第 11 卷第 4 期 2011 年 8 月
过 程 工 程 学 报 The Chinese Journal of Process Engineering
Vol.11 No.4 Aug. 2011
煤粉预热对高炉喷吹中煤粉燃烧行为的影响
赵俊东， 王 恒， 杨永昌， 杜辉杰， 宋广懂
(北京科技大学机械工程学院，北京 100083)
摘 要：通过建立数学模型，在 Fluent 软件的基础上结合自编程序，对不同预热温度下高炉喷吹煤粉的燃烧进行了模 拟，得到了预热温度对煤粉燃烧的影响规律. 模型中包含了煤粉与 O2, CO2 及水蒸汽的异相反应，且考虑了焦炭的燃 烧反应. 确定了回旋区的大小与形状，将煤粉燃烧空间划分为 4 个区域，对不同区域分别提出不同假设进行处理. 计 算结果表明，煤粉预热后进行喷吹可促进煤粉在风口前提前气化，使煤粉的燃烧区域前移，提高了煤粉在回旋区的燃 尽率；预热温度每提高 50 ℃，煤粉在回旋区的燃尽率平均提高 2%. 关键词：煤粉预热；高炉喷煤；煤粉燃烧 中图分类号：TF51 文献标识码：A 文章编号：1009?606X(2011)04?0606?07
1
前 言
提高高炉喷煤量的关键在于进一步提高煤粉的燃
的焦炭一方面随鼓风气流作剧烈的回旋运动，一方面也 进行燃烧反应. 该过程中煤粉的燃烧非常复杂，涉及煤 粉和热风的两相流动、煤粉与热风的混合、煤粉的热解 和燃烧、煤粉在回旋区的运动及煤粉与热风间的质量、 动量、热量和组分交换等.
Raceway
尽率[1]. 近年来，国内外对喷吹煤粉进行预热以提高其 燃尽率，德国蒂森公司、英国 Scunthorpe 厂、巴西 Minas-UFOP 公司对喷吹煤粉预热进行了实验研究[2,3]， 我国的潞安矿业集团采用分离式热管换热器对煤粉进 行加热，也取得了较好的效果[4,5]. 研究结果都表明，与 常规煤粉喷吹相比，煤粉预热喷吹可提高煤粉的燃尽 率，增加喷吹量，降低焦比. 一些学者对高炉喷吹进行过三维数值模拟， 对煤粉 的燃烧其中一部分只考虑煤粉与氧的单一反应或采用 燃烧空间的确定几乎都 混合分数模型求解组分含量[6,7]， 简单地处理为长方体或圆柱体空间[7?9]，而对焦炭的处 理有的只是通过额外增加当量煤粉量代替焦炭的作用 或根本不考虑焦炭的作用[6,8]. 鉴于实验研究的复杂性与局限性， 本研究采用数值 模拟方法对不同煤粉预热温度下的煤粉燃烧进行研究， 在对不同预热温度下高炉喷吹煤粉的燃烧进行三维模 拟时，模型中包含了煤粉与 O2, CO2 及水蒸汽的异相反 应，且考虑了焦炭的燃烧反应. 确定了回旋区的大小与 形状，并将煤粉燃烧空间划分为 4 个区域，对不同区域 分别提出了不同的假设进行处理.
Injection lance
Hot air
Blowing pipe Tuyere Combustion zone
图 1 高炉回旋区内煤粉燃烧示意图 Fig.1 Combustion of the injected pulverized coal in the raceway of blast furnace
3
数学模型
颗粒轨道模型是迄今为止在湍流两相流动与燃烧
它在交替求解气流连续相与 模拟中应用最广的模型[10]， 颗粒相控制方程时，考虑了颗粒相对连续相的作用，能 对存在颗粒蒸发、挥发及异相反应的两相流动进行模 拟，具体模型方程见文献[10]，以下主要说明煤粉热解 参数及碳粒异相反应参数的确定. 3.1 煤粉热解参数的确定 热解速率用双方程速率模型进行描述， 表 1 是双方 程模型的参数[11,12]，其中第 1 套参数在较低温度下起主
2
物理模型
图 1 为高炉喷吹中直吹管及回旋区内煤粉燃烧的
示意图. 煤粉从喷枪喷入直吹管后，在高速热风的作用 下进入回旋区内进行燃烧. 回旋区是风口前焦炭在高速 鼓风的强烈作用下形成的一个近似椭球形的空腔，其内
收稿日期：2011?04?08，修回日期：2011?06?14 基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(编号：FRF-AS-10-005B) 作者简介：赵俊东(1986?)，男，满族，河北省承德市人，硕士研究生，主要从事冶金热能工程方面的研究与设计工作，E-mail: sophomanzjd@https://www.doczj.com/doc/fb15486389.html,； 王恒，通讯联系人，Tel: 136********, 010-********, E-mail: wangheng@https://www.doczj.com/doc/fb15486389.html,.
第4期 Table 1
赵俊东等： 煤粉预热对高炉喷吹中煤粉燃烧行为的影响 表 1 双方程煤热解模型参数 Parameters of the two-equation coal pyrolysis model
Ubhayaka et al[12] Volatile matter 1.5α1 3.7×105 1.046×1013 74 251
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解时选用第 2 套参数. 确定煤粉的热解速率后， 还需确定热解产物的组分. 文献[13]利用差热天平和气相色谱仪对我国几种煤的挥 发分含量进行了测定，焦油气 CnHm 含量约占全部挥发 当焦油是热解产物的主要 分的 70%～80%. 文献[14]指出， 组分时，如果近似认为挥发分中都是焦油气，可得到合 理的估算结果，假想分子式 CnHm 的 C/H 比可通过对煤 中碳与其他所有成分之和的物质平衡得以确定. 表 2 是我国某钢铁厂用于高炉喷吹煤的工业分析 和元素分析， 由上述方法可得到碳氢化合物中的 C/H 比 为 C4H4.68.
Parameter Kobayash et al[11] Mass fraction of α1 0.3 emitted volatile α2 1 Frequency factor of k01 2×105 pyrolysis reaction (s?1) k02 1.3×107 Activation energy of Ea1 104.6 pyrolysis reaction (kJ/mol) Ea2 167.4 Note: 1. Low temperature; 2. High temperature.
导作用，而第 2 套参数在高温条件下起主导作用. 文献 [7]在高炉喷吹环境下对这 2 套参数进行了验证， 结果表 明第 2 套参数值更接近实际，因而本研究在计算煤粉热
Table 2
Item Component Fixed carbon Content (%, ω) 78.63 Note: Air dried basis.
表 2 某钢铁厂喷吹煤的工业分析和元素分析 Proximate analysis and ultimate analysis of injection coal in a steel plant
Proximate analysis Volatile Ash 11.06 9.69 Moisture 0.62 C 80.98 H 3.36 Ultimate analysis O 2.99 N 1.80 S 0.56
Table 3
Carbon particle temperature, Tp (K) Tp<1 400 1 400≤Tp≤2 000 Tp≥2 000
表 3 碳与氧气反应的动力学参数[14] Reaction kinetics parameters of carbon and oxygen[14]
Activation energy (kJ/mol) 85.63 79.81 79.81 Reaction order, n 1 1 1 Rate coefficient, k [kg/(m2?s?Pa)] 2.902×10?3e?10300/Tp 5.428×10?3e?9600/Tp 5.428×10?3e?9600/2000
Pre-exponential [kg/(m2?s?K?Pa)] 2.902×10?3 5.428×10?3 5.428×10?3
Table 4
Carbon particle temperature , Tp (K) Tp<1 223 1 223≤Tp≤1 673 Tp≥1 673
表 4 碳与二氧化碳反应的动力学参数[14] Reaction kinetics parameters of carbon and carbon dioxide[14]
Activation energy (kJ/mol) 135.52 162.12 162.12 Reaction order, n 1 1 1 Rate coefficient, k [kg/(m2?s?Pa) ] 1.35×10?5e?16300/Tp 6.35×10?3e?19500/Tp 6.35×10?3e?19500/1673
Pre-exponential [kg/(m2?s?K?Pa)] 1.35×10?5 6.35×10?3 6.35×10?3
Table 5
Carbon particle temperature (K) Tp<1135 1135≤Tp≤1 511
表 5 碳与水蒸汽反应的动力学参数[14] Reaction kinetics parameters of carbon and steam14]
Ea1/R (K) 261.10 6.65 k02 (Pa?1) 3.3×10?4 2.9×10?17 Ea2/R (K) 0 279.35 k03 (Pa?1) 3.22×10?1 2.1×10?21 Ea3/R (K) 86.47 346.69
k01 [kg/(m2?s?K?Pa)] 3.12 1.2×10?7
3.2 煤粉异相反应参数的确定 在煤粉颗粒的异相反应中， 除考虑碳粒与氧气的反 应外，还考虑了碳粒与 CO2 及水蒸汽的反应. 碳与氧气 的反应式为：
C+O2→1/2CO,
速率用中温区的极限进行定值处理. 表 3[14]为计算时各 温度段选用的反应动力学参数. 碳与二氧化碳的反应式为
C+CO2→2CO,
(3) (4)
(1) (2)
反应速率为
r=kpCO2n.
反应速率 r 为
r=kpO2 ,
n
同碳与氧的反应一样， 在不同温度段也采用不同的 本征反应速率常数及相同的高温段反应速率处理方法， 见表 4[14]. 碳与水蒸汽的反应式为
C+H2O(g)→H2+CO,
式中，pO2 为氧气分压，n 为反应级数，k 为阿累尼乌斯 形式的反应速率常数. k 需由许多实验确定才有效， 所以 在连续温度范围内进行计算时，如果只选同一固定的速 率常数进行计算是不科学的. 本研究对反应速率常数依 温度进行分段处理， 即在不同温度段采用不同的化学反 应速率常数. 考虑到大多数实验都是在中低温度区间进 行的，高温区的实验数据较少，所以对高温区的动力学
(5)
速率采用如下的朗缪尔形式：
r=k1pH2O/(1+k2pH2+k3pH2O),
(6)
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式中， 每一步的反应速率常数 ki=k0ie?Eai/(RTp)(k0i 为频率因 子，Eai 为反应活化能(i=1, 2, 3), R 为气体常数，Tp 为温 度). 同前 2 个反应一样， 在不同温度段采用不同的本征 反应速率常数
[14]
空间进行模拟，还有一些将回旋区假设成长方体空间[15]. 本研究在确定煤粉燃烧空间时作了一些新的尝试. 4.1 燃烧空间的确定 针对回旋区大小进行的实验中，许多研究结果只是 关于回旋区深度的表达式，而 Nakamura 等[16]得到了回 旋区深度 DR、宽度 WR、高度 HR 的表达式，本研究采 用其方法对回旋区大小进行计算 . 针对鼓风速度 160 m/s、鼓风温度 1 400 K、鼓风压力 4 atm、风口直径 0.16 m、焦炭直径 0.2 m、焦炭密度 1022 kg/m3 的工况，可 得此时回旋区的大小： DR=1.61 m, WR=0.836 m, HR= 0.998 m. 龙战军[17]在透明容器内，利用绿豆、大米和小米对 冷态模型中回旋区形状、大小及颗粒运动特性进行了实 验研究，结合其研究结果，本工作抽象出了如图 2 所示 的燃烧空间，对煤粉的燃烧空间作如下处理：
，见表 5. 当温度高于 1511 K 时，每一
步的反应速率常数 ki=k0ie?Eai/(1511R). 得到碳粒燃烧的反应速率后，还需考虑流动、扩散 等因素，最终得到碳粒的综合反应速度. 本研究采用式 (7), (8) 计算综合反应速率，式中，mc 为碳粒质量，t 为时间，dp 为碳粒直径，ρ为碳粒密度，yO2 为氧气质量 分数，MO2 为氧气摩尔质量，kdiff 为扩散速率常数，kc 为化学反应速率常数，δ 为校正系数，Do 为氧气在混合 气体中的扩散系数，Mc 为碳粒的初始质量，To 为氧气 组分的温度(与混合气体温度近似相同)，Tg 为混合气体 温度，计算中常数 C 取 5×10 .
yO dmc 2 ρ RT 2 = ?π d p dt M O2 ? 1 1? + ?, ? k k c ? ? diff
?12
[15]
(7)
0.75
(1)认为煤粉的存在空间由 4 部分区域组成： 直吹管 和风口区域 I；有焦炭存在的外层回旋区区域 II-1，空 隙率为 0.94； 焦炭的内层回旋区区域 II-2； 区域 III 为回 旋区周围类似中间层的焦炭填充层，空隙率为 0.4. (2)区域 II-1 存在由气流从外围卷入的焦炭， 焦炭在 该区域内与 O2, CO2 和水蒸汽发生反应. (3)区域 III 为回旋区周围类似中间层的焦炭填充 层，对气流产生阻碍作用. (4)煤粉自喷枪喷入直吹管后，在直吹管及风口段 (区域 I)、回旋区(II-1 和 II-2)进行挥发和碳粒表面异相 反应，同时区域 I, II-1 和 II-2 也发生挥发分、CO 及 H2 与 O2 的均相反应.
kdiff =
2δ Do M c ? Tp + Tg ? ? ? RTo d p ? 2 ?
0.75
? Tp + Tg ? = C? ? ? 2 ?
.
(8)
4
燃烧空间的确定及处理
回旋区是煤粉的主要燃烧空间， 回旋区的大小及形
状受床层高度、风速、风口大小等诸多因素影响，还未 形成系统的研究理论. 目前已有的许多高炉喷吹煤粉燃 烧的数学模型中，有些不考虑回旋区，燃烧只是在直吹 管段及风口段中进行，有些只是针对回旋区前面的柱状
Pulverized coal inlet z
Hot air inlet
Zone II-2
Zone II-1
I. Tuyere and blowpipe II-1. Outer raceway II-2. Inner raceway III. Packed coke layer out of the raceway
x Zone I Zone III
y
图 2 喷吹煤粉燃烧空间 Fig.2 Combustion zones of the injected pulverized coal
4.2 燃烧空间内各区域的处理 将区域 III 处理为焦炭填充层，其主要对气流产生 阻碍作用. 本研究在该区域应用多孔性介质流动控制方 程时，对流体的动量方程添加动力源相来实现，其中单 位多孔体积内固体对流体的作用力为
Fsi = ? μui α ? Cρui 2 ujuj ,
式中，μ为动力粘度系数，α为渗透率，u 为气流速率(i, j=1, 2, 3)，C 为惯性阻力损失系数，ρ为气体密度. 渗透 率和惯性损失系数计算如下：
α=dpc2ε3/[150(1?ε)2],
(10) (11)
C=3.5(1?ε)/(dpcε3), (9)
式中，dpc 为填充层内焦炭直径，ε为焦炭料层的空隙度.
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焦炭与鼓入的氧气在区域 II-1 发生剧烈燃烧反应. 由于风口前的焦炭直径已超过网格大小， 对焦炭燃烧的 模拟不能继续使用颗粒轨道模型. 按文献[18,19]的方法 对焦炭的燃烧进行处理，即不按表面反应处理焦炭的燃 烧，而是用体积反应作近似处理. 得到体积反应速率就 可得回旋区内焦炭反应产生的组分方程和能量方程的 源相. 燃烧空间内发生的均相反应主要有煤粉和焦炭发 生异相反应产生的 CO, H2 与 O2 的反应及近似挥发分 CnHm 燃烧的总反应. 各体积反应及反应速率见文献[15].
粉异相反应和焦炭反应等程序，根据对称性，在图 3 所 示的计算区域内对煤粉的燃烧进行计算. 5.1 边界条件 某 2 200 m3 高炉，高炉利用系数为 2.4 t/(m3?d), 有 24 个风口，煤比为 160 kg/t，鼓风压力为 0.4 MPa，鼓 风温度为 1 400 K，富氧率为 3%，煤粉喷枪载气压力为 0.42 MPa，算得直吹管热风入口处鼓风速度为 160 m/s， 喷枪喷口端的煤粉载气速度为 70 m/s. 直吹管及风口段 壁面处热流密度取 900000 W/m2 [7]. 在区域 III 出口处， 取自由出口边界条件. 计算中选择表 2 中所列的喷吹 煤，其粒径分布列于表 6，其中粒度<75 μm 的比例为 83.4%.
5
计算结果及分析
依前面建立的模型， 结合 Fluent 软件及自定义的煤
Table 6
Particle size (μm) Mass fraction (%) <10 12.6 10～20 15.2 20～30 14.2
表 6 喷吹煤粉的粒径分布 Size distribution of pulverized coal
30～40 12
CO2 (ω)
40～50 7.2
50～60 11.4
60～70 5.8
70～80 5
80～90 5.2
90～00 10.4
>100 1
CO2 (ω)
Plane y=0
z (m)
Plane z=0
z (m)
x (m)
y
y (m)
x (m)
图 3 煤粉预热温度为 100 ℃时 CO2 的分布 Fig.3 Distributions of CO2 at 100 ℃ preheated pulverized coal
Temp. (K) Plane y=0 Plane z=0 Temp. (K)
z (m)
y (m)
y (m)
x (m)
x (m)
图 4 煤粉预热温度为 100 ℃时的温度分布 Fig.4 Distributions of temperature at 100 ℃ preheated pulverized coal
5.2 煤粉预热温度为 100℃时的计算结果 在对比不同预热温度计算结果前， 先以预热温度为 100 ℃为例对计算结果进行说明. 图 3 为 CO2 的分布云 图. 煤粉颗粒热解后，开始碳粒的异相燃烧，在高温条 件下生成 CO，由于 O2 充足，此时释放出的 CO 氧化生
成 CO2. 图中 CO2 含量很高的区域即为燃烧焦点，此区 间 CO 迅速与氧气反应. 图 4 为温度分布云图. 可以看出，风口前中心线前 柱状空间内温度最高，此柱状空间即为燃烧带. 在回旋 区上方，由于 O2 浓度低，反应放出的热量较少，温度
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相对较低. 直吹管中的温度下降是由于对煤粉的加热作 用及煤粉热解时吸热所致. 从图 4 可以看出，高温区稍 微向下倾斜，这是由于煤粉的喷吹角度使煤粉向下运 动，向下偏斜运动的煤粉燃烧使周围温度升高，进而导 致高温区稍向下倾斜.
通过 Fluent 软件对煤粉颗粒进行跟踪， 可得煤粉颗 粒的燃尽率. 表 7 中各区域是指煤粉离开回旋区的区 域，其中以 x 轴正方向为后方. 由各区域煤粉离开的碳 素质量总和与煤粉喷入时的初始碳素质量可得煤粉的 燃尽率. 经过计算， 得此工况下煤粉的燃尽率为 71.38%.
表 7 煤粉预热温度为 100℃时煤粉的燃尽率 Table 7 Burnout rate of 100 ℃ preheated pulverized coal
Escaped location of pulverized coal in the raceway of blast furnace Upper side Behind Both sides Lower side Total Initial carbon mass of pulverized coal (kg) 0.0836 0.0878 0.0636 0.0795 0.3145 Carbon mass of escaped pulverized coal (kg) 0.0081 0.0385 0.0112 0.0323 0.0901 Reduced carbon mass (kg) 0.0755 0.0493 0.0525 0.0471 0.2244 Burnout rate (%) 90.30 56.13 82.57 59.40 71.38
图 5 是计算结果中回旋区内风口中心线上各组分 含量及温度的变化趋势，可以发现各量的变化趋势与日 本学者
[20]
势相同，但本研究模拟结果更接近实际，这对了解高炉 喷煤煤粉的燃烧状况及指导高炉喷吹操作具有一定的 意义. 5.3 不同煤粉预热温度时的计算结果对比 对煤粉预热到 100, 150, 200 ℃及常温(30 ℃)的情况 进行了计算. 图 6 为不同预热温度时直吹管及风口段内 的温度分布，可以看出，随煤粉预热温度升高，直吹管 中同一温度等势线的位置依次向左发生了移动 . 图中
的研究结果一致，但数值存在一些差异，原因
是本研究的边界条件设置与文献条件有所不同. 将图 5 与文献[21]中一维炉缸燃烧反应曲线对比，各量变化趋
2400 Component mass fraction 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 x (m) 1.0 1.2 1.4
O2 CO CO2 H2O H2
2200 2000 1800 1600 1400 1200 Temperature (K)
1450 K 温度等势线依次向左发生了移动，是由于预热 温度高的煤粉比预热温度低的煤粉先发生热解， 热解析 出的挥发分在燃烧时放出热量，使热风温度升高. 同时 还可以发现， 由煤粉吸热而产生的低温区域随预热温度 升高逐渐变小，这是由于随煤粉预热温度升高，使不同 工况下鼓风与煤粉间对应的温度差依次减小，导致煤粉 与换热量减小，进而使气流温度下降变慢，即相对升高 了热风的温度. 煤粉在不预热及预热到 100, 150, 200 ℃ 时， 直吹管出口中心处(x=y=z=0)的热风最高温度分别为 1151, 1193, 1 235, 1 294 K.
(b) 373 K Temp. (K)
图 5 风口中心线上各组分及温度的分布 Fig.5 Distributions of component and temperature along the centerline of tuyere
(a) 303 K
z (m)
z (m)
x (m)
x (m)
(c) 423 K
(d) 473 K
z (m)
x (m)
z (m)
x (m)
图 6 不同煤粉预热温度时直吹管的温度分布 Fig.6 Distributions of temperature in the blast pipe at different pulverized coal preheated temperatures
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从直吹管内各组分的分布也可得出相同的结论 . 同样 图 7 为不同煤粉预热温度下直吹管内的 CO2 分布， 可以发现，随煤粉预热温度升高，直吹管中同一温度等 势线的位置也依次向左发生了移动，这是因为高预热温
(a) 303 K
度使煤粉提前热解，热解产物提前燃烧生成 CO2. 煤粉 在不预热及预热到 100, 150, 200 ℃时，直吹管出口中心 处的 CO2 含量分别为 3.5×10?4, 5.54×10?4, 7.98×10?4 和 1.23×10?3 (ω).
CO2 (ω) (b) 373 K
z (m)
z (m)
x (m)
x (m)
(c) 423 K z (m)
(d) 473 K
z (m)
x (m)
x (m)
图 7 不同预煤粉热温度时直吹管段的 CO2 分布 Fig.7 Distributions of CO2 in the blowpipe at different pulverized coal preheated temperatures
77
Component mass fraction 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.00
H2×10 O2 CO2
Oxygen enrichment ratio 3% hot air temperature 1400 K coal injection rate 0.4 kg/s
2400 Temperature (K)
76 Burnout rate (%) 75 74 73 72 71 70 69 50 100 150 200
2200 2000
Preheated temp. (K) 303 373 423 473
CO
1800 1600 1400
H2O
1200 1.25 1.50
0.25
0.50
0.75 x (m)
1.00
Pulverized coal preheated temperature (℃)
图 8 不同预热温度时风口中心线组分和温度分布 Fig.8 Component and temperature distributions along the centerline of tuyere at different pulverized coal preheated temperatures
图 9 不同预热温度时煤粉的燃尽率 Fig.9 Burnout rates at different pulverized coal preheated temperatures
图 8 为不同煤粉预热温度时风口中心线上组分和 温度的分布，可明显看出随煤粉预热温度升高，风口中 心线上氧气浓度依次提前出现减少，CO2 和水的波峰也 依次提前，且峰值略有增大，CO 浓度依次增高，温度 波峰也依次提前，且峰值略有增大. 各预热温度下煤粉的燃尽率如图 9 所示. 可以看 出，预热温度越高，煤粉燃尽率越高，在不预热及分别 预热到 100, 150 和 200 ℃时，煤粉的燃尽率分别为 69.48%, 71.38%, 74.12%和 76.38%. 预热温度每提高 50 ℃，煤粉的燃尽率平均提高 2%.
包含了煤粉与 O2, CO2 及水蒸汽的异相反应，按煤粉颗 粒温度范围对煤粉的异相反应速率进行了分段处理. (2)根据目前已有对回旋区的研究， 确定了回旋区的 大小与形状. 将煤粉燃烧空间划分为 4 个区域，对不同 的区域分别提出了不同的假设条件. (3)利用 Fluent 软件并结合自编程序，对煤粉燃烧 模型进行了数值计算. 结果表明，煤粉预热有利于煤粉 提前热解，促进了煤粉的燃烧气化，减少了煤粉从室温 加热到预热温度所需的热量及时间，相对地增加了热风 温度及煤粉在回旋区内的停留时间，从而使碳粒燃烧提 前开始. 煤粉在高温度下反应速率更快，更有利于提高 其燃尽率. 在不预热及分别预热到 100, 150 和 200 ℃时， 煤粉的燃尽率分别为 69.48%, 71.38%, 74.12%和 76.38%.
6
结 论
(1)建立了较完善的高炉回旋区煤粉燃烧模型， 模型
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16(1): 411?425.
第 11 卷
煤粉的预热温度每提高 50 ℃，煤粉的燃尽率平均提高 2%.
参考文献：
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Impact of Pulverized Coal Preheating on Coal Combustion Behavior in Pulverized Coal Injection of Blast Furnace
ZHAO Jun-dong, WANG Heng, YANG Yong-chang, DU Hui-jie, SONG Guang-dong
(School of Mechanical Engineering, University of Science & Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract: By establishing the mathematical model and using own program based on Fluent software, the combustion of pulverized coal injected at different preheated temperatures was simulated, and the impact of different preheated temperatures on coal burning was examined. The model contained the heterogeneous reactions of coal with oxygen, carbon dioxide and steam, and the burning reaction of coke was also considered. The size and shape of raceway were determined, and the coal combustion space was divided into four zones which were treated with different assumptions respectively. The computational results show that when preheated pulverized coal is used in pulverized coal injection, the coal gasification is promoted in advance, the combustion region is moved forward, and the burnout rate of coal in the raceway is improved. When coal preheated temperature is increased 50 ℃, the coal burnout rate is raised 2% on average. Key words: coal powder preheating; pulverized coal injection; pulverized coal combustion