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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
高炉气化炉耦合流程的工艺分析
  • 作者

    高炉煤气化整体优化数学模拟二氧化碳捕集

  • 单位

    华东理工大学上海煤气化工程技术中心

  • 摘要

    为降低高炉炼铁过程的能耗,提出了一种通过煤气化炉实现喷吹粉煤气化,然后向高炉直接喷吹高温合成气的高炉气化炉(blast furnace gasifying furnace,BF-GF)流程,并建立基于物料平衡和热平衡的流程计算模型。与原有流程相比,粉煤在气化炉中的气化过程采用纯氧气化,出产的高温合成气成分温度调节性好,可弥补传统富氧鼓风操作的动能损失等不足。计算结果表明:在仅替换补吹粉煤的高炉气化炉1(BF-GF-1)流程中,整体能耗由普通高炉的529.07 kgce/tFe降低为498.86 kgce/tFe,而在改用高温煤气配合纯氧直接鼓风的高炉气化炉2(BF-GF-2)流程中,整体能耗进一步下降为483.72 kgce/tFe。在降低能耗的同时,由于入炉煤气中的含氮量降低,两种流程出口煤气中的CO的体积分数分别由24%提高到30.4%和40.6%,煤气热值相较于普通高炉的煤气热值分别大幅度上升26.6%和69.0%。在考虑煤气燃烧放热后的CO2脱除能耗的情况下,高炉气化炉流程的能耗优势进一步扩大,相比普通高炉的能耗分别下降44.36 kgce/tFe和73.32 kgce/tFe。研究结果表明:利用气化炉进行粉煤气化后的高炉气化炉流程具备较大的节能潜力,同时尾气中富集的CO2便于后续脱除,本研究可为下一步工艺实施奠定基础。

  • 基金项目(Foundation)
    中国博士后科学基金第3批特别资助项目(2021TQ0108)、上海市浦江人才计划项目(21PJ1402300)和多相复杂系统国家重点实验室开放基金资助项目(MPCS-2021-D-07)
  • 引用格式
    杨逸如,沈中杰,刘海峰.高炉气化炉耦合流程的工艺分析[J].煤炭转化,2022,45(3):34-41.
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