高炉喷吹用煤粉可行性指标的研究与应用

针对目前高炉喷吹煤性能评价指标存在的不足,对评价高炉喷吹用煤粉的各项可行性指标,如煤种的工业及元素分析、燃烧性、着火点、爆炸性、发热值、反应性、可磨性等进行了系统研究和分析。并以河北某M钢铁厂目前所用高炉喷吹煤粉为例,对其所用8种喷吹煤粉的可行性指标进行了试验研究与理论分析,最终得到该钢铁厂煤粉性能的总体评定,推荐高炉喷吹用煤种为3~#、5~#和6~#。     

基于主成分分析的高炉喷吹煤粉性能评价

针对高炉喷吹煤性能评价指标存在的不足,提出了一种新的基于主成分分析的高炉喷吹煤综合特性指标提取方法。该方法综合考虑了高炉喷吹煤发热值、着火点、燃烧性、反应性、流动性和可磨性等性能指标,采用主成分分析方法,提取了高炉喷吹煤的综合特性指标：综合燃烧特性指标P1,综合反应特性指标P2,综合流动特性指标P3和综合可磨特性指标P4。新的综合特性指标不仅减少评价指标的数量,且综合特性指标之间相互独立,避免指标之间的重叠。在4个新综合特性指标的基础上,进一步引入煤粉喷吹性能评价指标P,并结合基础性能评价指标F,最终得到煤粉性能的总体评定。     

几种氯化物对高炉喷吹用煤粉燃烧性能的影响

为了提高高炉喷吹煤粉的燃烧率,分析了Ca Cl2,Mg Cl2,Na Cl和Fe Cl3添加剂对高炉喷吹用煤粉燃烧性能的影响,得到各物质添加量对煤粉燃烧率的影响规律。结果表明,适量的Ca Cl2,Mg Cl2,Na Cl和Fe Cl3均能改善高炉喷吹用煤的燃烧性能。当Ca Cl2和Mg Cl2添加量小于1%、Fe Cl3添加量小于2%时,煤粉燃烧率分别随Ca Cl2,Mg Cl2和Fe Cl3添加量的增加而提高;继续增加各物质的添加量,煤粉燃烧率均下降;煤粉燃烧率随Na Cl添加量的增加而提高。与原煤燃烧后产生的未燃煤粉相比,加入氯化物添加剂后高炉喷吹用煤的未燃煤粉颗粒均变得不规则,且粒度明显减小。综合考虑,高炉喷吹用煤粉中Ca Cl2和Mg Cl2适宜的添加比例均为1%,Fe Cl3适宜的比例为2%,Na Cl的添加比例应小于1%。为改善高炉喷吹用煤粉的燃烧性能,4种氯化物添加剂优的先选用顺序为Fe Cl3,Ca Cl2,Mg Cl2和Na Cl。     

喷吹原煤结晶水和煤粉水分析出过程

用差示扫描量热法对喷吹原煤进行分析并测定其中硫酸盐的硫含量,发现在400℃以下有以硫酸亚铁形式存在的结晶水.采用热重分析方法研究喷吹煤粉,给出在400℃以下不同粒度混合煤粉中水分析出规律.根据煤粉中水分主要是在20～100℃和300～400℃析出,确定煤中的结晶水是以硫酸亚铁的形式存在.     

预热对高炉喷吹煤粉输送性能的影响

按照日本工业标准,采用粉体综合特性测试仪,对舞钢中加钢铁公司和长治钢铁公司使用的高炉喷吹煤粉进行预热前后输送性能测试,结果发现,高炉喷吹煤粉经预热后,煤粉的流动性基本没有变化,但是喷流性明显变好。     

高炉喷吹用煤的质量要求与发展趋势

高炉喷吹技术迅速发展，喷吹用煤的数量，品种和国内外市场还会不断扩大。在论述喷吹用煤需求增加原因，质量状况和发展趋势的基础上，提出加强品质研究，扩大喷吹用煤资源和品种，扩大吹用煤出口看法和建议。     

高炉喷吹用煤燃烧过程中氯的析出特性

高炉喷吹用煤在低温燃烧和风口条件下高温快速燃烧过程中氯元素的析出特性差别很大。为对比其差别,对煤燃烧过程中氯的析出机理进行了热力学分析,并试验研究了高炉喷吹用煤低温燃烧过程中氯的析出特性,分析了温度、时间和空气流量对其影响规律。结果表明,低温燃烧条件下,高炉喷吹用煤氯的析出率受温度影响显著。在300～600 ℃内随温度上升,氯的析出率迅速增加,600 ℃时,氯析出率高达90%。继续升温至800 ℃以上时,氯析出率有所减缓;随燃烧时间的延长,煤中氯析出率增大;在500~700 ℃固定温度下,煤粉燃烧过程中氯的析出属于零级反应,其析出的表观活化能Ea为6 691.1 kJ/mol、频率因子k0=3.562;氯的析出率随空气流量的增加缓慢增加。高炉喷吹用煤粉在风口高温快速燃烧时氯的析出率仅在50%左右,远低于其在低温燃烧时氯的析出率。煤粉在高炉中燃烧时部分氯元素滞留在未燃煤粉中,故高炉生产建立煤粉中氯元素检测制度,并使用低氯煤进行喷吹。     

浅论高炉喷吹煤评价指标

介绍了高炉喷吹煤的基本指标和山西境内有代表性的喷吹煤指标,指出采用含碳高、发热量高的无烟煤与挥发分适中、易燃的贫瘦煤混合喷吹,具有良好的喷吹效果和经济效益。     

高炉喷吹用煤的选择

介绍了高炉喷吹技术的发展和现状,并对喷吹用煤炭质量和煤种进行了分析和论述,阐明了合理选择煤种及煤质能够提高经济效益、节能降耗,达到对煤炭资源合理利用的目的。     

预热对潞安常村高炉喷吹煤燃烧性和反应性的影响

通过对潞安常村喷吹煤在不同预热温度下燃烧性和反应性的测定,研究预热温度对煤粉燃烧性和反应性的影响规律.实验结果表明:预热可以提高煤粉的燃烧率,增强煤粉与CO2的反应能力,并且随着预热温度的提高,燃烧率不断增大,反应性不断加强.     

MnO2对粉煤燃烧特性的影响

以义马粉煤为研究对象,采用热分析技术研究了MnO2对粉煤燃烧特性的影响.研究结果表明,添加MnO2对粉煤的燃烧特性有显著的影响,影响程度与MnO2的用量有关.在实验条件下,MnO2的加入量对燃点没有明显的影响,但对燃烧完全程度及达到最大燃烧速率时的温度具有明显的改进效果.     

A rapid analysis of coal with furnace under controlled multiple temperature areas

A novel thermogravimetric analyzer system of furnace with multiple temperature controller was described, which mainly decreased the analysis cycle duration down to 20 min. Furthermore, the present C591 rapid analyzer system under software can monitor and control some coal physical and chemical properties like change of coal, control combustion regulation, operation of coal mixture, and improvement of the turnover rate of the transportation facilities as well.     

多级模糊模式识别模型在评价高炉喷吹混煤中的应用

根据相关文献,结合大量的实践经验,建立了高炉喷吹混煤评价模型。从影响煤的喷吹性能的诸多因素中筛选出适合定量分析的性能指标,建立喷吹性能评价指标标准体系,定义各指标相对隶属度的计算方法,采用层次分析法计算指标权重,运用多级模糊模式识别模型得到评价结果。运用该模型对某钢铁厂8种喷吹混煤评价,评价结果与生产实际基本相符。     

非定温热分析法在煤粉燃烧动力学研究中的应用

利用热重分析仪对煤粉进行了热失重实验研究,并获得了相应的热重特性曲线。采用单个扫描速率的Coats-Redfern法、多重扫描速率的FWO法和Starink法3种典型的热分析方法求取了各样品的动力学参数。采用热重分析仪对煤粉颗粒燃烧特性实验分析表明,样品燃烧活化能随升温速率的增大而下降,并且同一升温速率下样品的活化能随反应进行而不断减小,在反应将结束时略有增加;应采用单重升温速率法和多重升温速率法相结合来分析煤粉的燃烧机理。     

转炉高温煤气中煤粉的气化行为

为了有效提高转炉高温煤气中可燃气体品质,降低CO2含量。文中提出了一种向转炉高温煤气中喷吹煤粉制备高品质气体的方法。本试验方法采用FactSage 6.1计算各组分之间反应的可能性,利用热重分析仪对煤焦的热解、气化、复合添加剂下的催化气化行为进行理论分析,通过沉降炉实验研究了900~1 200 ℃气体产物的动态析出特性,并计算出可燃气体上升率α,CO2下降率β作为评价指标,最后通过工业试验进一步验证。试验结果表明,煤焦质量损失是由于CO2气化行为造成的,加入添加剂后,气化反应开始温度降低了62 ℃,气化反应结束的温度降低了117 ℃,煤气中H2和CO的含量显著升高,CO2和CH4的含量显著降低。无添加剂条件下,α值由900 ℃时的7.63%增加到1 200 ℃时的17.27%,β值由900 ℃时的4.42%增加到1 200 ℃时的27.52%。含添加剂条件下,α值由900 ℃时的11.51%增加到1 200 ℃的37.64%,β值由900 ℃时的11.48%增加到1 200 ℃时的54.72%。在900~1 200 ℃,α值随温度的升高,逐渐增大,β值随温度的升高,逐渐减小。在1 200 ℃时,含添加剂与未加入添加剂相比α值增加20.37%,β下降27.20％,这是由于添加剂对煤粉的气化起到催化作用。与沉降炉实验结果相比,工业试验得到的α,β值分别增加5.29%,4.96％,工业试验值略大于沉降炉实验值。通过试验结果分析验证了向转炉高温煤气中喷吹煤粉制备高品质气体的方法的可行性。该试验方法的设计应用,可为转炉高温煤气中可燃气体品质优化提供参考。     

预热对喷吹煤比表面积及微观形貌的影响

在全自动比表面积和孔径分析仪上进行了不同预热温度下潞安喷吹煤粉的比表面积及孔体积分布试验,并通过电子显微镜观察同一预热温度下潞安喷吹煤粉的表面形态,以研究预热对潞安喷吹煤粉的比表面积及微观结构的影响.研究结果表明,随着预热温度的升高,潞安喷吹煤粉的比表面积增大,有利于煤粉在高炉内的燃烧.     

高炉喷吹用大淑村矿无烟煤粒度的优化研究

煤粉粒度对高炉喷吹的经济性影响很大,煤粉粒度小,燃烧率高,但磨煤能耗大.以大淑村矿无烟煤为研究对象,系统地研究了煤粉粒度与喷吹性能的关系.结果表明,样品粒度越细,煤粉的均匀度越好,越有利于煤粉的燃烧.但当粒度降低到一定程度后,煤粉的燃烧率增加幅度不明显,煤粉的流动性能出现先增后降的现象.综合考虑燃烧率与磨煤成本的因素,该煤的细度可控制在小于74μm的含量大于60%.