多点供热对焦化过程影响的数值分析与优化

林蔚¹，冯妍卉^1,2，金珂¹，张欣欣^1,2，王明登³，杨俊峰³

1. 北京科技大学机械工程学院2. 北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室3. 中冶焦耐工程技术有限公司

摘 要：针对多点供热式焦炉的结构特征以及工艺特点,建立了描述其内部流动、传热以及燃烧等过程的燃烧室-炭化室三维非稳态数理模型,并进行了数值求解;考察了多点供热方式下的高向加热均匀性以及NO的生成量,与传统下喷式单点供热方式进行了对比分析;并进一步针对装炉煤的水分、堆密度和初始温度,空气和高炉煤气分级数目,以及废气循环倍率等操作参数开展了正交试验模拟分析。研究结果表明:采用分级燃烧技术,有效提高了焦饼的高向温度均匀性,使其在大规模生产的同时,保证了焦炭的质量;同时,较之传统单点供热焦炉,有效改善了局部燃烧温度过高的现象,使NO体积分数明显减少;废气循环倍率、装炉煤堆密度对焦炉生产的影响最为显著。这对焦炉的大型化、高效节能以及清洁生产有一定的指导作用。

关键词：多点供热;焦化;正交试验方法;数值计算;