COG喷吹量对高炉冶炼过程影响数值模拟

摘要

基于国家“碳减排、碳中和”战略，向高炉中喷吹富氢气体成为有效减排的重要方法，其中关于高炉喷吹焦炉煤气（COG）的研究也得到了广泛关注，但针对COG喷吹量对高炉冶炼过程影响的相关研究相对较少.在此基础上，本文采用计算流体动力学数值模拟方法，探究COG喷吹量对高炉内煤粉燃烧率、气体还原反应、风口处焦炭反应及软熔带等因素的影响.结果表明，随着COG喷吹量由30 m³·min^-1提升至120 m³·min^-1,H₂O、CO、CO₂、H₂等组分的含量表现出一定程度的上升趋势.从煤粉燃烧率的角度看，随着COG喷吹量的增加，煤粉的挥发反应基本相同，而水煤气反应得到增强.同时以氢气为主的还原路径以及水煤气反应得到强化，且炉内的软熔带位置以及形状发生改变，基于本次模拟，COG喷吹量达到120 m³·min^-1时相对适宜，其软熔带的厚度有所减小，透气性得到改善，气速分布相对均匀.

关键词

高炉 / 富氢气体 / 焦炉煤气(COG) / 数值模拟 / 喷吹量

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52074081,51604065）; 国家重点研发计划（2021YFC2901000）; 辽宁省教育厅重点科技攻关项目（JYTZD2023048）; 钒钛资源综合利用国家重点实验室开放基金课题（2023P4FZG06A）