转炉高温煤气中煤粉的气化行为

宋伟明^1,2，周建安^1,2，李数^1,2，杨健^1,2

1. 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室2. 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

摘 要：为了有效提高转炉高温煤气中可燃气体品质,降低CO₂含量。文中提出了一种向转炉高温煤气中喷吹煤粉制备高品质气体的方法。本试验方法采用FactSage 6.1计算各组分之间反应的可能性,利用热重分析仪对煤焦的热解、气化、复合添加剂下的催化气化行为进行理论分析,通过沉降炉实验研究了900～1 200℃气体产物的动态析出特性,并计算出可燃气体上升率α,CO₂下降率β作为评价指标,最后通过工业试验进一步验证。试验结果表明,煤焦质量损失是由于CO₂气化行为造成的,加入添加剂后,气化反应开始温度降低了62℃,气化反应结束的温度降低了117℃,煤气中H₂和CO的含量显著升高,CO₂和CH₄的含量显著降低。无添加剂条件下,α值由900℃时的7.63%增加到1 200℃时的17.27%,β值由900℃时的4.42%增加到1 200℃时的27.52%。含添加剂条件下,α值由900℃时的11.51%增加到1 200℃的37.64%,β值由900℃时的11.48%增加到1 200℃时的54.72%。在900～1 200℃,α值随温度的升高,逐渐增大,β值随温度的升高,逐渐减小。在1 200℃时,含添加剂与未加入添加剂相比α值增加20.37%,β下降27.20%,这是由于添加剂对煤粉的气化起到催化作用。与沉降炉实验结果相比,工业试验得到的α,β值分别增加5.29%,4.96%,工业试验值略大于沉降炉实验值。通过试验结果分析验证了向转炉高温煤气中喷吹煤粉制备高品质气体的方法的可行性。该试验方法的设计应用,可为转炉高温煤气中可燃气体品质优化提供参考。

关键词：高温废气;煤粉;CO₂气化;气体产物;沉降炉;