二次加热过程对焦炭结构及气化反应的影响

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焦炭_CO_2气化动力学的非等温热重法研究_刘忠锁

L IU Zhong- suo 1, 2 , WA N G Q i2 , ZO U Z ong- shu1 , T A N G uang- lei2 ( 1. Schoo l of M at erials & M et al lurg y, Nort heast ern U niv ersity , Sheny ang 110819, China; 2. Schoo l of M at erials & M et allurg y, Universit y
1 试验部分
试验选取的焦炭为鞍钢焦炭和宝钢焦炭, 粒
度均为 200 Lm, 其工业分析和元素分析见表 1。
表 1 焦炭样品的工业分析和元素分析
来源
工业分析( w B) / %
A M V FC
元素分析( w B) / % C H N St O
鞍钢 11. 43 0. 16 1. 11 87. 30 97. 89 0. 36 1. 10 0. 62 0. 40
2. 2 动力学参数求解
根据前述分析, 为了准确求取气化反应动力学参数, 需要针对气化反应阶段的数据进行分析, 因此以下求解均取1 200~ 1 773 K温度区间的原始数据, 对应的 A 约为10 % ~ 100 % 。焦炭- CO2 气化反应是典型的气固反应, 通常可使用方程( 3) 来表示气化反应速率和转化率之间的关系[ 3] 。
摘要: 利用 Set sy s Ev olut ion 同步热分析仪, 以非等温热重法对焦炭- CO2 气化动力学进行了研究。结果显示: 当气化温度高于1 200 K 时, 碳转化率和气化反应速率均显著增大; 当气化温度达到1 500 K 左右时, 焦炭的气化反应速率达到最大值。由相关系数可知, 改良 Co ats- Redfer n 积分法是求取焦炭- CO2 气化反应动力学参数的较好方法。鞍钢焦炭的活化能大于宝钢焦炭。宝钢焦炭的气化性能优于相同粒

焦炭热性能影响因素分析

焦炭热性能影响因素分析摘要：作为高炉主要的骨架材料，焦炭的热性能对日益强化的高炉生产起到了较大影响作用，为了提高高炉的耐热属性和其生产效率，必须对焦炭的热性能进行深入研究。

本文从多个角度分析了焦炭热性能的影响因素，为相关单位进一步提高高炉的耐热性提供一些参考依据。

关键词：焦炭；热性能；影响因素引言焦炭在高炉中具有热源、还原剂、渗透剂和料柱骨架等作用，焦炭中低于1%的碳随高炉煤气逸出，其余全部消耗在高炉中，大致比例为风口燃烧55%～65%，料线与风口间碳熔反应25%～35%，生铁渗透7%～10%，其他元素还原反应及损失2%～3%。

近年来随着高炉冶炼技术的发展，特别是高炉容积大型化、高风温技术以及鼓风富氧喷煤技术的迅猛发展，焦炭作为高炉内料柱骨架，保证炉内透气、透液的作用更为突出。

焦炭质量特别是焦炭CＲI及CSＲ对高炉冶炼有极大的影响，成为限制高炉稳定、均衡、优质、高效生产铁水的关键性因素。

1、影响焦炭热性质的主要因素1.1、原料煤性质对焦炭反应性产生的影响原料煤的变质程度、杂质含量以及结焦性能等会对焦炭反应性起到重要影响。

原料煤变质程度不同，其炼制焦炭的反应性也不尽相同。

在烟煤中，一般来说，低变质程度煤炼制的焦炭具有较高的反应性，煤的变质程度越高，所得焦炭的反应性越低，一旦煤的变质程度与贫煤接近时，其焦炭的反应性则会呈现上升情况。

实践表明，在1000℃的条件下，对变质程度不同的煤炭进行焦炭反应性试验，无论是哪种反应气体，其反应性均与煤变质程度有着密切的联系，且呈现大致相同的规律，只有氢反应具有较大的离散程度。

而在炼焦煤的范围内，其镜质组的最大平均反射率与焦炭反应性关系极为紧密，相关系数超出0．95。

1.2、煤炭中的部分矿物质则具有负催化作用或者不发生化学作用负催化作用是指对焦炭的熔损反应起到阻碍作用的矿物质，这种矿物质的存在会有效抑制焦炭反应的活性，例如煤炭中所含有的Si以及B等元素，对二氧化碳的化学反应性有着较强的遏制作用。

影响焦炭反应性的因素

影响焦炭反应性的因素主要有以下两个方面：1、原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。

尤其是煤料的流动度较大时，易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。

而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金属的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。

2、炼焦工艺条件：增大装煤堆比重、提高炼焦温度、采取焖炉等措施，可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。

采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。

1、焦炭的冷强度与焦炭其孔径及其分布有关，而热强度则与焦炭孔壁厚度密切相关。

2、为改善焦炭反应性，根本在于多用主焦煤少用高挥发分煤，特别是少用挥发分大于37%的煤。

在粘结性足够的情况下，可配入一些粘结性中等的低挥发分煤。

3、若在煤料中配入5%左右挥发分10%的延迟焦，反应性可降低10~20%，其原理是在炼焦后期有大量裂解碳产生，阻塞了部分微气孔，因而降低了反应性。

基于这一原理，提高入炉煤的堆密度，提高炼焦最终温度，也有相同的效果。

影响焦炭反应性的因素主要有以下几个方面：一、煤的性质原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。

尤其是煤料的流动度较大时,易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。

而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。

1.单种煤值挥发份过高或过低，其反应性较高。

在24％左右时，焦炭的反应性最小。

2.单种煤平均最大反射率过高或过低，其反应性较高。

3.灰分对热性质影响，尤其是碱性金属氧化物的存在。

二、炼焦工艺条件：1）、增大装煤堆比重；堆密度越高，焦炭的热反应性越低，反应后强度越高（明显）。

2）、提高炼焦温度；3）、采取焖炉等措施；一般4.3米以上焦炉结焦时间普遍长。

不同热解温度对炭化产物的影响

不同热解温度对炭化产物的影响不同热解温度对炭化产物的影响是炭化过程中的重要参数，它会影响炭化产物的组成、结构和性质。

以下是常见的热解温度对炭化产物的影响：
1. 炭化产物组成：随着热解温度的升高，炭化产物的组成会发生变化。

低温下，热解主要产生具有较高挥发性的物质，如气体和轻质烃类。

随着温度的增加，这些挥发性物质会逐渐释放完，产物中的非挥发性成分逐渐增加，如焦炭和固体残留物。

2. 炭化产物结构：热解温度对炭化产物的结构和晶体形态也有影响。

较低的热解温度会导致较小的结晶尺寸和较短的晶体生长时间，而较高的热解温度会促进晶体生长和结晶尺寸增大。

3. 炭化产物性质：热解温度还会影响炭化产物的物理和化学性质。

较低的热解温度下产生的炭化产物通常具有较高的比表面积和孔隙结构，这对于吸附、催化和电化学应用具有重要意义。

而较高温度下产生的炭化产物往往具有更高的热稳定性和机械强度。

需要注意的是，不同原料的热解温度范围和影响可能会有所不同。

此外，热解温度还需要与热解时间、加热速率等其他因素一起综合考虑，以获得所需的炭化产物性质。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行热解条件的优化和控制。

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高炉炼铁名词解释

四、名词解释1．什么叫高炉炉料结构答案：高炉炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然矿的配比组合。

2．什么叫精料答案：精料是指原燃料进入高炉前，采取措施使它们的质量优化，成为满足高炉强化冶炼要求的炉料，在高炉冶炼使用精料后可获得优良的技术经济指标和较高的经济效益。

3．什么叫矿石的冶金性能答案：生产和研究中把含铁炉料（铁矿石、烧结矿、球团矿）在热态及还原条件下的一些物理化学性能：还原性；低温还原粉化；还原膨胀；荷重还原软化和熔滴性称为矿石的冶金性能。

4．矿石还原性答案：还原气体从铁矿石中排除与铁相结合的氧的难易程度的一种量度，是最重要的高温冶金性能指标。

5．'6．还原性能(RI)答案：通过间接还原途径从铁矿石氧化铁中夺取氧的容易程度。

7．低温还原粉化性能答案：矿石在高炉内400—600℃低温区域内还原时，由于Fe2O3还原成Fe3O4和FeO还原成Fe，产生的晶形转变导致体积膨胀．粉化，称为低温还原粉化性能。

8．低温还原粉化率(RDI)答案：高炉原料，特别是烧结矿，在高炉上部的低温区域严重裂化，粉化，使料柱空隙度降低。

一般以粉化后小于3mm所占的比率作为低温还原粉化率。

9．矿石的软熔特性答案：软熔特性指开始软化的温度和软熔温度区间(即软化开始到软化终了的温度区间)。

10．矿石的软化温度答案：是指铁矿石在一定荷重下加热开始变形的温度。

11．—12．还原剂答案：就高炉冶炼过程来说，还原剂就是从铁氧化物中夺取氧，使铁氧化物中的铁变为金属铁或铁的低价氧化物的物质。

13．SFCA烧结矿答案：SFCA烧结矿是指以针状复合铁酸钙为黏结相的高还原性的高碱度烧结矿的简称，复合铁酸钙中有SiO2、Fe2O3、CaO和Al2O3四种矿物组成，用它们符号的第一个字母组合成SFCA。

14．均匀烧结答案：是指台车上整个烧结饼纵截面左中右、上中下各部位的温度制度趋于均匀，最大限度地减少返矿和提高成品烧结矿质量。

焦炭反应后强度和热强度

焦炭反应后强度和热强度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：焦炭是一种高度含碳的固体燃料，通常用于冶金和煤化工生产中。

在燃烧过程中，焦炭会发生一系列化学反应，这些反应不仅会影响焦炭的强度，还会影响其热强度。

本文将探讨焦炭反应后的强度和热强度，并分析其对焦炭质量和应用的影响。

焦炭在高温下燃烧时，会发生一系列氧化反应，主要包括碳氧化反应和硫氧化反应。

碳氧化反应是指焦炭中的碳与氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳，这些气体会随着燃烧过程释放出来。

硫氧化反应则是指焦炭中的硫与氧气反应，生成二氧化硫或三氧化硫，这些气体也会排放到大气中。

这些氧化反应会导致焦炭的质量和强度下降，因为碳和硫的氧化产物会使焦炭失去一定的燃料价值。

除了氧化反应外，焦炭还可能发生其他化学反应，如焦炭的煤化学反应和水解反应。

焦炭的煤化学反应是指焦炭中的有机物质与热解副产物反应，可能生成一些气体和液体产物。

水解反应则是指焦炭中的水分与焦炭中的氢气或氧气反应，可能生成一些氢气和二氧化碳等产物。

这些化学反应会影响焦炭的热强度，因为产生的气体和液体会影响焦炭的热值和燃烧性能。

焦炭的强度主要受其化学成分和结构特征的影响。

一般来说，焦炭的密度越高、孔隙率越低、结晶度越高，其强度也会越高。

焦炭在高温下燃烧时，会发生一些热化学反应，如焦炭的炭化、气化和熔化等反应。

这些热化学反应会改变焦炭的结构和形貌，进而影响其强度。

焦炭的炭化反应是指焦炭中的有机物质被高温裂解生成炭质颗粒，这些颗粒会填充焦炭中的孔隙，增加焦炭的密度和强度。

焦炭的热强度主要由其热值和燃烧性能决定。

热值是指单位质量焦炭完全燃烧释放的热量，通常以焦炭的高位发热值或低位发热值表示。

高位发热值是指焦炭完全燃烧时释放的热量，不考虑燃烧产物中的水蒸气凝结热。

低位发热值则是指焦炭完全燃烧时释放的热量，考虑了水蒸气凝结热。

燃烧性能主要取决于焦炭的燃烧速度、燃烧温度和热值。

在焦炭生产和应用过程中，焦炭的强度和热强度至关重要。

炼焦煤质量与焦炉加热制度对焦炭热性质的影响

高炉提高喷吹煤粉量是降低炼铁成本的重要举
１．试验方法２
措．高炉喷煤后．焦炭在高炉内作为支撑料柱的疏松骨架作用显得尤为重要。焦炭的反应性和反应后强度是考核焦炭质量的重要指标，为了进一步稳定
及提高焦炭质量．满足高炉冶炼及提高喷吹煤粉量
ＲｎＸｅａＣｅｇＷｅｅｓａｏｅｕｙｎｈｎｉｉｎＩｎ＆ＳｅｌｏａｙＬｄ，ａｊｇ１０９Ｃｉａｈｒｔｍｐｎ，ｔ．ｎｉ０３，ｈｎ）ｅＣＮｎ２ＺａｇａｉＺｅｇＭｉｇｏｇ（ｎｕＵｉｒｔｏＴｃｎｌｇ，ｓａ４０２ＣｉａｈｎｉｎｈｎｎｄｎＡｈｉｎｖｓｙｆｅｈｏｏｙＭａａｈｎ３０，ｈｎ）Ｄｌｅｉｎ２
强度试验设备．该设备能自动控制反应的温度和时间，并可以记录失重曲线，试验结果准确可靠。
１试验方法
１１试验样品．
２试验结果及讨论
２１焦炭反应性及反应后强度数据．
试验样品是梅山１和焦炉的生产焦炭，取
ｒａｔｎａｅｔｅｉｏｔｎｄｘｓｆｅｉｉｇｃｋｕｉ，ｅｅａｅｍａｙｆｃｏｓｏｆｅｃｎｏｅｒ— ｅｃｏｒｉｈｍｐｒａｔｎｅｅｒｙｎｏｅｑａｔｔｒｒｎｔｒｆｎｕｎｉｇｃｋｉｏｖｆｌｙｈａｉｌｅａｆｔｎｔｅｇｈａｔｒｒａｔｎｂｓｄｏｅｐｏｕｔｎｄｔｏＭｅｓａｏｃｆｙａｄｓｒｎｔｅｃｉ。ａｅｎｔｒｄｃｉａａｆｍｉｈｎＩｎ＆Ｓｅｌｏａｙｔｉｉｉｆｅｏｈｏｒｒｔｅｍｐｎ，ｈｓＣ

炼焦煤粒度要求-概述说明以及解释

炼焦煤粒度要求-概述说明以及解释1.引言1.1 概述炼焦煤粒度是指炼焦煤在炼焦过程中被破碎和分级后的颗粒大小。

它是炼焦煤在高温炼焦过程中的重要参数之一，对焦炭质量和炉内燃烧过程有着重要影响。

炼焦是将炼焦煤在高温条件下加热还原，以得到高质量的焦炭和副产品的过程。

在炼焦过程中，炼焦煤经过破碎、煤浆制备、煤浆干燥等工序后进入焦炉，在高温下进行热解和还原反应，最终得到焦炭。

而炼焦煤的粒度对炼焦过程的影响非常显著。

首先，炼焦煤的粒度会影响焦炭的质量。

粒度过大或过小都会导致焦炭的质量下降。

粒度过大会导致反应不充分，煤粉在焦炉中难以完全热解和还原，从而形成低质量的焦炭；而粒度过小则会导致热解反应过快，焦炭的破碎率增加，煤气逃逸增多，最终也会影响焦炭的质量。

其次，炼焦煤的粒度还会对焦炉的燃烧过程产生影响。

粒度过大会导致燃料聚集不均匀，气化反应受阻，炉内温度分布不均匀，影响炉内煤气和焦炭的产量和质量；而粒度过小则容易造成煤气逃逸，导致煤气利用率下降，炉内煤气的热值也会降低。

因此，为了保证炼焦过程的顺利进行和焦炭的高质量产出，炼焦煤的粒度需要符合一定的要求。

炼焦煤的粒度要求既包括上限也包括下限，以确保炼焦过程的稳定性和焦炭的质量稳定性。

本文将详细介绍炼焦煤粒度的定义、影响因素以及对炼焦过程和焦炭质量的要求，旨在提高人们对炼焦煤粒度重要性的认识，并对其合理要求和未来发展进行展望。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行讨论炼焦煤粒度要求的相关内容：首先，引言部分将给出对炼焦煤粒度要求的概述，介绍炼焦煤粒度的定义、影响因素以及炼焦煤粒度要求的目的。

通过这一部分的介绍，读者将对炼焦煤粒度要求有一个整体的了解。

接下来，正文部分将深入探讨炼焦煤粒度的定义以及其影响因素。

我们将详细介绍炼焦煤粒度对焦炭炼制过程的影响，包括其对煤气化效率、反应速率和炉内传热等方面的影响。

同时，我们还将分析炼焦煤粒度的形成机理，探讨煤粒度与炼焦过程中的物理化学反应之间的关系。

升温速率对煤焦_CO_2高温气化反应性的影响

收稿日期:2009-10-13基金项目:国家高技术研究发展计划项目(2006AA05Z209);国家自然科学基金-钢铁联合研究基金资助项目(50574021);国家科技支撑计划项目(2006BAE03A11)作者简介:李朋(1985-),男,山东德州人,东北大学博士研究生;于庆波(1966-),男,山东莱阳人,东北大学教授,博士生导师第31卷第9期2010年9月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern U niversity(Natural Science)Vol 31,No.9Sep.2010升温速率对煤焦-CO 2高温气化反应性的影响李朋,于庆波,秦勤,杜文亚(东北大学国家环境保护生态工业重点实验室,辽宁沈阳 110004)摘要:利用ST A 409PC 综合热分析仪以程序升温法来研究煤焦-CO 2气化反应,主要考察了高温下升温速率对煤焦气化反应性的影响,并用O zawa 法和单一升温速率法对其动力学参数进行了求算实验结果表明:升温速率对煤焦气化反应有明显影响,升温速率越大,相同时间内,煤焦的碳转化率越高,但是其升温速率存在一上限值,而且这一上限值随煤种的不同而不同;随升温速率的增大,DT G 曲线向高温方向移动,峰值温度和最大反应速率也随之增大;利用Ozawa 法求得的鞍钢煤焦和本钢煤焦的活化能均在110kJ/mol 左右,阜新煤焦的活化能为87kJ/mo l关键词:煤焦;气化;动力学;程序升温法;CO 2中图分类号:T Q 546 文献标志码:A 文章编号:1005 3026(2010)09 1309 04Influence of Heating Rates on Char CO 2Gasification Reactivity at Elevated TemperatureL I Peng ,YU Qing bo,QIN Qin ,D U Wen ya(SEPA Key L aboratory on Eco industry,Northeaster n U niversity ,Shenyang 110004,China.Corr espondent:Y U Qing bo ,E mail:yuqb @)Abstract:The char CO 2g asification reaction at elevated temperature w as investig ated kinetically v ia the temperature prog rammed thermogravimetry using STA409PC thermal analyzer,w here the influence of heating rates on gasification reactivity w as emphasized and the kinetic parameters w ere calculated by the Freeman and Ozaw a methods.The results show ed that the heating rate affects the reaction greatly,and that the hig her the rate,the higher the conversion rate from char into CO 2w ithin the same period.How ever,there is on upper bound for the heating rate,w hich v aries in accordance to different coal origins.In addition,the relevant DTG (derivative thermogravimetry)curve moves forw ards higher temperature w ith increasing heating rate,and the peak tem perature and max im um reaction rate increase as well.T he activation energy of coal char used in ANSTEEL and BENSTEEL is about 110kJ/mol,w hile that supplied by Fux in Coal M ine is just 87kJ/mol.Key words:coal char;gasification;kinetics;temperature programmed thermog ravimetry;CO 2煤气化是一个十分复杂的过程,包括煤的热解和煤焦气化两部分煤的气化反应性很大程度上取决于煤的热解过程[1-2];煤焦的气化反应性不仅受煤种的影响,而且还与运行压力、气化温度及升温速率等操作条件有关[3-4] H arris 等研究发现增加气化温度可以促进气化反应的进行[5] Roberts 等研究发现煤焦的表面反应和孔内部气体扩散是控制气化反应的主要因素,增加气化压力可以促进气化反应的进行[6] Liu 等发现煤焦灰熔点温度与煤焦气化反应有十分密切的关系,当煤焦气化反应温度接近灰熔点温度时,气化反应速率达到最大值[7-8] 但是上述大多数研究都是将煤的热解和气化分开来单独考虑,本文采用综合热分析仪,使煤的热解和气化两个过程连续进行,这样将更接近于气化炉内的真实情况,对研究气化炉内的气化反应更为有利热分析技术作为一种先进的技术手段已经广泛应用于反应动力学研究,它直接测量固体物质随温度(时间)的变化,得到固体物质转化率随温度(时间)的变化关系,等温热重和程序升温是研究煤焦气化反应动力学常用的两种方法与等温热重法相比,程序升温法具有实验量少、温度区域宽、给出的信息较多等特点本文采用程序升温法,主要考察了高温下升温速率对煤焦气化反应的影响,对其不同升温速率下的动力学参数进行了求算1 实验装置与实验方法1.1 实验装置实验采用STA409PC型综合热分析仪,主要技术指标:测量温度范围T G~DSC,298~ 1823K;!加热速率,0~50K/min;∀测定气氛,氧化、还原、惰性、一些腐蚀性气氛(无毒、不易燃);#天平称量范围0~18g;∃控制热电偶、S 型(Pt/PtRh)1.2 实验方法实验主要对鞍钢焦炭、本钢焦炭和阜新煤三种煤样进行了研究,煤质分析见表1实验时,取5mg左右粒度为0 1245~ 0 1778mm的煤焦装入刚玉坩埚中,关闭炉体,通以高纯氮气(99 99%),将煤焦以20K/min的升温速率快速升温至1203K,保温3min后,继续将煤焦以20K/m in的升温速率升温至1273K,待温度稳定后将高纯氮气切换成CO2 (设定流量),进行煤焦气化反应,升温速率分别为10,20和30K/min表1 煤样分析Table1 Com posi tions of coal supplied from different origins样品M/%A/%V/%FC/%灰熔点/KT d ef T hem T flow鞍钢焦炭0.0712.50 1.5985.84>1773>1773>1773本钢焦炭0.2113.93 1.9083.96>1773>1773>1773阜新煤 6.5934.4126.0532.951498157816532 结果与讨论2.1 煤焦气化碳转化率的计算综合热分析仪自动记录实验数据,得到m t(时间)曲线,利用式(1)计算煤焦-CO2气化碳转化率X:X=mm0(1-M-V-A) (1)式中: m为煤焦参加气化反应失去的质量,g; m0为样品起始质量,g;M为煤焦中水分质量分数;V为煤焦中挥发分质量分数;A为煤焦中灰分质量分数将煤焦碳转化率对相应的气化反应时间t求一阶微分,得到煤焦气化反应速率d X d t2.2 实验结果分析计算机自动采集不同温度下的TG曲线,将计算求得的煤焦-CO2气化反应碳转化率及反应速率对时间、温度作图,见图1~图4观察碳转化率随时间、温度变化的曲线可以看出,升温速率对煤焦的气化反应有明显的影响由图1可以看出,在相同温度下,升温速率越大,煤焦的碳转化率越低,这是因为升温速率越大,气化温度增加得越快,煤焦在不同温度停留时间越短,煤焦来不及反应就进入更高的温度由图2a 可以看出,相同时间内,升温速率越大,本钢煤焦的碳转化率越高,这是因为升温速率越大,在相同的反应时间内所能达到的气化温度也越高由图图1 煤焦碳转化率与温度的关系Fig.1 Car bon conversion rate vs.temperature(a)%本钢煤焦;(b)%阜新煤焦;1%10K/min;2%20K/min;3%30K/min图2 煤焦碳转化率与时间的关系Fig.2 C arbon conver s i on rate vs.time(a)%本钢煤焦;(b)%阜新煤焦;1%10K/min;2%20K/min;3%30K/min1310东北大学学报(自然科学版) 第31卷图3 煤焦反应速率与温度的关系Fig.3 Char gas i ficati on reaction rate vs .temperature(a)%本钢煤焦;(b)%阜新煤焦;1%10K/min;2%20K /min;3%30K /min图4 煤焦反应速率与时间的关系Fig.4 C har gasifi cation reacti on rate vs.tim e (a)%本钢煤焦;(b)%阜新煤焦;1%10K/min;2%20K /min;3%30K /min2b 可以看出,当升温速率小于20K/min 时,相同时间内,阜新煤焦的碳转化率随升温速率的增高而增大;当升温速率高于20K/m in 后,相同时间内,阜新煤焦的碳转化率随升温速率的增高变化很缓慢升温速率为20K/min 和30K/min 时,阜新煤焦的两条曲线几乎重合,这是因为煤焦升温速率达到一定值后,煤焦迅速进入熔融气化阶段,此时化学反应已不是煤焦气化反应的主要限制性环节,温度对煤焦气化反应的影响减弱由此可见煤焦升温速率存在一上限值,并且这一上限值随煤种的不同而不同,阜新煤焦升温速率的上限值是30K/min观察煤焦气化反应速率与温度(图3)、时间(图4)的曲线可以看出,随升温速率的增大,DTG 曲线向高温方向移动煤焦气化反应速率的峰顶温度和最大反应速率都随升温速率的增高而增大这是因为气化温度对煤焦气化反应影响显著,高升温速率下,煤焦到达较高温度所需的时间短,所以升温速率越高,DTG 曲线峰顶温度、最大反应速率越大2.3 气化反应动力学参数2.3.1 单一升温速率法由煤焦气化T G 和DTG 图可知,升温速率对煤焦气化影响显著,单一升温速率法利用热重实验不同升温速率下得到的数据来求动力学参数由于实验中使用的是流量恒定的纯CO 2为气化剂,且气化反应在常压下进行,所以实验中CO 2的分压可视为常量,煤焦-CO 2气化反应速率方程可写为dd t=k (1- )n (2)式中:n 为总反应级数; 为碳转化率将k =k 0e-E RT及T =T 0+ t (T 0为初始温度, 为升温速率),代入反应速率方程(2),得:d d t =k 0(1- )n e -ERT(3)分离变量后积分得:&d(1- )n =k 0 &TTe-ERT d T(4)采用Coat Redferm 积分法,可得下式:-ln (1- )=k 0RT 2 E 1-2RT Ee -E RT (n =1),两边取对数,可得:ln-ln (1- )T 2=ln k 0RE 1-2RT E-ERT (n =1)通常2RTE1,上式可转化成线性关系,用最小二乘法线性回归可求得反应表观活化能E 及指前因子A 取n =1进行计算,求得活化能见表2表2 表观活化能(E )的计算Table 2 C alculated results of apparent activationenergy (E )煤种升温速率K min -1活化能kJ mo l -1相关系数102180.98鞍钢煤焦202590.98302650.98102130.98本钢煤焦202230.98302490.98104220.99阜新煤焦203720.98302620.98观察表2可以看出,升温速率对煤焦动力学参数有明显的影响升温速率不同,其相应的表观活化能和指前因子也各不相同对于两种工业焦炭,煤焦的表观活化能随升温速率的增加而增大,但是对于阜新煤焦,其表观活化能随升温速率的增加而减小这种情况出现的原因还有待进一步研究将鞍钢煤焦的活化能E 和指前因子A 作图,见图5 图5表明单一升温速率法求得的不同升温速率下表观活化能和指前因子存在∋动力学补1311第9期李朋等:升温速率对煤焦-CO 2高温气化反应性的影响偿效应(,即指前因子随活化能的增大而增大,成线性关系,表达式为A =0 1157E -38 95,其相关系数为0 9854图5 鞍钢煤焦-CO 2指前因子与活化能的关系Fig.5 R elationship between Char CO 2pre exponentialfactor and activati on energy of coal char used in ANSTEEL2.3.2 多个升温速率组合法(Ozawa 积分法)Ozaw a 积分法根据升温速率与DT G 峰顶温度的关系,用几条不同升温速率下的DTG 曲线进行动力学计算Ozaw a 积分法的基本公式为lg =-0 4567ERT m-2315+lg K 0)ER-lg G (X m ),此式可变换为dlg d(1/T m )=-0 4567E R,即通过对lg =f(1/T m )的斜率可计算出E 值式中: 为升温速率,K/min;T m 为相应的DTG 曲线峰值温度,K根据各升温速率下的T m 和lg 进行绘图并计算,求得结果见表3表3 表观活化能(E )的计算Table 3 C alculated results of ki netic param eters 煤种E /(kJ mol -1)r 温度范围/K 鞍钢煤焦1290.9921423~1673本钢煤焦1060.9941423~1673阜新煤焦870.9811423~1673比较单一升温速率法和多个升温速率组合法对动力学参数的求解结果可以看出,两种方法求得的动力学参数有很大的差异比较等温热重法[9]和程序升温法求解动力学参数的4种方法,当采用程序升温法进行煤焦气化反应实验时,多个升温速率组合法求得的结果更为可信3 结论1)升温速率对煤焦的气化反应有十分重要的影响,随升温速率的增加,DTG 曲线向高温方向移动,峰顶温度和最大反应速率随升温速率的增加而增加;升温速率越大,相同温度间隔内气化时间越短,气化反应开始相同时间内煤焦碳转化率越高,但是其升温速率存在一上限值;当升温速率达到该值以后,煤焦碳转化率将不再增加,并且这一上限值随煤种的不同而不同,阜新煤焦升温速率的上限值是30K/min2)单一升温速率法求得的各升温速率下的表观活化能差别很大,表观活化能和指前因子呈线性关系3)当采用程序升温法进行煤焦气化反应实验时,应采用多个升温速率组合法对其动力学参数进行求算参考文献:[1]Liu H ,Kaneko M ,Luo C H.Effect of pyrolysi s time on the gasification reactivity of char w i th CO 2at elevated tem peratures [J].F ue l ,2004,83(7/8):1055-1061.[2]Chen H P,Luo Z W,Yang H P.Pressurized pyrolysis and gasification of Chinese typical coal samples [J ].E nergy &Fuels ,2008,22(2):1136-1141.[3]Sun Z Q,Wu J H,Zhang D K.CO 2and H 2O gasification kinetics of a coal char in the presence of methane[J ].Energy &Fuels ,2008,22(4):2160-2165.[4]Seki n e Y,Ishikaw a K,Kikuchi E.Reactivi ty and structural change of coal char during steam gasification[J].Fuel ,2006,85(2):122-126.[5]Harris D J,Roberts D G,Henderson D G.Gasification behavior of Australian coals at high temperature an d press ure [J ].Fuel ,2006,85(2):134-142.[6]Roberts D G,Harri s D J.A kinetic anal ysis of coal chars gasi fication reacti ons at high pres sures [J].E nergy &Fuels ,2006,20(6):2314-2320.[7]Liu H ,Luo C H,Kato S G.Kinetics of CO 2/char gasification at elevated temperatures.part ∗:experimental results [J ].Fuel Processing Technology ,2006,87(9):775-781.[8]Li u H,Luo C H,Toyota M.Kinetics of CO 2/char gasification at elevated tem peratures.part +:clarificati on of mechanis m through modeling and char characterization [J ].FuelProcessing Technology ,2006,87(9):769-774.[9]于庆波,李朋,秦勤,等煤焦-CO 2高温气化反应特性的实验研究[J] 东北大学学报:自然科学版,2009,30(12):1773-1776(Yu Qing bo,Li Peng,Qin Qin,et al .Experimental study on gasification reaction characteristics of coal char w ith CO 2at elevatedtem perature [J ].Jour nalofN ortheaster nUniversity:Natural S cience ,2009,30(12):1773-1776.)1312东北大学学报(自然科学版) 第31卷。

煤炭质量指标

煤炭质量指标煤炭质量，是指煤炭产品在自身的形成和开采、加工过程中所具有的、能够满足不同用户需求的特征或特性的总和。

根据煤炭产品质量特性和用途，可用一定的质量指标（或标准）来表示。

如按煤的工业分析，可用煤的固定碳、挥发分、灰分和水分等指标来表示；按煤的元素分析，可用煤中碳（C）、氢（H）、氧(n)、氮(N)、硫(S)、磷(P)及微量元素含量的多少来表示；按煤的工艺性质，煤炭质量又可用煤的发热量(0)、煤的粘结性（R·I）和结焦性（y）、煤的热稳定性(TS)、煤灰的熔融性(DT、ST或FT)、煤的反应性、煤的燃点（T）以及煤的可选性等指标来表示。

一、水分1、外在水分(Wwz)：外在水分是指在煤开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及大毛细孔（直径＞10-5厘米）中的水。

它以机械方式与煤相连结着，较易蒸发，其蒸汽压与纯水的蒸汽相等。

在空气中放置时，外在不分不断蒸发，直至煤中水分的蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡时为止，此时失去的水分就是外在水分。

含有外在水分的煤称为应用煤，失去外在水分的煤称为风干煤。

外在水分的多少与煤粒度等有关，而与煤质无直接关系。

2、内在水分(Wnz)：吸附或凝聚在煤粒内部毛细孔（直径〈10-5厘米〉中的水，称为内在水分。

内在水分指将风干煤加热到105～110时所失去的水分，它主要以物理化学方式(吸附等)与煤相连结着，较难蒸发，故其蒸汽压小于纯水的蒸汽压。

失去内在水分的煤称为绝对干燥或干煤。

二、灰分1、灰分的来源和种类：煤灰几呼全部来源于煤中的矿物质，但煤在燃烧时，矿物质大部分被氧化，分解，并失去结晶水，因此，煤灰的组成和含量与煤中矿物质的组成和含量差别很大。

我们一般说的煤的灰分实际上就是煤灰产率，煤中矿物质和灰分的来源，一般可分三种。

(1)原生矿物质：它是原来存在于成煤植物中的矿物质，物质紧密地结合在一起，极难用机械的方法将其分开。

它燃烧后形成母体灰分，这部分数量很小。

(2)次生矿物质：当死亡植质堆积和菌解时，由风和水带来的细粘土，砂粒或由水中钙、镁、铁等离子生成的腐植酸盐及FeS2等混入而成，在煤中成包裹体存在。

炉体温度对焦炭质量的影响

炉体温度对焦炭质量的影响作者：庞健张岚李云婕来源：《神州·上旬刊》2018年第09期摘要：焦炭资源的获得是需要经历一系列的过程，而在这些过程中，炼焦温度直接影响焦炭的成焦过程，换而言之，炉温高低直接影响焦灰的块度、气孔率等方面，一旦炉体温度把握不到位的话，在很大程度上会影响焦炭的质量。

需要注意的是，炉体温度对焦炭质量的影响表现在多个方面。

为此，本文分析了炉体温度对焦炭质量的影响，并在此基础上进行相关方面的探讨和研究，希望可以促进焦炭生产的整体发展。

关键词：炉；温度；焦炭；质量一、前言煤的成焦过程是由三个阶段组成的，第一个阶段为煤的干燥脱气阶段，在这一阶段中温度要保持在常温到300摄氏度之间，释放出来的产物为水分，并析出甲烷、一氧化碳和氨气；第二阶段是以解聚和分解反应为主，在这一阶段中的温度是维持在300摄氏度到600摄氏度之间，此时的煤粘结成半焦；第三阶段是半焦变成焦炭的时期，在这一阶段中温度要保持在600摄氏度到1000摄氏度之间，此阶段是以缩聚反应为主，产生大量煤气，主要是氢气为主，半焦经收缩形成有裂缝的焦炭。

焦炭在结焦过程中很容易受到炉体温度的影响，一旦不合理控制炉体温度，对焦炭质量会产生很大的影响，因此，明确炉体温度对焦炭质量的影响，并且在此基础上降低炉体温度对焦炭质量的影响，有利于提高焦炭的质量。

二、结焦过程中不同部位的特征分析探讨炉体温度对焦炭质量的影响，首先从结焦过程中不同部位的特征入手，而这主要从三个方面作为切入点，分别是温度变化与炉料动态、不同部位的焦炭特征、不同煤种的焦炭裂纹特征，以此来明确这一部分的内容。

（一）温度变化与炉料动态炭化室的内料结焦过程所需要的热能由于单向供热而是从高温炉墙侧向炭化室的中心逐渐传递，由于煤的导热能力较差，尤其是胶状体的更差，因此，在其他条件相同的情况下，距离炉墙不同距离的各层煤料的温度不同，炉料的状态也就不同。

各层处于结焦过程的不同阶段，总在炉墙附近先结成焦炭而后逐层按照焦炭层、半焦层、塑性层、干煤层、湿煤层等逐层向炭化室的中心推移，因此，炉内温度的变化，与炉料的动态成正比例关系。

焦炉加热制度对焦炭热性质的影响

焦炉加热制度对焦炭热性质的影响【摘要】文章通过实验的方式，分别探讨了焦炉结焦时间、焦炉加热温度、以及配合煤水分对焦炭热性质的影响，根据实验结果归纳结论，望能够为实践工作提供一定的指导。

【关键词】焦炉加热；焦炭；热性质；影响在焦炉炉大型化的发展过程当中，随着炼焦理论的发展，焦炭热强度指标成为了焦炭生成期间的核心指标，并已纳入了对焦炭质量进行评估的基础性指标当中。

为提高实践工作水平，现就焦炉加热制度对焦炭热性质的影响进行分析。

1、实验方法实验分析样品来源于唐山钢铁股份公司生产焦炭，按现行《焦炭试样的采取和制备》进行取样，实验期间按现行《焦炭反应性及反应后强度实验方法》展开各项操作，同时使用专业焦炭反应性以及反应后强度测定装置对相关指标进行测定。

2、实验结果2.1焦炉结焦时间影响因素以结焦时间作为变化指标，在分三个等级设置结焦时间（A：18.5 h，B：24.0h，C：26.0h）的情况下，所对应的配合煤及焦炭含量指标如下表所示（见表1）。

表1：结焦时间变化下配合煤机焦炭含量数据对比示意表方案（结焦时间）煤质指标（%）焦炭指标（%）水分挥发分水分挥发分反应性反应后强度A（18.5h）10.5 29.1 13.1 1.0 28.6 61.4B（24.0h）11.1 29.0 12.7 1.0 26.6 64.5C（26.0h）10.6 28.9 13.0 1.1 26.2 64.7结合表1中所例举的相关数据不难发现：在（A：18.5h，B：24.0h，C：26.0h）三种结焦时间方案作用之下，所生成配合煤对应的煤质基本处于稳定状态，以方案C（26.0h结焦时间）下的煤质略优于A、B方案。

而从焦炭指标的角度上来说，在自方案A（18.5h）逐步提升结焦时间至方案C（16.0h）的过程当中，所生成焦炭中的焦炭反应性CRI指标呈现出了明显的下降趋势（28.6%→26.6%→26.2%），而反应后强度CSR指标则呈现出了明显的提升趋势（61.4%→64.5%→64.7%）。

碳溶反应过程焦炭气孔结构变化规律

碳溶反应过程焦炭气孔结构变化规律碳溶反应（也称焦渣燃烧反应）是指将煤炭等含碳物质加热至高温下与氧气发生化学反应，生成二氧化碳和水。

在这个反应过程中，焦炭是重要的中间产物，它是由煤炭热解过程中形成的具有高热稳定性的碳质材料。

焦炭气孔结构的变化直接影响其性质和应用。

以下将详细讨论焦炭气孔结构的变化规律。

首先，焦炭的气孔结构主要包括微孔和介孔两部分。

微孔的孔径一般小于2nm，介孔的孔径在2nm到50nm之间。

焦炭气孔结构的变化是由以下几个主要因素影响的：1.煤种因素：不同煤种的焦炭气孔结构存在差异。

煤种中的纤维素和半纤维素等可降解有机质在高温条件下分解，产生孔隙。

而煤炭中的粘土矿物和焦化炭质存在差异，也会影响焦炭气孔结构的形成和发展。

2.热解温度：热解温度是焦炭气孔结构变化的重要因素。

在较低的热解温度下，焦炭气孔结构的发展相对较少，主要是微孔的形成。

随着温度的升高，焦炭的介孔开始形成，增加了气孔的比表面积和孔容。

高温下热解可破坏焦炭的结晶结构，进一步增加气孔的体积，并且会形成更多的大孔，提高焦炭的活性、比表面积和孔容。

3.焦化速率：焦化速率是指焦炭形成的速度。

焦化速率越快，气体产生越多，气孔结构相对较大。

而焦化速率较低的情况下，焦炭的结晶程度较高，气孔结构相对较小。

以上是影响焦炭气孔结构变化的主要因素，下面将具体介绍焦炭气孔结构变化的规律：1.热解初期：在较低的热解温度下，焦炭的气孔主要是微孔，而且微孔的孔径较小。

随着温度的升高，微孔的孔径逐渐增大，孔容逐渐增加。

2.热解中期：随着热解温度的升高，焦炭开始形成介孔，介孔的孔径较微孔略大。

介孔的比表面积和孔容相对较大，能够吸附更多的气体和液体。

3.热解后期：在高温条件下，焦炭的结晶程度会逐渐增加，气孔结构趋于稳定。

热解过程中，焦炭中的不稳定有机物质会逐渐分解，形成更多的气孔，但气孔的孔径相对较大。

此时的焦炭具有较高的比表面积和孔容。

需要注意的是，焦炭气孔结构的变化是一个复杂的过程，受到多个因素的影响。

焦炭气体化学反应机制

焦炭气体化学反应机制随着工业的不断发展，炼钢、铸铁等重工业的日益壮大，焦炭作为这些行业中不可或缺的原料得到了广泛应用。

然而，焦炭在生产和使用过程中，存在许多问题，例如内部结构的改变、粉尘爆炸等。

为了更好地解决这些问题，需要对焦炭进行深入的研究，本文就焦炭气体化学反应机制进行深入探讨。

一、焦炭气体化学反应焦炭中的化学组成很复杂，主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等元素。

在焦炭使用过程中，经过氧化反应，会产生大量的热量和气体。

其中，氧化反应是指焦炭中的碳与空气中的氧气进行化学反应。

反应式为：C + O2 → CO2 + 393.5kJ。

焦炭气体化学反应主要包括两种类型的反应：气相反应和固相反应。

1.1 气相反应在高温下，焦炭中存在的气体与空气中的氧气和水蒸汽进行化学反应。

其中，水蒸汽会与焦炭中的碳酸化反应，生成一氧化碳和氢气；氧气则会与焦炭中的碳和一氧化碳反应，生成二氧化碳。

反应式为：C + H2O → CO + H2；C + 2O2 → CO2。

这些反应会产生热量和气体，其中二氧化碳和一氧化碳是焦炭气体中的主要成分。

1.2 固相反应在焦炭的表面和内部，也会发生一些气体化学反应。

其中，固相反应主要是指焦炭中的碳和其他元素（例如硫、氮等）进行化学反应。

这些反应会导致焦炭内部结构的改变，从而影响其物理性质和力学性质。

例如，在焦炭中存在大量的孔隙和裂纹，这些结构会加速焦炭的磨损和破碎。

二、焦炭气体化学反应机制很复杂，其中的各种反应都相互作用，相互影响。

为了更好地研究焦炭气体化学反应机制，需要对每一种反应进行深入探讨。

2.1 氧化反应机制在焦炭燃烧过程中，氧化反应是主要的反应之一。

这种反应主要分为两个阶段：瞬态阶段和持续氧化阶段。

瞬态阶段是指在焦炭表面产生一层致密的氧化层，它主要由一氧化碳和氧气反应产生。

在这一过程中，焦炭表面的温度上升，从而促进了氧化反应的进行。

持续氧化阶段是指氧化反应逐渐渗透到焦炭内部，并在内部产生一系列化学反应。

二次再热效率更高的原因

二次再热效率更高的原因
二次再热效率更高的原因主要有以下几点：
首先，二次再热过程中，蒸汽被进一步加热至更高的温度，与高温介质进行更大的温度差交换。

这种温度差异的增加可以提高热能转化效率，使得二次再热比一次再热能够更有效地利用热能，从而提高整体效率。

其次，二次再热能够减少蒸汽在再热过程中的冷凝现象。

在一次再热过程中，蒸汽会经历部分冷凝，导致蒸汽的湿度增加，降低了蒸汽的做功能力。

而在二次再热中，通过再次加热蒸汽，可以减少冷凝现象，使蒸汽的干度更高。

干度高的蒸汽具有更高的做功能力和效率，因此二次再热可以提高蒸汽轮机的效率。

此外，二次再热还可以降低蒸汽轮机的热应力。

在高温高压的环境下，蒸汽轮机的材料会受到热应力的影响，长期运行可能会导致材料疲劳和损坏。

而二次再热通过降低单次加热的温度和压力，减小了蒸汽轮机承受的热应力，延长了设备的使用寿命，同时也提高了设备的运行效率。

综上所述，二次再热效率更高的原因主要包括更高的温度差异、更高的蒸汽干度以及降低的热应力。

这些因素共同作用，使得二次再热在能源利用和设备运行效率方面都具有明显的优势。

因此，在发电、化工等行业中，采用二次再热技术可以提高能源利用效率，降低能耗，实现可持续发展。

[doc]升温状态下焦炭与二氧化碳反应的性质

升温状态下焦炭与二氧化碳反应的性质第26卷第l2期1991年I2月钢铁IRONANDSTEELV01.26,No.12Deceinber1991升温状态下焦炭与二氧化碳反应的性质糜克勘(华东冶金学院)本文研究了升温条件下焦炭与CO:的反应过程及影响因素.指出焦最与CO开始反应与剧烈反直温度(尤其是前者)对高炉燃耗与生铗台硅量有很大影响.REACⅡoNoFCoKEWITHCARBoNDIoXIDEUNDERELEV A TEDTEMPERA TURESMiKeqin(EastChinaInstituteofMetail~gy) PurposeofthispaperistodescrlbethereactionofthecokewithCO2underelev atedtemperatures.Thetesvltsshowthatthestattlngandstrenuoustemperatures(especlallythefirstone) ofthereactiongivegreatinfluencesonthefuelratio0fblastfulrnac~tB.F,andt heSicontentofpigiron.焦炭与炉内C0的反应能力对高炉冶炼的技术经济指标有明显影响.在恒温下测定的焦炭反应性指标,很难展示焦炭反应性对高炉内部物理化学过程的直接作用.1.升温状态下的焦炭与二氯化磺的反应作者在实验室内完成了焦炭在升温条件下,与不同浓度,流量的CO:一’\混台气流中的CO反应(即焦炭溶损反应),以及这个反应对高炉冶炼影响的研究.主要的实验装置如图l所示其中,l一配有),,IoSJ发热元件与DW702型精密温控仪的高温电炉,2一直径为100IT1IT1,上下两端带有水冷密封盖的熔融钛刚玉炉管;3--直径80mm,底部带有2\一[气体产1一回由/温,三LH毒CO+一图1升温条件下焦炭反应性连续测定装置示意图:2?19g1年第l2崩固意高度的预热层的氙E铝坩埚.实验时,坩埚内置粒径为20p的焦炭200g,用插人料层中部的双铂铑热电偶控温,使焦炭县在室温下以5oC/miN的速度升温.由底部进入的CO.--N混合气流的成分与流量用转子流量计与红外线CO:分析仪来控制,同时用红外线cO分析仪分析由顶部排出气体中c0的含量.进气与逸气的成分由各自的记录仪自动记录.在焦炭与CO未开始反应以前,由顶部排出的气体中没有CO的存在,红外分析仪刚分析出cO时,焦炭即开始乓与c0的溶损过程,此刻的温度称为开始反应(溶损)温度.随温度的升高,排出气体的CO浓囊1度开始保持恒定,说明原始气流中的CO:在焦炭的参与下已垒部转化为CO,此时的温度,称为剧烈反应温度.不同情况下焦炭升温溶损过程的实验结果列子表1与图2.它表明,(1)不同情况的焦炭溶损过程有相似的规律.即开始反应速度较低,随温度的升高反应速度迅速提高,并在一定的温度下,气流中的CO开始垒部转化为CO,此时继续升高反应温度,气体产物中的CO浓度不再增加}(2)品质不同的焦炭其开始反应与剧烈反应温度都不相同.在相同的条件F品质好的焦炭的开始与剧烈反应温度都比品质差的焦炭要高;进气成分与声jc置遣气中最大CO,溶损反应温度,.C 序号焦嵌CO2,N,L,min计算实搠I开始剧烈无锡19eS1.9331.58501300无锡1e0.227.鹃26.O9001430梅山18e30.5l00.09B514028O010ooj2ggld00反应温度,℃蹿2CCt浓度与淀量对焦炭落损的影响1一无锡焦J2一无锡焦F3一梅山焦(3)数据分析指出,在过量焦炭的存在下,反应气体流量的大小对测定结果基本无影响.但是CO一N混合气体中COt的含量对开始与剧烈反应温度(尤其是对后者)有显着影响.每士I%CO浓度开始反应温度约千8℃,剧烈反应温度约千30℃.所品质相同的焦炭在不同CO浓度的气流作用下,其开始反应与剧烈反应温度明显不同,在此温度区间被CO溶损的焦炭量亦不相同.2.开温状态下焦炭溶损反应的意义与CO:反应能力强(即反应性好,相当开始与剧烈反应温度低)的焦炭,其反应后的机械强度(即热强度)差,从而危及高炉下都的透气性与透液性.作者的补充实验与计算表明,焦炭与CO.反应的开始与剧烈进行温度的高低对高炉的能量利用影响很大. 2?l溶损反应对燃料消耗的影响当高炉不另加熔剂时,焦炭的开始反应温度决定了炉内热储备区的温度水平(o), 仅从区域热平衡角度看,f.每降低50℃,焦比升高6kg左右.然而f.的降低说明焦炭质量变差,反应性增强,由此导致块状带与软路带内混合还原区入口温度降低,间接还原区钢壤??缩小,直接还原量增加,终使焦比大幅度上_\t置磐丑蜒图3焦炭开始溶损温度对直接还原度与焦比的影响升.图3定量地说明焦炭开始反应温度与直接还原度及焦比增捆量之间的关系.2-2溶损反应对硅迁移方式的影响焦谩灰分的原位反应(insi*uredue—tj【)n)SiO;+C=-SiO+CO及滴下带内的袭2SiO+(C]一[si]+CO反应是高炉冶炼制锕生铁时主要的硅迁移方式.实验表明(见图4),开始反应温度与激烈反应温度高的焦炭,其原位反应的开始与激烈进行的温度都较高#睦S葫岳瑶蛙匣目强度.℃图4不同焦炭的SiO:还原率与温度的关系1一马钢焦炭,2一无锡焦炭’3一无锡焦少溶损,4一无锡焦多醛损溶损反应原位反应开始温度,.01鞋烈温度,.c开始温度,el激烈温睫,’f _马钢未溶损焦1000fi430I442.I5oo来溶损85014081460无锅焦嶷少溶损18951435多溶损13381415经过CO.溶损的焦炭其原位反应的开始与激烈进行温度就下降.溶损鼍愈大,这两个温度(特别是原位反应开始温度)的下降幅度就愈大.表2给出了上述实验的具体数值.由此可阻推定,优质焦炭的原位反应主要发生在风口附近的高温区,面劣质焦炭或溶损量大的焦炭,其原位反应会在整个滴下带内进行.或者说,在相同的温度下劣质焦炭或溶损过的焦炭有较高的SiO分压,从而得到含硅量较高的生铁.将经过不同程度溶损的焦炭.分别放入一个大口径带有顶盖的石墨坩埚的底部使其发生原位反应,所产生的SiO气体上升,由于顶盖的阻挡面进入置于焦炭层上盛有铁液(原始含硅量0.O1%) 的小坩埚内进行SiO,+[C]=[Sj]+CO反应,然后冷却分析铁样的含硅量.圉5是按同一的反应温度和时间得到的焦炭预溶损量与铁液最终含硅量的实验关系.由图5可见,焦炭在块状带与软熔带的焦炭溶损量愈大,滴下带内SiO量就愈多,生铁含硅量也愈高.这对低硅生铁的冶炼是不利的.3.焦炭升温反应性指标的确定鉴于在升温状态下的焦炭与CO:反应的性质更能反应高炉能量利用与生铁成分控制1991年第12期图5焦炭预洛损量与铁液合硅量的关系的需要,有必要规定一组焦炭升温反应性指标.焦炭与CO开始与剧烈反应的温度水平的低高是代表焦炭反应性高低的基本指标. 反应性高的焦炭其开始反应与剧烈反应温度总是较低的.而在矿石熔融滴落以前被CO: 溶损的碳量又是高炉操作者所美心的事.鉴于一般矿石在炉内的滴落温度为1400~ 1450℃,为此,测定在规定的升温速度下,从开始溶损反应到1400℃或1450℃时的焦炭溶损量(g),占垒部焦炭试样重量(G)的百分数亦即是表明焦炭反应性的一个指标, 姑且定名为溶损比()‘R=g×loo/G,作者测定了梅山风口焦与人炉焦的升温反应性,结果如图6.试样重200g,粒径20士1IriIri,升温速度4℃/min,原始气流中CO/N2=18/82,流量为6L/rain.4.高炉冶炼对焦炭反应性的要求燃料比较低的高炉,其实际溶损碳量仍然高于理论值.研制高还原性矿石与低反应性焦炭是降低溶损碳量的两个重要方面.只改善矿石还原性不注意降低焦炭的反应性将会抵消高还原性矿石的效果.当富氧鼓风或垒氧炼铁时,煤气中CO浓度相对提高,即使抖￡三温要.C图6梅山焦炭的升温反应过程0——02号炉11号风口焦●——●1988年1月存焦O一--O198898日槽下焦焦炭质量不变,溶损碳量亦可能增加.因此,除了设法降低矿石还原过程中浮士体阶段开始还原温度以强化中温区的间接还原外,采用或开发炼焦新工艺或在配煤不变的条件下,宜设法抑制焦炭在1000~1450℃高温区内的溶损反应速度与溶损量,以充分发挥富氧或垒氧炼铁的冶炼效果.5.结语5?l焦炭与CO开始反应与剧烈反应的温度对铁矿石的还原与硅的迁移过程,进而对高炉燃料消耗量与生铁含硅量有很大影响.现行在恒温条件下测定的焦炭反应性指标很难反映其对高炉冶炼的直接作用. 5—2气流中CO浓度的变化可能改变焦炭与CO反应的开始与剧烈反应的温度,及在此温度区间的溶损碳量.气体的流量虽不能明显改变上述两个温度水平,但可以改变这个温度区间的溶损碳量.应研究富氧条阵下焦炭的升温溶损行为.5?3对成品焦炭做适当的预处理以抑制焦炭的反应性,是改善人炉焦炭质量的一个值得研究的课题.5?4宜建立焦炭升温反应性的指标体系,并研究确定适当的测试方法.。

焦炭热态性能的影响因素探讨

焦炭热态性能的影响因素探讨贾瑞民，纪同森（济南钢铁股份有限公司焦化厂，山东济南250101）摘要：通过试验对比，探讨了炼焦煤捣固操作、配合煤细度、结焦时间、熄焦方式以及配煤结构对焦炭热态性能的影响。

结果表明，捣固炼焦在一定程度上可以提高焦炭的热性能；配合煤细度对焦炭的热性能有一定影响；适当延长结焦时间可以改善焦炭的热性能；干法熄焦可以显著改善焦炭的热性能；配煤结构及煤质特点对焦炭热性能有根本影响，在经济合理的基础上应尽量多配焦煤或肥煤以提高焦炭的热态性能。

关键词：焦炭；反应性；反应后强度；影响因素；探讨中图分类号：TQ520.1 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2008）02-0050-02 Discussion on Influencing Factors of Thermal Property of CokeJIA Rui-min, JI Tong-sen(The Coking Plant of Jinan Iron and Steel Co., Ltd., Jinan 250101, China)Abstract: By a series of contrastable experiments, the influences of coal stamping operation, the grain size of mixing coals, coking time, coke quenching type and coal blending composition on thermal properties of coke were discussed. The results shown that stamping operation could increase the thermal property in some extent, the fineness of mixing coals had some influence on the thermal property, prolonging properly coking time could improve the thermal property, dry coke quenching could obviously improve the thermal property, coal blending composition and the coal property were the basic factors, and then, on the base of economy, coking coal and fat coal should be used more to improve thermal property of coke.Key words: coke; reactivity; strength after reaction; influencing factor; discussion1 前言炼焦行业长期以来习惯于将焦炭的冷态强度作为衡量焦炭质量的重要指标，但在高炉的实际生产实践中，焦炭的热态性能对高炉高效运行等方面的影响更为明显，尤其是随着高炉的大型化，更是如此。

焦炭气孔结构对热性能指标的影响

焦炭气孔结构对热性能指标的影响李明富，李海云，尹宴生（莱芜钢铁集团有限公司，山东莱芜271104）摘要：通过40 kg试验焦炉炼焦试验，研究了焦炭气孔结构对热性能指标的影响。

结果表明，随着气孔率及焦炭平均气孔直径的增加，焦炭反应性增加，反应后强度下降，热性质恶化；随着焦炭平均气孔壁厚度的增加，焦炭反应性降低，反应后强度提高，热性质改善。

配煤结构、炼焦条件、熄焦方式等是影响焦炭气孔结构的主要因素。

关键词：试验焦炉；焦炭气孔结构；气孔直径；气孔壁厚度；热性能中图分类号：TF526+.1 文献标识码：A 文章编号：1004-4620（2007）03-0026-03 Influence of Coke Pore Texture on Heat Performance IndexesLI Ming-fu, LI Hai-yun, YIN Yan-sheng(Laiwu Iron and Steel Group Co., Ltd., Laiwu 271104, China)Abstract: Through the test on the 40 kg experimental coke oven, we investigated the influences of coke pore textures on heat performance indexes. The results shown that with the increase of coke porosity and mean pore diameter, the coke reactivity increased, the coke strength after reaction (CSR) decreased and the heat performances worsened; with the increase of the mean pore wall thickness, the coke reactivity decreased, the CSR increased and the heat performances improved. Mixing coal, coke-making conditions and coke quenching ways, etc. are the main factors of influencing coke pore textures.Key words: experimental coke oven; coke pore texture; pore diameter; pore wall thickness; heat performance焦炭热性能指标包括反应性和反应后强度，是表征焦炭质量的主要指标，对高炉生产影响较大。