模拟干熄炉气氛下的焦炭反应温度研究

以湘钢干熄焦炭为研究对象,通过模拟干熄炉循环气体CO浓度、气料比等工况条件,研究不同粒级混合焦样的起始反应温度和快速反应温度以及二者的温度差。结果表明,与纯CO_(2)气氛下的焦样起始反应温度(445℃)、快速反应温度(944℃)相比,当混合气体CO浓度由1.5%提高到7.5%时,焦样起始反应温度和快速反应温度分别提高了34℃、59℃、72℃、80℃和48℃、73℃、79℃、84℃,说明适当增大混合气体中CO浓度,可以抑制干熄炉内的焦炭溶损反应;当增大反应气体流量时,焦炭的起始反应温度由570℃逐步下降至517℃,快速反应温度由1058℃逐步下降至1023℃,表明干熄炉内单位时间气体流动速率加快,会增大焦炭与CO_(2)间的反应率,促进焦炭溶损反应。

干熄炉焦炭床层局部和平均换热系数

根据干熄炉内焦炭床层换热的特点,建立了固定床干熄炉传热模拟实验装置,针对焦炭粒度、冷却气体流量等关键参数进行了实验研究.为有效处理实验数据,重新定义、推导了平均换热系数的计算公式,得到了干熄炉冷却段平均换热系数及其相关准则数关系,并利用导热反问题原理得到了焦炭床层的局部换热系数.研究结果表明,局部换热系数和平均换热系数的变化规律相似,冷却气体流量增加有利于提高换热系数;换热系数对焦炭粒度较敏感,焦炭粒度变小时,换热系数增加.

干熄炉内传热和流体流动的数学模型

干熄焦工艺具有节能和环保双重效益 ,其基本原理是利用循环惰性气体冷却焦炭。根据多孔介质理论 ,采用非达西流和非局域热平衡方法 ,建立了干熄炉内流体流动和传热的数学模型 ,并采用基于非正交同位网格的 SIMPLE方法求解对流扩散方程。通过数值求解 ,得到了干熄炉内气体速度、压降以及气体和焦炭的温度分布规律 。

使用6年后干熄炉氮化物结合碳化硅砖的变化

分析了在某170 t·h^(-1)干熄炉“牛腿”上部和下部使用6年后的氮化物结合碳化硅砖在化学组成、致密度、常温强度、高温强度、气孔孔径、物相组成、显微结构等方面的变化。结果表明:1)在170 t·h^(-1)干熄炉使用6年后,上部砖和下部砖的SiC含量和Si_(3)N_(4)含量均减少,SiO_(2)含量均大幅度增多(增多291.3%~722.5%),气孔孔径均增大(d 50增大22%~239%);上部砖的常温抗折强度和高温抗折强度大幅减小(分别减小47.9%和48.5%),下部砖的常温抗折强度和高温抗折强度小幅减小(分别减小8.6%和11.0%)。2)用后氮化物结合碳化硅砖的上述变化是氧化造成的。上部的氧化比下部的严重,表层的氧化比内部的严重。

干熄炉料钟布料的实验研究

随着干熄焦装置额定容积的不断扩大,焦炭在干熄炉内布料不均已成为干熄焦技术需要解决的关键问题之一.为此,本文开展了干熄炉料钟布料的实验研究.考察了料钟尺寸和科线深度对布料后的焦炭下落轨迹、焦炭堆积料面形状和粒度分布的影响,以期为干熄炉及布料装置设计提供一定的理论依据.

干熄炉用碳化硅耐火材料抗CO侵蚀性研究

研究了SiAlON(主要为Si 4Al 2O2N 6)结合SiC、复相氮化物(Si 2N 2O/Si 3N 4)结合SiC和β-SiC结合SiC材料在1000℃、CO气氛(C+CO22CO)中分别侵蚀100、200、300和400 h后其质量、显气孔率、常温耐压强度以及物相组成和显微结构的变化。结果表明:1、复相氮化物结合SiC材料抗CO侵蚀性最好,CO侵蚀后其常温耐压强度大幅度增大,达到363 MPa;SiAlON结合SiC的次之,为200 MPa;β-SiC结合SiC的最差,为136 MPa。2、复相氮化物结合SiC材料被CO侵蚀后,其致密度增大较多;SiAlON结合SiC材料被CO侵蚀后,SiAlON发生Al 2O3脱溶,有新生针状产物;β-SiC结合SiC材料被CO侵蚀后,生成了少量方石英或石英。

干熄炉斜道区莫来石-红柱石砖的损毁研究

测试并比较了使用4年后干熄炉斜道区莫来石-红柱石过梁砖不同部位(炉腔侧、风道侧和芯部)砖体的体积密度、显气孔率、耐压强度、化学组成,利用XRD和SEM分别分析了其物相组成和显微结构变化,并对其损毁机制进行了探讨。结果表明:1)莫来石-红柱石砖原始强度较低,易遭受炉体结构应力和热应力破坏;2)与砖体芯部相比,炉腔侧和风道侧受环境气氛影响更大,结构更为疏松,强度下降更明显;3)高温下红柱石莫来石化导致的体积膨胀、低熔点相侵入形成的新物相以及弱还原气氛下SiO2的分解破坏了材料的结合体系,造成了材料致密度的降低和强度大幅下降,是除了炉体结构应力、热应力等因素外,导致干熄炉斜道区莫来石-红柱石砖破坏的不可忽略的因素。

干熄炉环形风道内环墙坍塌影响因素分析

安钢焦化厂140t/h干熄炉环形风道内墙及牛腿出现坍塌,分析认为,主要原因是耐火砖材质及恶劣的工况、有害气体侵蚀等导致的耐火砖损蚀,砌筑设计不合理,强化生产及设备故障导致的停机及操作不规范等问题,采取相应对策后,干熄炉维修周期由不足1a延长为15个月。

干熄炉内平均换热系数的研究

根据干熄炉内焦炭换热的特点,用干熄炉模型对焦炭粒度和冷却气体流量等参数进行了试验。结果表明,平均体积换热系数随焦炭粒度变小而急剧增加。

干熄炉内影响焦炭下降因素的研究

采用示踪法和数字摄像设备,研究了焦炭在干熄炉冷态模型内的下降行为,得到了3种风帽条件下焦炭下降的特点和规律。结果表明,连续下料与否对焦炭下降的运动轨迹和平均速度的分布趋势影响不大,不产生本质变化。

干熄炉高温矩形膨胀节改进实践

针对干熄炉高温矩形膨胀节易损坏问题,结合生产实际,分析了膨胀节损坏原因,对高温矩形膨胀节进行了合理有效改进,运行一年多时间未出现任何异常现象,方便了设备维护检修,延长了膨胀节使用寿命,降低了生产运行成本。

干熄炉-锅炉系统质能诊断与分析

介绍了宝钢三期干熄炉-锅炉系统质能诊断方案及其测试结果,分析了不同生产率下的主要技术经济指标,提出了降低焦炭烧损率、改善炉内传热和实现优化控制的技术措施。

提高干熄炉蒸汽产量的探讨

马钢干熄焦生产实践表明,适当降低干熄炉入口循环气体中CO含量、控制好干熄炉入口含氧量、主要燃烧焦粉和焦炭挥发分,可以提高干熄焦吨焦蒸汽产量,取得较好的经济效益。

对干熄炉内压降的研究

测量了干熄炉内焦炭床层的阻力损失,研究了鼓风量、焦炭直径以及形状因子对阻力损失的影响。利用Ergun方程整理的实验常数,分析了与形状因子的关系。

干熄炉-锅炉系统最优操作与控制数学模型

开发了干熄炉-锅炉系统最佳操作与控制数学模型,确定了干熄炉-锅炉系统生产率与最佳循环风量、生产率与最佳二次风量等之间的在线关联式,并成功地应用于宝钢三期,实现了在线优化指导和控制。

干熄炉水封槽开裂的在线处理

安钢焦化厂于2009年7月投产1座75t/h干熄焦装置，7个月后发现水封槽漏水，原因为水封槽内侧钢板与底板之间的焊缝开焊。 1 原因分析和开裂的影响 1.1 原因分析 水封槽的结构见图1。水封槽内侧钢板比外侧高，水封槽与炉体结合的部位设有陶瓷纤维毡用以隔热。干熄炉在装焦过程中产生的大量粉尘进入水封槽内并沉淀，同时槽内的水受红焦热辐射而温度升高，使碳酸盐在水中溶解度降低，

干熄炉长寿技术的研究与实践

通过干熄炉关键部位的损坏原因分析，对干熄炉环形气道结构和砖型，斜道区和冷却段耐材，以及干熄炉顶水封槽结构等进行了技术研究与实践，基本解决了干熄炉环形气道“倒塌”问题，减缓了干熄炉“牛脚砖”的折断和烧熔，提升了干熄炉冷却段和炉顶水封槽的使用寿命。

首钢京唐干熄炉炉口砖损毁机理与改进措施

针对京唐干熄炉炉口砖损坏严重,寿命降低等问题,对炉口砖进行实验室物理化学性能检验并进行损毁机理分析,根据分析结果提出相应的改进措施,如适当降低碳化硅的含量、加入抗氧化剂和增加材料韧性等,使得京唐炉口砖的检修量减少了30%左右,取得了良好效果。

干熄炉炉口水封槽问题分析及对策

干熄炉炉口水封槽损坏会影响干熄炉的安全运行。通过对水封槽内焦粉沉积、水封槽工作面耐高温和耐磨损问题进行研究与实践,解决了水封槽运行寿命短的问题。