高爐噴煤復(fù)合催化劑的優(yōu)化配方及催化機理.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。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；而部分未燃煤粉會進入爐塵,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,進行了高爐噴吹無煙煤中添加催化劑的燃燒實驗,研究其對煤粉燃燒率的影響,并通過正交實驗確定復(fù)合催化劑的合適配比,運用方差分析和極差分析法研究了各成分水平變動對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)嶒炗妹褐刑砑硬煌壤膹?fù)合催化劑,進行熱重燃燒試驗,分析了催化劑添加比例對煤燃燒

3、特性的影響。實驗結(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,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,說明實驗中所用催化劑對煤粉的燃燒具有促進作用,并存在一個合適的添加比例,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)機理的差異,將煤粉的燃燒過程分為低溫和高溫兩個階段,采用改良Coats-Redfern法分別求解無煙煤在不同階段的動力學(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)燃燒實驗,制取不同失重率的煤焦。利用比表面積和孔徑分析儀對煤焦進行等溫N2吸附-脫附實驗,根據(jù)固體吸附理論分析實驗數(shù)據(jù),研究了復(fù)合催化劑對煤焦孔結(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)合催化劑對煤焦的催化機理可以歸納為,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