不同氣氛下焦炭燃燒動力學實驗研究

馮萬國，樓國鋒，2，王淦

（1北京科技大學能源與環境工程學院，北京 100083；2北京科技大學冶金工業節能減排北京市重點實驗室，北京100083）

不同氣氛下焦炭燃燒動力學實驗研究

馮萬國1，樓國鋒1，2，王淦1

（1北京科技大學能源與環境工程學院，北京 100083；2北京科技大學冶金工業節能減排北京市重點實驗室，北京100083）

通過非恒溫熱重技術研究了鐵礦石燒結用焦炭在5種不同氣氛（貧氧及空氣）下的燃燒動力學，采用FWO積分方法和Vyazovkin積分方法對其進行了動力學分析，并比較了在不同氣氛情況下焦炭的動力學特性。結果表明，隨著O2濃度的增加和CO2濃度的降低，焦炭的著火溫度、燃盡溫度降低，最大失重速率增加，綜合燃燒特性指數提高，活化能增加。同時，通過兩種動力學分析方法計算，隨著反應深度的進行，燃燒活化能逐漸減小。通過FWO方法計算得出的焦炭燃燒活化能比Vyazovkin方法計算得出的焦炭燃燒活化能數值偏大，但其規律呈現一致性，主要原因是兩種方法都是采用積分近似方式求解溫度積分，由于兩種方法采用的溫度積分式原理不同，故其數值是會出現一定偏差，這是合理的。從經濟以及節能等其他方面考慮，認為煙氣循環燒結氣氛中氧氣濃度在18%～21%比較適合。

熱重；燃燒動力學；焦炭；FWO法；Vyazovkin法

目前，在鋼鐵行業中，燒結作為高爐煉鐵前的一道工序發揮著至關重要的作用。通過燒結工序，把低品質的鐵礦生產成含鐵量較高的燒結礦供煉鐵使用[1]。燒結過程是在高溫下進行的，主要熱量來源于分散在混合料中的固體燃料（焦炭或煤粉），而固體燃料（焦炭或煤粉）的消耗約占整個燒結工序能耗的70%。……