第10卷第2期 2010年4月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
高炉喷吹煤粉添加剂热重实验研究
张建良，龚必侠，张曦东，祁成林
(1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083：2.钢铁研究总院冶金工艺所，北京100081)
Vol.10 No.2 Apr.2010
摘要：利用热重分析法研究了9种添加剂对煤粉燃烧性能的影响，利用TG、DTG曲线对配加不同添加剂的煤粉试样在不同温度下的煤粉燃烧率、煤粉初始剧烈燃烧温度、最大反应速率进行比较，并采用曲线拟合的方法分析比较了煤粉燃烧的平均反应速率，综合热重分析得出，配加添加剂的5"煤粉试样的综合燃烧性能明显优于原煤，与原煤相比，煤粉开始剧烈燃烧温度降低了14℃，600℃C时的煤粉燃烧率提高了11.94%，平均反应速率提高了8.7%.可考虑将5*
试样所配加的添加剂作为煤粉助燃剂应用关键词：喷吹煤粉；添加剂：助燃：热重法中图分类号：TF538.6+3
文献标识码：A
1前言
文章编号：1009-606X(2010)S2-0245-04
燃烧性能及氧化反应性能方面得到广泛应用[12-14]，热分析是一项规范性很强的实验，只有在相同实验条件下
提高高炉喷煤水平是降低焦比及生铁成本的重要措施，对高炉实际生产有着重要意义.在高炉生产过程中，煤粉燃烧性的好坏决定着喷入高炉的煤粉是否能燃烧完全，将直接影响煤粉的置换比.对此，冶金科研工作者进行了大量关于提高高炉风口前煤粉燃烧率的研究，其中包括添加煤粉助燃剂等手段.国外在70年代就广泛开展了有关煤的催化燃烧及燃烧添加剂的研究，国内也在这方面开展了大量的工作(1-)
煤粉添加剂的研究和应用是在不改变燃煤设备的情况下，依据煤燃烧的化学反应原理，用添加少量添加剂的方法，改善煤粉的燃烧特性，降低着火温度，提高燃尽率和发热量，从而达到节约能源和减少污染排放的自的，煤的催化燃烧机理主要有氧传递理论和电子转移理论，氧传递理论认为在加热条件下催化剂中金属氧化物首先被碳还原成金属，然后依靠该金属吸附氧气，使金属氧化，得到金属氧化物，紧接着再次被氧化还原，反复循环促进煤粉燃烧。电子转移理论认为金属离子嵌入碳晶格内部，使碳表面电子构型发生变化，通过电荷迁移加速部分反应过程，降低煤粉着火温度[4-7]，目前的催化剂研究主要集中于单一成分的纯净化学物质对煤燃烧的影响，这些添加剂虽然可以有效地促进燃烧的进行，但同时也存在着二次污染、高温腐蚀以及价格昂贵等弊端，难以实现工业应用18-11]对自然界中存在的各种矿物质原料在煤燃烧中的催化效果进行研究很有必要，
为了能更准确测试煤粉的燃烧性能，研究者不断开发出新颖的测试技术，近年来，热重分析法在研究煤的收稿日期：2009-0815，修回日期：2009-12-12
基金项目：国家科技支撑计划资助项H(编号：2006BAE03A10)
测定不同煤种的热重曲线，才能分析比较各种煤的燃烧特性，热重分析法可以在煤燃烧的过程中连续测量得到温度、重量、差热等多种信息，具有测量准确、可重复性好等优点[15-18]
本工作采用热重分析法对几种添加剂对煤粉燃烧性能的影响进行了测量，综合分析了添加剂对煤粉燃烧率、煤粉初始剧烈燃烧温度、燃烧速率等的影响，通过比较分析得出对煤粉燃烧有明显促进作用的添加剂
2实验 2.1实验材料
本研究的主要目的是研究几种带见到的矿石添加
剂能否提高煤粉燃烧率，从而获得具有便用价值的煤粉助燃剂，实验用煤采用鑫泰白煤，工业分析见表1.
表1鑫泰白煤的工业分析
Table 1 Industrial analysis of Xintai coal Parameter
Me
FC
Content (%)
4.50
A 8.01
V 7.40
80.09
根据实验要求，对煤样烘干后进行破碎，要求煤粉
的粒度小于0.074mm，以便原煤的催化燃烧 2.2添加剂
本实验选择人贵白云石、荣富镁石、东燃镁石-1、东燃镁石-2、东燃镁石-3，石灰石-1、石灰石-2、方解石粉、方解石粒等9种易得到、价格低廉的矿石添加剂进行实验，它们含有大量过渡金属氧化物和碱土金属氧化物，如FeO，CaO,MgO等，这几种物质都是自然界中常见的矿右，并且是高炉冶炼中常用的熔剂，进入高
作者篇介：张建良(1965-)），男，天津市人，博士，教授，主要研究方向为高炉过程仿真及优化、高炉富氧喷煤等，E-mail:jl.zhang@metallustb.edu.cn
万方数据