高炉喷吹富氢燃料对高炉冶炼过程的影响

摘要

为降低高炉炼铁碳排放，基于物料平衡和热平衡，分析了高炉风口喷吹天然气、焦炉煤气、氨气、氢气这4种富氢或纯氢燃料时的热力学行为，考察了富氢气体置换比、预热温度、喷吹量及富氧率对高炉主要指标的影响。结果表明，提高鼓风富氧率可降低炉腹煤气量且快速提高理论燃烧温度，提高富氢气体预热温度可明显提高理论燃烧温度而对炉腹煤气量无影响，提高置换比则可降低炉腹煤气增加量甚至使其低于基准煤气量、但对理论燃烧温度影响不明显。在维持煤气高温热量不变时，喷吹单位富氢气体所需富氧率从高至低依次为天然气、焦炉煤气、氢气、氨气，且其随着富氢气体喷吹量增加或减少取决于富氢气体置换比。高置换比及高富氧条件有利于天然气喷吹量增加，而不同置换比下喷吹氨气均需降低富氧率方可维持煤气高温热量不变。该研究可为高炉喷吹适宜的富氢燃料提供理论支持。