加强高炉回旋区煤粉燃烧行为的方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2004年第3期钢铁技术·3·加强高炉回旋区煤粉燃烧行为的方法李博知武轶(马铡技术中心工艺所，安徽马鞍th243000)[摘要】为了向高炉大量喷吹煤粉，本文对回旋区煤粉燃烧行为进行了理论探讨，并结合实践对强化煤粉的燃烧提出了相应的方法．[关键词】煤粉喷吹高炉煤粉燃烧回旋区1前言p曲一以炉腹煤气为基准的煤气的密度为了稳定操作和降低成本，世界各国高炉广(kg／m。)：泛采用喷吹煤粉技术。另外，随着焦炉的老化，重力加速度(m／s0)。设备更新需要较多费用，从降低成本考虑，用煤2．2回旋区中煤粉燃烧率的公式粉置换更多的焦炭，具有重大的经济意义。对于回旋

2、区的煤粉燃烧，作以下假定建立简高炉大量喷吹煤粉时，同旋的煤粉必须大单数模。量高效燃烧。为此，应了解同旋f×l煤粉的燃烧特i)同旋周围都是赤热焦炭，煤气和煤粉温度性，并根据其特性采用大量喷吹燥粉的喷吹方法。一定，风口}1『理论燃烧温度相等，煤气压力一定。本文就回旋区空间的煤粉燃烧fu_f】]旋内煤2)住燃烧过程中，煤粉粒径、密度一定。粉燃烧过程的研究结果，作F述。3)只有谋粉燃烧，忽略焦炭的燃烧。4)高温下的煤粉燃烧即炭素微粒表面的燃烧2回旋区煤粉燃烧理论反应，是c+0，--*CO反应，所以认为燃烧反应就2．1作为燃烧区域的回旋区空间晌大小是该反应。在风口前形成的回旋区及其守问统称回旋5)当煤

3、气流量一定时，燃烧后的煤粉值相等。(以下简称回旋区)。一般认为，在这个空问内，每个单位燃烧空间的燃烧速度R等于煤粉单焦炭比例低，煤粉优先燃烧。所以，煤粉在高炉个粒子燃烧反应速度乘以空腔煤粉密度和单位煤的大量燃烧的首要条件是：确保并叮能稳定较粉重量的比表面积，以(2)式求得。大的回旋区。推算回旋区深度的公式为：D矗。·r=0．521u[~P×Vob]式中R～单位空腔体积的燃烧速度[kmol一02／(m。．s)]；式中D厂回旋区深度(m)；w『-煤粉量(kg／s)；D风口直径(m)：V煤气量(m。／s)；V。厂以炉腹煤气为基准的风口前煤气p一煤粉颗粒假密度(kg／ma)；流速(m／s)；DI广煤

4、粉粒径(m)；D广焦炭粒径(m)；K一总反应速度常数(m／s)；P广噍炭颗粒假密度(kg，／rfl)；Co，一燃烧空间内氧克分子浓度(kmol—维普资讯http://www.cqvip.com·4·钢铁技术2004年第3期O2／m。)。助于定量方法来评估所推荐的释氧方法的实际作假定煤气量Vg一定时，单位时间的氧浓度变用。该方法是在炉缸处装有采样探计，可以沿着化速度与燃烧速度相对应。风口装置与有冷却水管的氧化区域内的不同地点采取试样。dCo对炉缸采取的煤粉试样进行矿相分析的结果一2：R：AcU，、(3)d92表明，风口末端的煤粉含量，尽管个别处有氧进~A=ws×6×K入，但平均为15％～2O％

5、，低于传统方法所得到VgppDP的结果。在距风口0．5m处残余煤灰中的微粒含量，尽管有局部处有氧进入，但测点处煤粉的燃设0=0时，Co2=(Co2)0，则(3)式为烧是加速了。Co2／(Co2)0=exp(一A0)，当A0很／J、时，exp(一A0)≈1一A0，则：4最佳比磨煤众所周知，将煤块磨碎有利于加速它本身的Co2／(Co2)0=1-A0(4)燃烧，然而提高磨煤次数与精度将明显地增加煤粉综合喷吹的成本。为了证实最佳的煤粉粒度，另外，在回旋区滞留反应的耗氧量，当煤气以煤灰为基准，采用不同的方法进行研讨。量Vg一定时，为Vg((Co2)o—Co2)(kmol一02／s)。以增加煤粉的反应面

6、积来解释减少其粒度的当煤粉中碳量为E时，流入回旋区的碳量为要求。因为在同样的时间内，煤粉进入风口区域WsEc／12(kmol—C／s)，所以，回旋的煤粉燃烧受到高温气流的冲撞，同样可增加单元煤粒的表率n可用下式表示。面积。单位表面积的增加可用两种理由来解释。首先，挥发分从煤粒中析出，这就增加了其表面2Vg~(Co2)o-Co：)(5)积；其次，在热气流冲撞下，伴随着煤粒本身的T1：——。W,E／12磨碎，更加有力地促进挥发分的析出，煤粒的破碎达到最高点。3提高氧的使用效率从煤粉燃烧的动力学现象来分析，我们知道工业规模的鼓风增氧的实际使用已被确认。煤的精磨可增加其表面积，但是由于磨得过细(指因

7、而，从燃料燃烧的观点看，氧的使用效率不高，小]5Om)，其表面积的增量已开始减少。从单如风口的设计不是专为考虑煤粉与鼓风气流的均位表面积的数值来看，煤粉粒度的最佳值应为匀混合。5Om～63m。鼓风中氧并非全部地与煤粉作用而气化，只因此，可以认为，粒度过细的煤粉不能更加有当氧处于充满气流的煤粉周围某一距离时才能促进其本身的燃烧。这个结论已被事实所证明，扩散到粉煤的表面。即多步精磨成细末的煤粉，其燃烧过程的特征与