為研究噴吹焦爐煤氣對高爐質能匹配和冶煉參數的影響,本論文建構了焦爐煤氣噴吹的質能模型,探討焦爐煤氣噴吹量對理論燃燒溫度、爐腹爐缸爐頂的煤氣、直接還原度和燃料消耗量等的影響。研究結果如下:
(1)高爐噴吹焦爐煤氣會導致理論燃燒溫度降低
在富氧率為0%的條件下,焦爐煤氣噴吹量每增加1 m3/t,理論燃燒溫度下降2.57°C。為了維持高爐所需的熱量,可以通過提高富氧率來進行調節。其它參數不變的情況下,當富氧率增加至3%,焦爐煤氣噴吹量設定為100 m3/t,理論燃燒溫度可以提高至2,104℃。
(2)噴吹焦爐煤氣會影響高爐內煤氣量的變化
當焦爐煤氣噴吹量從0增加到100 m3/t時,爐缸煤氣量會從1,572 m3/t升高至1,669.33 m3/t,爐腹煤氣量從1,752 m3升高至1,813 m3;同時,爐腹煤氣中CO的體積分數從40.09%降至37.74%,H2的體積分數從6.14%增至12.43%。
(3)焦爐煤氣噴吹量對爐頂煤氣量及成分有顯著影響
隨著噴吹量增加,爐頂煤氣量升高,H2和H2O的體積分數提高,而CO2體積分數下降。當噴吹量從0 m3/t增加到100 m3/t時,爐頂煤氣中CO2排放量從337 m3/t降至320 m3/t,體積分數從19.23%降至18.03%,減排比例約5.04%,代表噴吹焦爐煤氣顯著提升節能減排成效。
(4)高爐噴吹焦爐煤氣影響直接還原度
當焦爐煤氣噴吹量達到100 m3/t時,直接還原度降至0.352,相較不噴吹下降了0.096。此外,每噴吹1 m3/t的焦爐煤氣可使燃料比降低約0.367 kg/t,可降低焦炭的使用量,並有助於降低生產成本。
