Thermodynamic analysis of improvement of converter gas by injecting pulverized coal into vaporization cooling flue

In order to improve the calorific value and the recovery yield of converter gas during the steelmaking process, a novel and thermodynamically admissible process was proposed. This method involved injecting pulverized coal into the vaporization cooling flue of a converter, and the approach was developed based on an industrial 30 t converter. The effects of temperature, O2 content, and the volumetric ratio of CO to CO2 on the conversion of the mixed components of gas were analyzed using thermodynamic calculations. Furthermore, the effect of the injection rate on the quality and quantity of gas was investigated. The results show that the O2 and CO2 components of flue gas decrease as the injection rate increases, whereas the CO and H2 components synchronously increase. With the injection rate of 30 kg min-1, the 02 and CO2 components of the gas decreased by 64.12 and 41.19%, respectively, while the CO and H2 increased by 20.09 and 236.84%, respectively, and the recovery time of gas increased by 11.61%, compared to non-injection.

150 t转炉高温烟气喷吹煤粉回收煤气工业实践

转炉煤气是冶金工业中重要的二次能源。针对当前生产中存在回收煤气CO品位低、CO_(2)排量高等问题,介绍了一种在150 t转炉上试验的新工艺。该工艺通过在转炉汽化冷却烟道内喷吹煤粉,利用转炉煤气物理显热实现转炉煤气中CO_(2)还原转化,在降低转炉煤气回收过程中CO_(2)排放的同时,提升转炉煤气回收价值。工业试验分析了煤粉喷吹量对新工艺转化效果的影响,并以同炉型未实行新工艺的转炉作为对照组。结果表明,吨钢煤粉喷吹量6 kg/t时,转炉煤气中CO和H_(2)平均体积分数提高了28.53%、16.98%,CO_(2)平均体积分数下降了43.27%,O_(2)平均体积分数降低了45.07%,煤气平均回收时间延长了165 s,煤气平均吨钢回收量增加了43.05 m^(3)/t,煤气平均热值增加了1662 kJ/m^(3)。同时煤粉利用率高达93%,干法除尘系统未受到影响且达到排放标准,有效提升了转炉煤气的回收价值。因此,该工艺具备较广阔的应用前景。

150 t转炉汽化烟道喷煤工艺能量转化过程分析

针对晋南钢厂150 t转炉煤气绿色高值化回收利用工艺中存在的物质迁移及能量转化问题,文章就转炉汽化烟道内实施喷煤新工艺过程做出理论分析和计算论证。介绍了转炉汽化烟道喷煤工艺及工业试验结果,结合实际生产数据,将工艺过程能量转化过程解构为转炉烟气显热、喷吹载体热损、煤气化过程中化学潜热转化,并对转炉烟尘中的残碳进行检测分析。结果表明:转炉煤气的物理显热和其中的氧气足以支撑煤粉的分解转化。因此,该工艺能有效利用转炉煤气余热分解转化煤粉调制高品质煤气,且对现有工艺流程无影响。

转炉汽化三岔烟道结构的研究及工程应用

为满足转炉炼钢生产的连续性,实现除尘双工序互为备用、相互切换的功能,文章提出了一种转炉汽化三岔烟道结构及配套循环水系统。通过理论计算、结构设计、以及实际工程应用的验证,转炉汽化三岔烟道结构总体上合理,基本满足炼钢工艺的需求,同时在系统循环动力和烟道局部结构上有待改进。

优化烟道工艺结构 提高烟道使用寿命

莱钢 2 #转炉汽化冷却烟道、活动烟罩存在使用寿命短、事故率高等问题 ,分析其原因是炉口段设计不合理、烟道径向热膨胀量无法释放、水封行程短、水封内积渣严重、烟道隔板易疲劳损坏等。为此对烟道结构进行改造 ,采取将炉口段和斜一段改为整体结构、加大氧枪口、加大烟罩水封行程等措施 ,从而改善了水动力不足 ,提高了转炉余热锅炉的使用寿命。

转炉炉口段汽化烟道热应力研究

针对转炉汽化烟道尤其是炉口段烟道使用寿命不理想的问题,基于Ansys Workbench仿真平台,研究其热应力。采用Fluent多相流混合物模型,通过用户自定义编程实现对流动沸腾的模拟,对烟道体与冷却工质组成的流固耦合传热系统进行整场求解,考虑温度对冷却工质和烟道材料物性参数的影响,得到烟道的温度场分布;考虑温度对烟道材料物性参数和力学性能的影响,在Static Structure模块中,将温度场结果作为体载荷施加到烟道上进行热应力计算。结果表明:烟道背烟侧热应力较高,尤其是烟道底部背烟侧水冷壁管;隔板的应力不高,但超过屈服极限,导致其发生塑性变形,故隔板是烟道的薄弱部位。

转炉汽化冷却烟道数值模拟

为了改善由于冶炼制度或汽化冷却烟道设计不尽合理导致的冷却水管磨损或过烧、爆管等状况,运用数值模拟的方法并借助现场运行数据,对转炉汽化冷却烟道内的烟气流动及传热特性进行了深入分析。结果表明:从烟道入口到出口,烟气温度有明显降低的趋势。烟气的流速在烟道的弯头处外侧流速较大,弯头外侧各段的连接处有较为严重的冲蚀,冲蚀最严重的区域位于活动烟罩与炉口段的连接处。在转炉汽化冷却烟道内烟气和壁面之间,辐射换热是主要的换热方式。烟道入口速度由10 m/s增加到35 m/s,对流换热量占比由9.13%增加到16.29%,辐射换热量达到83.71%;烟气入口温度由1515℃增加到2015℃,对流换热量占比减少约35.10%。

转炉余热蒸汽蓄热系统的技术改造研究

介绍了攀钢炼钢厂转炉余热回收系统的现状及问题,结合炼钢厂实际运行情况,提出了相应的技术改造方案,提高了余热回收效率,减少了能源的浪费,节约热能资源,增加了炼钢厂的经济效益。

300 t转炉汽化冷却烟道CFD仿真与实际运行分析

对300 t转炉汽化冷却烟道建立物理模型,对烟道内烟气流场用CFD的方法进行数值模拟,模拟不同工况下的烟气温度场、速度场等,并根据模拟结果对汽化冷却烟道实际运行状况进行分析,为深入研究汽化冷却烟道内烟气流动与传热情况提供理论基础。

转炉高温烟气喷吹煤粉回收煤气工业试验研究

针对目前转炉煤气低热值和回收率低的问题,提出以中国宝武武钢集团鄂城钢铁有限责任公司35 t转炉煤气回收系统为研究对象来探究制备高品质转炉煤气的新工艺。通过对比不同煤粉喷吹进入转炉汽化冷却烟道内的反应效果,来研究喷吹量对转炉煤气回收质与量的影响。结果表明:在煤气回收期,喷吹煤粉时,煤气中O_2和CO_2含量降低,CO、H2含量和煤气回收总量增加,煤气热值提高。当煤粉喷吹速率为30 kg/min时,转炉煤气中O_2和CO_2体积分数分别降低63.92%和41.19%,CO和H2体积分数分别提高20.09%、240.18%,煤气回收时间增加11.40%。因此,新工艺具有提高转炉煤气回收质和量的优点。