《高炉炼铁技术》项目9任务9.3煤气上升过程中的变化

1、冶金工程系2了解煤气上升过程中体积、成分的变化了解煤气上升过程中体积、成分的变化学习任务学习任务1煤气上升过程中压力的变化规律煤气上升过程中压力的变化规律2冶金工程系3 研究高炉内煤气上升过程中的体积和成分的变化，可以帮助我研究高炉内煤气上升过程中的体积和成分的变化，可以帮助我们掌握影响炉顶煤气成分的因素，分析冶炼过程。们掌握影响炉顶煤气成分的因素，分析冶炼过程。 无喷吹时，炉缸煤气量大致为风量的无喷吹时，炉缸煤气量大致为风量的1.211.21倍。煤气在上升过程倍。煤气在上升过程中，由于参加了各种化学反响，煤气总体积又有所增加，到达炉顶中，由于参加了各种化学反响，煤气总体积又有所增加，到达炉顶

2、时煤气体积大致增加到风量的时煤气体积大致增加到风量的1.371.37倍。这种变化如下图。倍。这种变化如下图。V V炉缸煤气炉缸煤气V V风风V V炉顶煤气风量炉顶煤气风量9.3.1煤气上升过程中体积、成分的变化煤气上升过程中体积、成分的变化冶金工程系4燃烧带以外碳的气化燃烧带以外碳的气化 冶金工程系5煤气上升过程中量及成分的变化煤气上升过程中量及成分的变化 冶金工程系6冶金工程系7冶金工程系8 高温区：高温区：煤气上升过程中，煤气上升过程中，VCO VVCO V煤气煤气 (1) (1)硅、锰、磷、硫、铁的直接复原生成硅、锰、磷、硫、铁的直接复原生成COCO (2) (2)局部碳酸盐分解反响生成

3、局部碳酸盐分解反响生成CO2+C=COCO2+C=CO中温区：中温区： VCOVCO， VCO2 VVCO2 V煤气煤气 (1) CO (1) CO参加间接复原，生成参加间接复原，生成CO2CO2 (2) (2)局部碳酸盐的分解成局部碳酸盐的分解成CO2 CO2 冶金工程系9CHCH4 4：在用焦炭冶炼时，由于挥发物很少，所以煤气中在用焦炭冶炼时，由于挥发物很少，所以煤气中CH4CH4很少，变化不大。一般炉顶煤气中很少，变化不大。一般炉顶煤气中CHCH4 4只含只含0.20.20.50.5。喷吹燃料后，由于煤气中含喷吹燃料后，由于煤气中含H H2 2量的增加，生成量的增加，生成CHCH4 4较

4、多，较多，因而煤气在上升过程中因而煤气在上升过程中CHCH4 4含量有所增加。当炉顶煤气中含量有所增加。当炉顶煤气中H H2 2含量高时，含量高时，CHCH4 4可达可达0.60.60.90.9，甚至更高些。，甚至更高些。冶金工程系10H2H2：在上升过程中参加了复原，含量逐渐减少。但在炉料：在上升过程中参加了复原，含量逐渐减少。但在炉料中含有较多水分中含有较多水分( (特别是结晶水特别是结晶水) )时，由于水与碳素或时，由于水与碳素或COCO作用生成作用生成H2H2，将增加煤气中的，将增加煤气中的H2H2含量。高炉喷吹含含量。高炉喷吹含H HC C比高的燃料时，炉顶煤气含比高的燃料时，炉顶煤

5、气含H2H2量大大增加，可达量大大增加，可达4 46 6或更高。或更高。N2N2：煤气中氮：煤气中氮(N2)(N2)的体积根本不变，只是煤气量增加时，的体积根本不变，只是煤气量增加时，N2N2的浓度相对降低。的浓度相对降低。冶金工程系11炉顶煤气成分大致范围：炉顶煤气成分大致范围： 冶炼平炉炼钢生铁及铸造生铁时，炉顶煤气成分范围大致如下：冶炼平炉炼钢生铁及铸造生铁时，炉顶煤气成分范围大致如下：C02 9C02 91919 CO 23CO 233030，N256N2566060，CH40.2CH40.20.50.5，H21.0H21.02.52.5。 炉顶煤气中，炉顶煤气中，(CO+C02)(C

6、O+C02)一般是比较稳定的波动在一般是比较稳定的波动在38384242之之间。间。 冶金工程系12实际生产中，炉顶煤气成分随以下冶炼条件的变化而波动：实际生产中，炉顶煤气成分随以下冶炼条件的变化而波动：1 1焦比高，煤气中焦比高，煤气中COCO就高，就高，C02C02相对降低。同时，因每吨生相对降低。同时，因每吨生铁的风口前燃烧焦炭量增多、消耗风量也大，那么带入的铁的风口前燃烧焦炭量增多、消耗风量也大，那么带入的N2N2也也多，因而煤气中多，因而煤气中N2N2的浓度升高，的浓度升高，(CO+C02)(CO+C02)相对减少；相对减少；2 2在其他条件不变时，直接复原增高，煤气中在其他条件不变

7、时，直接复原增高，煤气中COCO升高，升高，C02C02降低。同时，由于风口前燃烧的碳量减少，风量消耗少，相应降低。同时，由于风口前燃烧的碳量减少，风量消耗少，相应带人带人N2N2量减少。因此煤气中量减少。因此煤气中N2N2下降，而下降，而(CO+C02)(CO+C02)上升；上升；3 3石灰石用量多，或使用菱铁矿冶炼时，由于碳酸盐的分解，煤石灰石用量多，或使用菱铁矿冶炼时，由于碳酸盐的分解，煤气中气中C02C02增多，增多，(CO+C02)(CO+C02)升高，升高，N2N2那么降低；那么降低；冶金工程系134 4矿石为赤铁矿时，煤气中的矿石为赤铁矿时，煤气中的C0C02 2升高，但在这种情

8、况下，升高，但在这种情况下，(CO+CO(CO+CO2 2) )都变化不大；都变化不大；5 5鼓风成分的变化，对炉顶成分的影响也很大。加湿鼓风时，煤气中鼓风成分的变化，对炉顶成分的影响也很大。加湿鼓风时，煤气中H H2 2含量增加，含量增加，N N2 2含量降低。富氧鼓风时，含量降低。富氧鼓风时，N N2 2含量降低，含量降低，(CO+C0(CO+C02 2) )量量升高。有的高炉富氧鼓风时，炉顶煤气中升高。有的高炉富氧鼓风时，炉顶煤气中C0C02 2含量高达含量高达2020以上；以上；6 6喷吹燃料，特别是喷吹含喷吹燃料，特别是喷吹含H HC C比高的燃料，煤气中比高的燃料，煤气中H H2

9、2含量将显著增含量将显著增多，多，N N2 2含量降低，含量降低，(CO+C0(CO+C02 2) )升升高。高。 冶金工程系14 高炉喷吹燃料后，煤气生成量比纯焦炭冶炼时有明高炉喷吹燃料后，煤气生成量比纯焦炭冶炼时有明显增加。纯焦炭冶炼时，炉缸煤气量约为风量的显增加。纯焦炭冶炼时，炉缸煤气量约为风量的1.211.21倍，倍，炉顶煤气约为风量的炉顶煤气约为风量的1.351.351.371.37倍。喷吹燃料时，上述倍。喷吹燃料时，上述二值分别增大到二值分别增大到1.251.251.301.30倍和倍和1.401.401.501.50倍。倍。 冶金工程系15 一般高炉料柱阻力一般高炉料柱阻力pp可近似表示为：可近似表示为： p p p p热风热风 p p 炉顶炉顶 当操作制度一定时，料柱阻力变化，主要反映在热风压力当操作制度一定时，料柱阻力变化，主要反映在热风压力(p(p热热风风) )，所以热风压力增大，说明料柱透气性变坏，阻力变大。，所以热风压力增大，说明料柱透气性变坏，阻力变大。 正常操作的高炉，炉缸边缘到中心的压力是逐渐降低的。假设正常操作的高炉，炉缸边缘到中心的压力是逐渐降低的。假设炉缸料柱透气性好，那么中炉缸料柱透气性好，那么中 心的压力较高压差小；反之，心的压力较高压差小；反之，中心压力低压差大。中心压力低压差大。 冶金工程系16课堂小结课堂小结 本节课主