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简答题高炉炉缸燃烧反应有什么特点?燃烧产物的成分和数量如何计算?
  • 研究表明煤的燃烧要经历三个次过程:加热蒸发和挥发物分解;挥发分燃烧和碳结焦;残焦燃烧。进入高炉的焦炭在炼焦过程中已完成前两个次过程,到达风口燃烧带只需完成最后一个次过程。喷入高炉的煤粉需要完成全部三个次过程,这三个次过程可循序进行,也可重叠甚至同时发生。焦炭是具有一定粒度的块状物,它进入炉缸燃烧不受时间限制,可通过各种方式燃烧直到完全气化。喷吹煤粉进入炉缸燃烧,不仅比焦炭燃烧多了两个次过程,而且它是粉状,能随气流流动,它应在炉缸燃烧带内停留的有限时间(0.01-0.04s)和有限空间(燃烧带长度1.2—1.4m)内完成,否则将随煤气上升而成为未燃煤粉,过量的未燃煤粉会给高炉生产带来很多麻烦。所以要采取技术措施加快煤粉的燃烧过程,保证煤粉在燃烧带内的燃烧率达到80~85%。
    在现代高炉上,炉缸燃烧反应是在燃料作剧烈旋转运动中与氧反应而气化的,完全替代了20世纪50年代前高炉没有强化时的层状燃烧理论。在炉缸燃料中碳的燃烧反应的产物是CO,属不完全燃烧,燃烧产物由CO、H2和N2组成。
    影响炉缸煤气成分的因素有鼓风湿度、鼓风含氧量和喷吹物等。当鼓风湿度增加时,由于水分在风口前分解成H2和O2,炉缸煤气中的含H2量和CO量增加,N2含量相对下降。喷吹含H2
    量较高的喷吹物时,炉缸煤气中含H2量增加,CO和N2相对下降。当鼓风中的氧浓度增加时(如富氧鼓风),炉缸煤气中的CO浓度增加,N2浓度下降,由于N2浓度下降的幅度较大,煤气中的H2浓度相对增加。前两种情况下炉缸煤气量增加,后一种情况下煤气量下降。
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