干熄焦除尘灰的高炉喷吹性能研究

摘要

近年来，随着高炉炼铁规模的不断扩大和生铁产量的不断增加，焦炭的需求量也越来越大。由于焦炭对高炉炼铁的必要性和炼焦煤资源的短缺，高炉生产者开始尝试用其它燃料来代替焦炭。高炉生产者已经开发了多种燃料进行喷吹来代替部分焦炭，这些喷吹的燃料包括油、煤粉和天然气，而高炉喷煤是最有效的减少高炉焦炭消耗的技术。在过去的十年，高炉喷煤技术已经在世界范围内应用并且成为了一种十分成熟的技术。
　　高炉喷煤比不断增加，而适合高炉喷吹的无烟煤资源是有限的。近年来，干熄焦技术在国内外广泛应用，干熄焦过程中会产生大量的干熄焦除尘灰。干熄焦除尘灰与无烟煤化学组成非常相似，而且干熄焦除尘灰的粒度与高炉喷吹的煤粉粒度也非常接近。因此，可以探索干熄焦除尘灰代替部分无烟煤进行高炉喷吹的可行性。干熄焦除尘灰用来高炉喷吹不仅可以节约无烟煤资源，降低炼铁成本，还可以减少污染物的排放。由于干熄焦除尘灰明显的经济价值和环保优势，研究干熄焦除尘灰的高炉喷吹性能是非常有必要的。
　　本课题试验煤种是某大型钢铁企业提供的3种高炉喷吹用煤及干熄焦除尘灰，设定了7种混合煤方案。根据该钢铁企业高炉喷吹效果发现影响喷吹效果的指标主要是煤粉的反应性及燃烧性，而煤的可磨性好坏是影响制粉成本的主要因素。因此，本试验研究内容为4种单种煤及7种混合煤的可磨性、反应性及燃烧性研究，最后通过建立数学模型选出最佳的配煤方案。试验结果表明，干熄焦除尘灰与其余3种单种煤相比，其可磨性、反应性和燃烧性都相对较差。如果混合煤中配入适当比例的干熄焦除尘灰，对混合煤的喷吹性能影响很小。初步研究表明:干熄焦除尘灰配入混合煤的比例小于5％时是可以用来高炉喷吹的。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 高炉喷煤的出现

1．2 高炉喷煤的意义

1．3 高炉喷煤的发展

1．3．1 国外高炉喷煤技术发展概况

1．3．2 国内高炉喷煤技术发展概况

1．4 高炉喷吹用煤的工艺性能指标

1．4．1 煤的可磨性

1．4．2 煤的反应性

1．4．3 煤的燃烧性

1．4．4 煤的流动性

1．4．5 煤的爆炸性

1．4．6 煤灰熔融性

1．4．7 煤的发热量

1．4．8 煤的灰分含量

1．5 高炉喷吹对煤的性能要求

1．5．1 原煤性能的要求

1．5．2 制备煤粉的质量要求

1．6 高炉喷吹混合煤的优势

1．6．1 高炉喷吹的煤种

1．6．2 高炉喷吹混合煤

1．7 研究本课题的意义

1．7．1 干熄焦除尘灰的来源及应用

1．7．2 高炉喷吹干熄焦除尘灰

1．7．3 课题的提出

1．7．4 课题研究内容

第二章 试验设备与方法

2．1 试验煤样

2．2 可磨性试验设备及方法

2．2．1 可磨性试验设备

2．2．2 煤样制粉系统

2．2．3 可磨性试验步骤

2．3 反应性试验设备及方法

2．3．1 煤气化原理

2．3．2 反应性试验设备

2．3．3 反应性试验步骤

2．4 燃烧性试验设备及方法

2．4．1 燃烧性试验条件

2．4．2 热重分析原理

2．4．3 燃烧性试验步骤

第三章 试验结果与分析

3．1 可磨性试验结果分析

3．1．1 单种煤可磨性试验数据

3．1．2 单种煤可磨性数据分析

3．1．3 混合煤可磨性试验数据

3．1．4 混合煤可磨性数据分析

3．1．5 小结

3．2 反应性试验结果分析

3．2．1 试验煤样粒度分布

3．2．2 单种煤对CO2反应性结果

3．2．3 单种煤反应后的损失率

3．2．4 混合煤对CO2反应性结果

3．2．5 混合煤反应后的损失率

3．2．6 小结

3．3 燃烧性试验结果分析

3．3．1 单种煤燃烧性试验数据

3．3．2 单种煤的着火温度

3．3．3 单种煤的燃尽时间与燃尽温度

3．3．4 单种煤的综合燃烧性能

3．3．5 混合煤燃烧性试验数据

3．3．6 混合煤的着火温度

3．3．7 混合煤的燃尽时间与燃尽温度

3．3．8 混合煤的综合燃烧性能

3．3．9 小结

第四章 结论与展望

4．1 混合煤喷吹性能评价

4．1．1 评价模型的建立

4．1．2 混合煤方案评价

4．1．3 评价结果分析

4．2 结论

4．3 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢