强化煤粉燃烧的添加剂研究周明石欧阳德刚张奇光肖坤伟(武汉钢铁(集团)公司)陆晓华李如松刘汉珍(华中理工大学)摘要在武钢高炉喷吹的无烟煤粉中掺入相当于煤粉量2%的由几种材料组成的添加剂以改善煤粉燃烧性能。经差热分析仪的静态试验和滴管燃烧炉、卧式燃烧炉的动态试验，优选出强化煤粉燃烧的添加剂。经反复试验证明：优选的添加剂在实验室条件下，使煤粉着火温度降低20～30℃，燃烧速度提高近一倍，燃烧效率提高6%，充分改善了煤粉的燃烧性能。关键词燃烧性能强化燃烧添加剂ANEWADDITIVESTOENHANCECOALPOWDERCOMBUSTIONZHOUMingshiOUYANGDegangZHANGQiguangXIAOKunwei(WuhanIron&Steel(Group)Co.)LUXiaohuaLIRusongLIUHanzhen(HuazhongUniversityofScienceandTechnology)ABSTRACTAbout2%additivescomposedofseveralmaterialsisaddedintheanthracitepowdertoimprovethecombustionpropertiesofcoalpowderinBFsoperationatWISCO.Thecompositionofadditivesisoptimizedthroughthestaticexperimentonheatbalanceanddynamicexperimentondroppercombustionfurnaceandhorizontalcombustionfurnace.Undertheexperimentconditionsthefollowingresultshavebeenobtained;theignitiontemperaturedecreasedby20～30℃，thecombustionrateincreasednearlyby100%,thecombustionefficiencyincreasedby6%andthecombustionpropertiesimprovedobviously.KEYWORDScombustionproperty,intensifiedcombustionenhanced，additives1前言随着焦炭供应的日趋紧张和炼铁燃料成本的不断提高，高炉喷吹煤粉的效果越来越引起冶金工作者的重视。影响煤粉喷吹量和置换比的因素很多，如高炉入炉风温、原料条件、设备状况、操作水平及煤粉自身性能、质量等。笔者认为，煤粉的燃烧性能参数，即煤粉的着火点、燃烧速度及燃烧效率等对煤粉喷吹的数量和质量影响甚大。就煤粉的燃烧而言，喷入高炉内的煤粉应在较短的时间内完成燃烧。如果煤粉在一定的时间内不能完全燃烧，则未完全燃烧的碳粒同灰分熔渣混在一起，将可能附集在风口燃烧区的焦炭上。这样，一方面减少了空气与焦炭的接触面积，影响焦炭的燃烧速度；另一方面混有碳粒的灰分熔渣的粘度大，流动性差，堵塞焦炭的可能性增大，而影响焦炭的透气性，导致高炉生产过程的压差升高，最终又影响喷煤量的提高和喷煤效果。降低煤粉的着火点、提高燃烧速度及燃烧效率都有利于煤粉在短时间内完全燃烧。为了提高煤粉自身燃烧性能，在煤粉中掺入适量的添加剂，以降低煤粉入炉的着火温度，提高燃烧速度和燃烧效率。2试验研究的机理分析煤粉中掺入改善其燃烧性能的添加剂，提高煤粉燃烧效率从理论上分析是可行的。进一步分析掺入添加剂改善燃烧效率的机理，从而寻求强化煤粉燃烧的添加剂的配方。根据目前所采用的煤粉燃烧技术认为：煤粉的燃烧是其在受压空气作用下，流经煤粉管道，再经过煤粉燃烧器，然后喷入燃烧室进行的。在进行中有三个基本过程，即煤粉的加热、着火和燃烧。通过改善这三个基本过程来改善煤粉的燃烧特性。煤种及其微观组成对煤粉燃烧的影响研究表明，活性体粒子具有较强的热变种性，活性体粒子的破泡和膨胀，基本依赖于塑性发展速率和挥发分气体释放速率的平衡。在活性体粒子的燃烧过程中，燃烧不仅发生在固体表面，并且由于其孔性而发生在颗粒内部，从而有效地提高了其燃烧特性。由灰分对煤粉燃烧的影响研究可知，灰分中各种矿物对煤燃烧的潜在影响包括以下几个方面：热力影响；辐射特性影响；颗粒破裂特性影响；催化燃烧；阻碍燃烧。从煤粉燃烧飞灰的形成过程看，燃烧前，原煤粉的挥发分、碳和灰本身已有一定裂纹，加热后挥发分逸出，碳开始燃烧而被消耗，灰分开始熔融。裂纹进一步扩大和加深。继续燃烧，则灰分出现凝聚现象，热熔化的灰分杂质熔在一起，在燃尽的末期，随着裂纹的进一步加深，变弱的碳结构发生破裂，碎片将完全燃烧而留下灰分，生成碎片的数目取决于每个原始煤粒所能形成的飞灰颗粒的数目。对于灰分的催化作用，许多研究结果表明，一些碱性物质已经表现出可增加焦炭的反应性，特别是在低温时，这种作用更加明显。根据上述燃烧机理，改善煤...
