高爐噴煤復(fù)合催化劑的優(yōu)化配方及催化機(jī)理.pdf

1、高爐噴煤技術(shù)是高爐節(jié)約焦炭、降低成本的關(guān)鍵技術(shù),并且呈現(xiàn)噴煤量逐漸加大、風(fēng)溫逐漸提高、與其他燃料及助燃劑共同噴入的“大噴吹”發(fā)展趨勢(shì)。隨著高爐噴煤量的增加,風(fēng)口區(qū)未燃煤粉數(shù)量增加,并隨著煤氣流進(jìn)入滴落帶、軟熔帶及塊狀帶,從而惡化料柱透氣和透液特性,影響高爐順行；而部分未燃煤粉會(huì)進(jìn)入爐塵,從而導(dǎo)致煤粉利用率和置換比下降,使噴煤效益降低。煤粉的燃燒效率已成為限制高爐煤粉噴吹量的主要因素,有必要通過強(qiáng)化煤粉燃燒過程,提高噴吹量。而向高爐噴煤中

2、添加金屬氧化物組成的催化劑是強(qiáng)化煤粉燃燒的有效方法。
　　 本文在前人研究基礎(chǔ)上,篩選出適合高爐生產(chǎn)的催化劑成分,進(jìn)行了高爐噴吹無煙煤中添加催化劑的燃燒實(shí)驗(yàn),研究其對(duì)煤粉燃燒率的影響,并通過正交實(shí)驗(yàn)確定復(fù)合催化劑的合適配比,運(yùn)用方差分析和極差分析法研究了各成分水平變動(dòng)對(duì)煤粉燃燒效率的主次順序,得到了具有顯著影響的參數(shù)及其最優(yōu)取值。
　　 向?qū)嶒?yàn)用煤中添加不同比例的復(fù)合催化劑,進(jìn)行熱重燃燒試驗(yàn),分析了催化劑添加比例對(duì)煤燃燒

3、特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著添加比例的增大,煤樣燃燒分布曲線向低溫區(qū)移動(dòng),最大失重率增加,著火和燃盡溫度降低,煤粉的綜合燃燒特性指數(shù)得到提高,說明實(shí)驗(yàn)中所用催化劑對(duì)煤粉的燃燒具有促進(jìn)作用,并存在一個(gè)合適的添加比例,超過3％的添加比例,催化劑的作用效果將不冉明顯。
　　 考慮到煤粉在不同燃燒階段反應(yīng)機(jī)理的差異,將煤粉的燃燒過程分為低溫和高溫兩個(gè)階段,采用改良Coats-Redfern法分別求解無煙煤在不同階段的動(dòng)力學(xué)參數(shù),由活化

4、能在不同催化燃燒階段的變化可知,復(fù)合催化劑對(duì)煤焦燃燒過程的催化效果的高于揮發(fā)分析出、燃燒過程的催化效果。
　　 通過催化和非催化條件下的靜態(tài)燃燒實(shí)驗(yàn),制取不同失重率的煤焦。利用比表面積和孔徑分析儀對(duì)煤焦進(jìn)行等溫N2吸附-脫附實(shí)驗(yàn),根據(jù)固體吸附理論分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),研究了復(fù)合催化劑對(duì)煤焦孔結(jié)構(gòu)的影響。加入催化劑之后,煤焦比表面積增加,平均孔徑增大。復(fù)合催化劑對(duì)煤焦的催化機(jī)理可以歸納為,復(fù)合催化劑通過改善煤焦的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)來催化煤