造氣爐內(nèi)煤燃燒實(shí)驗(yàn)及限制性環(huán)節(jié)的確定

徐慶偉，呂慶，劉小杰，蘭臣臣，閆占亮

(1.華北理工大學(xué) 冶金與能源學(xué)院，河北 唐山 063009；2.東北大學(xué) 冶金學(xué)院，遼寧 沈陽 110819)

由呂慶教授提出的一種生產(chǎn)冶金煤氣的豎式造氣爐是一種新工藝，它通過對煤進(jìn)行氣化，把高爐風(fēng)口區(qū)域煤的燃燒放到爐外，然后噴入高爐，使高爐噴煤系統(tǒng)簡化，造氣爐運(yùn)用煤氣化原理，將煤的燃燒從高爐內(nèi)部轉(zhuǎn)移到外部，解決了高爐由于噴煤所帶來的問題，使得高爐順行，提高生產(chǎn)效率[1-6]。

煤粉燃燒動力學(xué)對燃燒設(shè)備的設(shè)計和運(yùn)行都起著至關(guān)重要的作用，能夠從本質(zhì)上反應(yīng)煤粉燃燒特性的本質(zhì)。國內(nèi)外很多學(xué)者對此做了大量的研究[7-11]。因?yàn)楸狙芯渴窃谛鹿に嚨幕A(chǔ)上開展，雖然眾多學(xué)者對煤燃燒動力學(xué)的研究很多，但并不滿足新工藝反應(yīng)狀態(tài)，因此并不具有代表性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料與儀器

煙煤、無煙煤，兩種煤工業(yè)分析見表1。

表1 煤樣工業(yè)分析Table 1 Analysis of coal powder industry

二氧化碳、氮?dú)夂脱鯕饩鶠槠垦b氣體。高溫懸浮態(tài)氣固反應(yīng)實(shí)驗(yàn)臺(如圖1所示)，自制。

PTQ-A30型天平。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1 Experimental facility1.計算機(jī)；2.熱電偶；3.熱天平；4.反應(yīng)管；5.樣品；6.加熱體；7.剛玉球；8.流量計；9.混氣瓶；10.CO2；11.N2；12.O2

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將煤樣用制樣機(jī)破碎，制成粒徑為0.15 mm的煤粉。然后利用圓盤造球機(jī)進(jìn)行造球。采用電阻絲編制的小籃盛放煤球，在管式爐上搭接一個可以容納天平的支架，天平下部設(shè)有掛鉤，將小籃與天平通過電阻絲與掛鉤相連，放入管式爐內(nèi)，使其懸浮；升溫前向管式爐內(nèi)通入保護(hù)氣體N2，流量為5 L/min。待排凈管式爐內(nèi)空氣后，利用控制程序以10 ℃/min的升溫速率進(jìn)行升溫。……