《COREX熔融氣化爐內塊煤裂解機理與半焦/焦炭粉化行為研究》是依託重慶大學，由張生富擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：COREX熔融氣化爐內塊煤裂解機理與半焦/焦炭粉化行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張生富
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
COREX熔融氣化爐內塊煤裂解及半焦/焦炭的粉化直接影響半焦床的透氣透液性及傳輸機制，最終影響原燃料的利用率、生鐵的產量及質量、工藝的穩定順行。本項目通過研究塊煤在自由落體降落時發生熱爆裂、小顆粒煤粉在流化床條件下裂解及大顆粒煤粉在固定床內裂解的機理及影響因素，探索COREX熔融氣化爐高溫快速加熱條件下塊煤的裂解機理，拓展煤裂解理論；研究半焦/焦炭在半焦床內的物理作用行為、化學反應特徵及其性能演變規律，揭示COREX熔融氣化爐純氧鼓吹條件下煤焦混合半焦床的顆粒粉化行為；採用CFD與DEM模型相結合的方法建立COREX熔融氣化爐數學模型，探索多區域共用邊界條件下多數學模型的有機結合及耦合求解，模擬研究工藝參數與爐內傳輸現象的相互關係，深化對高溫密閉反應器內多相流動及燃燒化學反應規律的認識。為我國掌握和消化COREX技術，在國內發展熔融還原煉鐵工藝提供理論基礎和技術支撐。
結題摘要
COREX熔融氣化爐內塊煤的裂解及半焦的粉化影響半焦床的透氣透液性及床內的複雜傳輸機制，最終影響原燃料利用率、生鐵產量和質量以及工藝的穩定順行。本項目針對高溫快速加熱條件下塊煤裂解機理、半焦床內煤焦性能演變規律等科學問題開展了研究。首先，採用熱重-質譜聯用技術研究了興隆莊煤與大同煤的裂解失重特性及裂解氣體產物的生成規律，對煤的失重過程及氣體生成過程進行了動力學求解；通過自製的塊煤裂解實驗裝置研究了興隆莊塊煤和大同塊煤在高溫下的裂解特性，求解了塊煤高溫裂解動力學，發現了塊煤高溫快速裂解機理與粉煤升溫裂解行為完全不同，拓展了煤裂解理論。其次，針對塊煤裂解半焦強度低的特點，研究了不同條件獲得半焦的冷、熱態性能，揭示了半焦性能變化和半焦粉化的一般規律。最後，設計了COREX熔融氣化爐的高溫噴煤模型，並進一步建立了其風口區噴煤燃燒的二維數學模型，分析了純氧鼓吹條件下煤粉的燃燒行為，最佳化了COREX氣化爐噴煤工藝參數，在COREX工藝降低燃料比方面具有較高的指導意義。項目總計發表境內外學術論文7篇，其中SCI檢索4篇，申請發明專利2項，培養碩士研究生2名，完成了項目計畫研究內容，達到了預期目標。
