高炉喷吹固体燃料燃烧特性及动力学研究
作者:张海滨; 吴胜利; 王广伟
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高炉喷煤技术是降低炼铁能耗、污染物和排放的主要技术措施。目前,我国高炉喷吹的煤粉主要有烟煤(YM)和无烟煤(WYM)。随着钢铁企业降低成本、提高效率的不断发展,蓝炭(LT)和焦化粉尘(CDQ)也被应用于高炉喷吹生产。本研究采用程序升温热重法对YM、LT、WYM和CDQ的燃烧特性进行了研究。系统分析了影响燃烧性能的关键物理化学参数,并用收缩未反应核模型(GM)、体积模型(VM)和随机孔模型(RPM)分析了不同样品的燃烧动力学行为。结果表明,YM的燃烧性能最好,LT的燃烧性能次之,CDQ的燃烧性能最差。影响燃烧性能的关键因素是固体燃料的碳微晶结构。动力学分析表明,GM、VM和RPM在描述不同样品的燃烧动力学方面具有良好的效果。其中,RPM模型在描述LT、WYM和CDQ的燃烧动力学行为方面效果最好。采用RPM模型计算LT,WYM和CDQ的活化能分别为105.7 kJ/mol、115.8 kJ/mol和145.5 kJ/mol.ym。燃烧过程用GM模型描述,YM燃烧活化能为134.9kJ/mol。