《高炉富氧煤粉喷吹》求取 ⇩

1概述1

1.1 高炉喷吹煤粉技术的发展1

1.1.1 早期试验阶段1

1.1.2 大规模发展阶段2

1.2 高炉富氧喷吹煤粉的理论与实践10

1.2.1 富氧对喷煤的影响10

1.2.2 喷枪位置和形式对煤粉流动行为的影响13

1.2.3 煤粉粒度与组成对燃烧的影响14

参考文献18

2高炉喷吹煤粉的性能研究20

2.1 中国煤炭资源及高炉喷吹的常用煤种20

2.2 喷吹煤粉的理化性能22

2.2.1 喷吹煤粉的密度、堆角及比表面积22

2.2.2 煤的可磨性23

2.2.3 煤粉的粒度分布及平均粒度24

2.2.4 煤粉着火点及灰熔点27

2.2.5 煤粉自燃和爆炸性能28

2.2.6 煤粉比热及导热系数41

2.2.7 煤的化学性能及对喷吹工艺的要求42

2.3 喷吹用煤的煤相研究47

2.3.1 煤的形成及其化学结构47

2.3.2 煤的煤相组成概述50

2.3.3 煤的理化性能与煤相组成的关系51

2.3.4 喷吹用煤粉在加热过程中的煤相及其理化性能的变化53

参考文献57

3高炉氧煤喷枪空气动力学特性研究59

3.1 高炉煤粉喷枪的发展59

3.2 高炉喷煤工艺对氧煤枪的性能要求63

3.3 氧煤枪出口射流的空气动力学特性65

3.3.1 同轴射流与套筒式氧煤枪的设计65

3.3.2 同轴旋转射流与螺旋式氧煤枪的设计68

3.3.3 大速差同轴射流及拉瓦尔式喷枪的设计71

3.3.4 交叉射流与双枪配制氧煤枪78

3.3.5 浸没射流——氧煤枪出口流股与直吹管内流股的组合82

3.4 直吹管内氧煤枪出口冷态三维流场及氧浓度场87

3.4.1 螺旋式氧煤枪出口冷态三维流场89

3.4.2 拉瓦尔式氧煤枪出口冷态三维流场99

3.4.3 氧煤枪出口区域氧浓度场的研究103

3.5 直吹管内氧煤枪出口煤粉动态行为及混合特性111

3.5.1 喷吹煤粉对直吹管内热风湍流脉动的影响111

3.5.2 热风湍流脉动对煤粉颗粒的作用分析112

3.5.3 煤粉颗粒的自旋运动121

3.5.4 煤粉与热风的宏观混合特性及其在热风中的微观扩散123

参考文献126

4高炉氧煤喷吹系统中的气固两相流动128

4.1 煤粉气力输送的基本问题128

4.1.1 管内颗粒的运动形式及产生机理128

4.1.2 管内气固两相流动的工况129

4.1.3 气力输送中最小输送速度及推荐值131

4.1.4 气力输送的压降计算132

4.2 气力输送管道截面上的浓度分布及速度分布137

4.2.1 水平管内的颗粒速度分布137

4.2.2 水平管内颗粒浓度分布140

4.2.3 垂直管内颗粒的速度分布141

4.2.4 垂直管内颗粒浓度分布144

4.3 煤粉分配器148

4.3.1 分配器的研究概述149

4.3.2 煤粉盘式分配器的分配机理及设计准则152

4.3.3 煤粉盘式分配器的分配精度156

4.3.4 球式分配器161

4.4 高炉富氧煤粉喷吹系统的磨损166

4.4.1 磨损机理概述166

4.4.2 磨损量计算模型169

4.4.3 弯管磨损171

4.4.4 喷吹煤粉对高炉风口的磨损179

4.4.5 盘式分配器的磨损185

参考文献188

5高炉富氧喷吹的煤粉燃烧动力学191

5.1 高炉喷吹煤粉燃烧过程的特点191

5.2.1 煤粉热分解动力学和挥发分燃烧动力学193

5.2 高炉煤粉燃烧动力学研究193

5.2.2 半焦燃烧动力学195

5.3 高炉煤粉的着火、燃烧及燃烬时间211

5.3.1 着火过程211

5.3.2 火焰的传播212

5.3.3 高炉氧煤枪的火焰“黑根”216

5.3.4 煤粉的燃烬时间219

5.4 提高高炉喷煤量和煤粉燃烧率的主要途径233

5.4.1 选择合适的煤种233

5.4.2 富氧煤粉喷吹234

5.4.3 高热风温度234

5.4.4 煤粉燃烧催化剂及燃烧促进剂234

5.4.5 选择煤粉合适的粒度235

5.4.8 解决因大量喷煤造成高炉不顺行的一切关键问题236

5.4.6 合理的氧煤枪结构及插枪位置236

5.4.7 选择合理的喷煤系统236

参考文献237

6高炉富氧煤粉喷吹的数值模拟238

6.1 富氧煤粉喷吹过程的模比方法238

6.2 富氧煤粉喷吹过程数值模拟的基本方程239

6.2.1 概述239

6.2.2 用欧拉法建立基本方程240

6.2.3 用拉格朗日法建立基本方程251

6.3 基本方程的数值解法256

6.3.1 基本方程的归—化及特点256

6.3.2 基本方程的离散化方法258

6.3.3 求解气固两相流动的SIMPLE算法261

6.4.1 氧煤枪枪体温度场及枪内流体流场的数学模型263

6.4 数值模拟在富氧煤粉喷吹过程中的应用263

6.4.2 高炉直吹管条件下煤粉快速热解前的传热模型284

6.4.3 高炉煤粉的上限喷吹量、最佳煤粉粒径及枪头位置的估算模型293

6.4.4 高炉富氧煤粉喷吹时风口区的燃烧数学模型299

6.4.5 大喷吹量下模拟高炉内煤粉燃烧的数学模型316

参考文献328

7高炉富氧煤粉喷吹的前景330

7.1 煤粉喷吹的前景330

7.1.1 煤炭资源330

7.1.2 喷煤量331

7.1.3 燃烧率333

7.1.4 烟煤喷吹335

7.2 小结338

参考文献340