燃烧可视化分析在粉碎煤注射赛道中的替代燃料,通过层流反应堆进行燃烧

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 燃烧科学 燃烧科学

背景情况:

• 目前的钢铁制造依赖于昂贵的粉煤注入 (PCI) 铁制造,推动了对成本有效的替代品的需求.
• 钢制造是一个正在发展的无碳技术,需要过渡性燃料战略.
• 生物质,热煤和焦炭粉是PCI系统的潜在替代燃料.

研究的目的:

• 分析生物质,热煤和焦煤粉的燃烧特性,用于PCI应用.
• 为了评估替代燃料的点火延迟,脱氧化和炭燃烧.
• 在现有的PCI系统中确定这些替代燃料的最佳联合燃烧比率.

主要方法:

• 使用了带有模拟高炉 (BF) 和FINEX PCI管道的可视化设备的层流反应堆.
• 采用火焰图像数据处理来分析点火延迟,脱氧化和煤炭燃烧.
• 进行近距离分析,SEM成像,BET分析和理论计算.

主要成果:

• 与FINEX相比,在BF条件下,由于更高的氧气率,点火延迟和炭燃烧时间更长.
• 在热煤和生物质中,挥发物质的释放量最高.
• 与挥发物质和水分相关的点火延迟 (焦炭灰除外);与未燃烧的碳相关的炭燃烧.
• 燃烧后的表面积增加了十倍以上.

结论:

• 在PCI系统中,生物质和高湿度热煤可共燃高达10%.
• 在PCI系统中,焦炭粉可以共燃高达9%.
• 这些发现支持向更可持续和更具成本效益的钢铁制造工艺过渡.