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高炉煤粉添加助燃剂的应用研究

2020-12-01阅读(960)

高炉煤粉添加助燃剂的应用研究

论文摘要

高炉喷吹煤粉技术是现代高炉炼铁生产广泛采用的新技术,且日益受到世界各个国家和地区的高度重视。随着该项技术的成熟与完善,增加高炉喷煤比、降低焦比将一直是研究高炉喷煤技术追求的目标。本文的研究即是在此基础上进行的。本文在实验室条件下做了在某高炉用煤粉中添加助燃物质对煤粉燃烧率影响的实验,并通过正交燃烧实验确定了添加物质的主要成分的最佳配比,随后又通过工业性试验,分析得出了添加剂的加入使高炉的焦比降低煤比提高的结论,从而表明高炉煤粉中添加助燃物质有利于煤粉的燃烧。在上述研究基础上,具体结论如下:（1） TG/DSC分析表明,煤粉添加剂的合适组成可选取CaCO3、MnO2和CeO2;正交燃烧结果的分析表明,煤粉添加剂的最佳配比的方案为A3B4D4,即CaCO3、MnO2和CeO2的质量比为1.5:2.5:2.5;在性价比基础上,实验室条件下确定的应用配方为A4B4D1,则三种物质的质量比为:w（CaCO3）:w（MnO2）:w（CeO2）=2.5:2.5:0.5。（2）正交燃烧实验中,添加了助燃物质的煤粉的整体燃烧率平均提高约20%。同时对实验结果进行极差分析的结果表明,三个因素影响煤粉燃烧率的主次顺序是CaCO3、CeO2、MnO2;方差分析表明,CaCO3水平的变动对实验结果有显著影响,CeO2和MnO2水平的变动对实验结果没有显著影响;最佳配比条件A3B4D4下估算的煤粉燃烧率为53.15%。（3）初期的工业性试验校正计算结果表明,试验期高炉的焦比降低6.64kg/t,煤比提高2.85kg/t,煤粉的比较置换比提高0.0232。（4）扩大工业性试验是分两个阶段进行的,第一阶段试验的校正计算中,焦比降低12.187kg/t,煤比提高5.04kg/t,煤粉的比较置换比提高0.0533;第二阶段的试验中焦比降低3.158kg/t,煤比提高1.78kg/t,煤粉置换比仅提高0.0111;总体上,扩大工业性试验中煤粉比较置换比平均提高0.0322。同时,试验期,高炉瓦斯灰和污泥中的残碳量明显降低,并且添加剂的加入对高炉渣碱度没有明显影响。以上结论表明,在煤粉中添加助燃物质是有益于高炉煤粉燃烧的,对高炉降低焦比提高煤比有着十分重要的意义。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 高炉喷煤的发展概况及研究现状
  • 1.1.1 发展概况
  • 1.1.2 国内外高炉喷煤现状
  • 1.2 高炉煤粉助燃添加剂的相关研究
  • 1.2.1 煤粉的燃烧
  • 1.2.2 添加物质的助燃机理
  • 1.2.3 实验室部分研究成果
  • 1.3 煤粉添加剂的试验与应用
  • 1.3.1 实验室模拟高炉喷吹
  • 1.3.2 工业应用情况概述
  • 1.4 问题的提出与本课题研究的意义
  • 1.5 研究内容与研究方案
  • 1.5.1 技术思路
  • 1.5.2 本课题的主要研究内容
  • 1.5.3 化学配方设计及实验方法
  • 1.5.4 工业性试验
  • 第二章 煤粉添加剂的实验室研究与分析
  • 2.1 实验准备条件
  • 2.2 煤粉助燃添加剂组成的确定
  • 2.2.1 实验方案、装置及方法
  • 2.2.2 实验结果
  • 2.2.3 数据分析
  • 2.2.4 小结
  • 2.3 添加成分的正交优化实验
  • 2.3.1 正交实验的因素水平的确定与正交表的选取
  • 2.3.2 实验装置及实验条件
  • 2.3.3 本实验煤粉燃烧率计算公式的修正
  • 2.3.4 正交燃烧实验结果
  • 2.4 正交燃烧实验结果分析
  • 2.4.1 正交燃烧实验的极差分析
  • 2.4.2 正交燃烧实验的方差分析
  • 2.4.3 单因素添加物质对燃烧率的影响
  • 2.4.4 添加物质对燃烧速率的影响
  • 2.5 补充实验
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 煤粉添加剂的初期工业性试验
  • 3.1 试验注意的问题与实施方案
  • 3.1.1 试验期间注意的问题
  • 3.1.2 实施方案
  • 3.2 添加剂上料系统与参数调试
  • 3.3 初期工业性试验
  • 3.3.1 试验情况概述
  • 3.3.2 不同因素影响高炉焦比的计算
  • 3.3.3 试验期基本数据与分析与焦比的校正计算
  • 3.4 试验期存在的问题
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 煤粉添加剂的扩大工业性试验
  • 4.1 试验过程概述
  • 4.2 第一阶段试验影响高炉焦比变化因素分析
  • 4.2.1 第一阶段试验基本数据分析
  • 4.2.2 第一阶段试验期焦比的校正计算
  • 4.3 第二阶段试验影响高炉焦比变化因素分析
  • 4.3.1 第二阶段试验基本数据分析
  • 4.3.2 第二阶段试验期焦比的校正计算
  • 4.4 试验前后期高炉瓦斯灰与污泥残碳含量分析
  • 4.5 煤粉置换比计算
  • 4.5.1 置换比计算公式的选择
  • 4.5.2 置换比的计算与分析
  • 4.6 添加剂物质对高炉渣碱度的影响
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录：发表论文与参加的学术活动

    • 相关论文文献

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