富氧燃烧纯高炉煤气在冶金工业炉上的应用分析.pdf

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1、VoL3lNo．1冶金能源Jan．2012ENERGYFORMEI-AI工IURGICALINDUSTRY37富氧燃烧纯高炉煤气在冶金工业炉上的应用分析张雄温治楼国锋郑坤灿余跃冯霄红2(1．北京科技大学热能工程系，2．重庆赛迪工业炉有限公司)摘要基于某加热炉工艺，与高温空气燃烧技术(HiTAC)对比分析了富氧燃烧纯高炉煤气的技术可行性和经济可行性。结果显示，在合理的富氧浓度以及一定的空气煤气预热温度条件下，纯高炉煤气的燃烧可以满足普通加热炉的工艺要求。关键词工业炉富氧燃烧高温空气燃烧CO捕集AnalysisofoxygenenrichedcombustionofBFGinmetallurg

2、icfurnaceZhangXiongWenZhiLouGuofengZhengKuncanYuYudFengXiaohong2(1．UniversityofScienceandTechnologyBeijing，2．ChongqingSAIDIIndustrialFurnaceCo．，Ltd．)Abstract11lepurposeofthepaperistechno—economicanalysistheoxygenenrichedcombustionofblastfurnacegas(BFG)inmetalhrgicfurnace．Someresultsarocarriedon．em

3、sultsshowedthatoxygenenrichedcombustionofBFGcansatisfytheprocessrequirementsofordinarymeta[1urgicfur-nace．Keywordsmet~g／efu_r'I~eeoxygenenrichedcombustionHirACC02capture对于现代企业来说，资源、能源与环境问题提出了富氧条件下在回转窑内部利用高炉煤气代已经成了制约其快速发展的瓶颈。节约能量、减替部分焦炉煤气的应用方案】。庄正宁等人分少污染物排放是企业科学技术进步和可持续发展析了高炉煤气的燃烧特性，同时在某钢铁厂设计的必然选择。

4、同时，由于地球环境恶化以及全球建造了一个全燃高炉煤气的50MW高压锅炉j。变暖等因素使得各国对工业CO：、SO：及NO等李振山等人对钢铁行业的整个流程进行了分析，污染物排放的控制越来越严格。尤其是近几年对首先通过对高炉进行富氧从而得到较高热值的高火电厂、钢厂等高能耗行业的CO：的监控及减炉煤气，进而改善了低热值煤气的利用状况。排力度越来越大，也促使了富氧燃烧、蓄热式燃同时，在文献[5—6]中分析了通过高温空气燃烧等节能技术的发展⋯。烧技术，在工业加热炉上实现纯高炉煤气的燃烧在我国的大部分钢铁企业中有大量的高炉煤利用然而，目前没有一种技术可以实现纯高炉气产生，而高炉煤气由于其热值低、产量较大

5、等煤气在各种工业炉窑上大范围的应用。原因，被合理的利用一直是一个难点。目前有通过热力学、燃烧学以及气体分离等理论，很多学者针对高炉煤气的合理利用做了大量的研对比分析了富氧燃烧高炉煤气和高温空气燃烧高究。王汇等人通过分析石灰回转窑的工艺特性，炉煤气两种技术的可行性。由于高温空气燃烧技术的发展已经比较成熟，所以着重分析富氧燃烧收稿日期：2011—06一O1张雄(1987一)，博士生；100083北京市海淀区。技术的特性。同时，对两种燃烧技术的经济性进冶金能源Vo1．31No．138ENERGYFORMETALLURGICALINDUSTRYJan．2012行了分析，为富氧燃烧纯高炉煤气在工业加

6、热炉上的应用提供一定的指导意义。p＼1高温空气燃烧魁赠高温空气燃烧技术也称为蓄热式燃烧技术，饕通过预热空气和煤气的方法回收烟气中的余热，剐将烟气温度降至200℃以下，将空气的温度预热到1000℃以上【J。蓄热式燃烧可以最大程度的实现烟气的余热回收，但由于蓄热体会受到高温的图1高炉煤气理论燃烧温度随空气和煤气预烧损以及烟气成分的腐蚀，蓄热体需要经常更热温度的变化换，因此其运行成本比较高。以某钢铁厂的高炉煤气为例，表1为高炉煤炉的工艺要求。气的成分。对燃烧过程进行热平衡计算，得到燃料的理论燃烧温度：2富氧燃烧：垒±：一+：墨．．‘g—Cs。1+‘L—C富氧燃烧是将助燃剂中的氧气含量提高，减(1

7、+·)·一Css少助燃剂中不参加反应的N含量。高炉煤气中(1)由于含有大量的N：(50％左右)，所以其理论燃烧式中：为理论燃烧温度，℃；^为燃料的发热量，温度较低，减少助燃剂中N：的浓度，实质上等效J／kg；为燃料的质量流量，kg／s；L为理论空气于减少高炉煤气中N的浓度。通过富氧可以提需求量，kg／kg；at为空气系数；，To分别为燃料高燃料的火焰温度，改善燃料的燃烧火焰特性，同和空气的初始温度，cI=；c，，C，Cs