高炉的(火用)分析及化学能利用评价研究

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高炉工序在整个钢铁生产系统中能耗最大,其温室性气体排放量大、环境负荷大。如何在保证高炉强化冶炼的同时,尽可能地减少能量消耗,提高能源利用率,是冶金学者和工程师所面临的一个重要挑战。本文探索从能质(火用)分析法角度,并结合高炉的能量衡算对高炉的用能状况进行分析,力求从能量和能质两个角度对高炉的能量利用状况进行比较,试图明确能的利用及损失细节,以期给出优化的用能和节能措施。  根据物料、能量平衡与(火用)分析方法,本文建立高炉的焓分析模型和能质的(火用)分析模型。基于焓分析模型可知,高炉的有效热量利用系数较高,为88.77%;高炉内能量损失数量的前三位从大到小依次为:炉壳等其他耗热项的热损失、炉渣带走的热损失和炉顶煤气带走的热损失,分别占总能量的8.62%、5.24%和2.60%。通过(火用)分析模型,发现高炉的热力学完善度较高,为88.03%,但是(火用)效率不高。高炉的(火用)效率在仅考虑主产品铁水的情况下为31.11%,在考虑主产品铁水、副产品高炉煤气和炉渣时,其(火用)效率为67.45%。经模型计算发现,高炉内部的反应(炯)损占总(火用)损的比重最大,尤其是高炉内部高温区的燃烧反应是造成内部(火用)损失的主要原因。
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