高炉喷吹固体燃料燃烧特性及动力学研究

高炉喷吹煤粉技术是降低炼铁能耗,减少污染物和CO2排放量的主要技术措施,目前国内高炉喷吹煤粉的种类以烟煤(YM)和无烟煤(WYM)为主,随着钢铁企业降本增效工作的持续开展,兰炭(LT)和焦化除尘灰(CDQ)也开始应用于高炉喷吹生产.利用程序升温热重法研究了 YM、LT、WYM和CDQ四种样品的燃烧特性,系统分析了影响燃烧性能的关键物化特征参数,并利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为固体燃料的碳微晶结构.动力学分析表明,GM、VM和RPM三种模型在描述不同样品燃烧动力学时都具有较好的效果,其中RPM模型在表征LT、WYM和CDQ三个样品的燃烧动力学行为时效果最佳,利用RPM模型计算LT、WYM和CDQ的活化能分别为105.7、115.8和145.5kJ/mol;YM燃烧过程使用GM模型表征的效果最优,利用GM模型计算YM燃烧活化能为134.9kJ/mol.