温速率50℃/min时煤粉的燃烧率。研究结果表明,700℃时煤粉燃烧率的计算结果与两段电加热法计算燃烧率的结果趋势基本一致,热重法可以计算不同煤粉的燃烧率。     

混煤及富氧措施提高喷煤量的试验研究

高炉喷煤是降低高炉炼铁生产成本的重要措施之一,根据某高炉现场原料在实验室条件下的煤粉燃烧性试验,以现场煤种、粉气比的煤粉燃烧率为基准,考察了烟煤配比、富氧对煤粉燃烧率的影响,试验结果表明：4种无烟煤中,S2煤是最佳混合喷吹的无烟煤;增加烟煤配比和采用富氧措施,可使煤粉的燃烧率提高 。当S1和S2混合煤中烟煤S1配比为67%,富氧3%时,喷煤比可比基准提高37 kg/t(HM)。     

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。     

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。     

提高喷煤燃烧率的试验研究

本文对邯钢近年来常用的10种喷吹用煤粉进行了基础性能及其燃烧率的测定,研究了煤粉粒度组成、混煤挥发份含量、富氧率等参数对煤粉燃烧性能的影响并进行了多因素正交试验.结果显示影响喷煤燃烧率提高的最大因素是无烟煤品种选择,其次为混煤挥发份含量控制,富氧率和粒度组成影响最小.     

提高鞍钢鲅鱼圈喷吹烟煤配比的探讨

分析了鞍钢鲅鱼圈分公司目前喷吹使用的烟煤性能,采用正交试验设计方法对提高烟煤的配比进行研究,同时对喷煤方案的混煤粒度组成、富氧率等影响煤粉燃烧因素及输送速度、理论置换比进行了分析,据此确定了最优化的喷煤方案,并进行了工业化试喷吹。试喷吹期间,2座高炉整体稳定顺行,喷煤比分别提高了5.03kg/t和4.97kg/t,燃料比分别降低了7.37kg/t和5.98kg/t。     

高炉喷吹用秸秆炭性能表征

实施碳减排是中国全面执行《巴黎协定》的承诺,利用秸秆炭替代煤粉用于高炉喷吹可实现部分碳减排。采用热分析(TG、DTG、DSC)和角锥法对热解小麦秆炭、玉米秆炭、棉秆炭、稻杆炭、2种无烟煤和1种烟煤的燃烧特性和灰熔特性进行了研究,考虑到碱负荷对高炉顺行的影响,考察了棉杆炭可替代烟煤的比例。结果表明:秸秆炭较煤粉着火点温度、燃尽点温度低,燃烧速率快,释放热量高,燃烧过程稳定,综合燃烧性能好。但秸秆炭(除了棉秆炭)碱金属含量较高,灰熔点温度较低,易结渣,替代煤粉比例不宜较高;而棉杆炭由于CaO含量较高,其灰分软化温度大于1 200℃,灰融特性较好。在不影响高炉顺行的条件下,棉杆炭可以部分替代烟煤,其喷吹量为11.37kg/t,CO2减排量可达65.7kg/t。     

改性污泥燃烧过程研究及烟气评估

原生污泥经M1固化剂、木屑与煤粉按100：5：10：20（w／w）比例混合均匀,自然风干5d后制得改性污泥燃料。改性污泥燃烧结果表明：燃烧的经济风速为1～4m／s;燃烧时间随通风风速增大,颗粒粒径减小而减少．且颗粒粒径的影响较为显著;理想通风条件下,改性污泥燃烧烟气中SO2的浓度为44．6mg／m3,比原生污泥降低了52．4％,与煤粉SO2浓度相近;实际燃烧过程中,颗粒物浓度达到276mg/m3。