·1242· 北京科技大学学报 第36卷 严重，非计划休风占67.51%1-.以块煤为主要燃 (1.25~2.25m)空隙度比风口前回旋区(0~ 料的COREX工艺，焦炭使用比例较低，风口前是大 0.75m)的空隙度值低.风口焦的空隙度越大，渣就 量由块煤裂解生成的半焦.由于半焦强度不高， 越容易透过，说明透液性就好.死料柱焦炭空隙度 COREX熔融气化炉风口焦的平均粒度较小，制约了 与回旋区焦炭空隙度差值小，则渣在死料柱透过的 炉内料柱的透气性，熔融气化炉风口鼓吹纯氧，风量 比例就会增加，有利于减少渣的环流. 较小，导致炉缸风口回旋区面积比高炉小，炉缸活性 1.2风口焦的压差度 较差刃， 描述气体通过散料层压差的欧根(Ergun)公式 风口取样为研究COREX熔融气化炉高温区料 如下(o: 柱的物理化学变化提供了唯一直接有效的方 法[8」，在熔融气化炉休风时进行风口取样(A批和 (d)e+17.5Pw(1-e 岩=15002 de .(1) B批)，对试样进行筛选分离，如图1所示 式中：△p为压差，Pa;H为料柱高度，cm;n为气体黏 取样 度，Pas;ω为气体流速，cm·s';P,为气体密度，g· cm3;s为散料体的空隙度；d.为散料体的当量直 焦/半焦 铁 熔渣 径，cm;中为散料体的形状系数. 类比于高炉，在熔融气化炉内煤气流速度较高， 空腺度实验 差度实验 留铁 高温熔融实验 应做紊流情况处理.相应的压差公式应舍去式(1) 的第一项，得到 =17.5Pu（1-8） H bd e (2) 阻1风口试样取样及分析方法 由于半焦高温性能较差，风口取样中发现，半焦 Fig.1 Sampling and analysis method of tuyere samples 颗粒平均粒度较小，粉化率较高，实验中不能直接测 通过实验分析，获得了焦炭、半焦和渣铁的基本 定含细小颗粒(<0.5mm)炉料的压差，采用间接测 数据信息，建立了可定量计算炉内料柱透液性指数 量风口试样中焦炭粒度>2.5mm的料层压差来计 的公式，为COREX炉生产时对炉缸活性状态进行 算料层总的压差.由式(2)可以给出>2.5mm焦炭 判断和管理提供帮助：对比分析了两批风口试样中 的压差公式如下所示（式中下标1表示在>2.5mm 的渣样在高温熔化实验中出现的不同现象，提出了 焦炭颗粒的情况下)： 一些改善料柱透液性的技术措施。 9=17.501-e） H (3) 中，dae 1透液性指数公式的建立 在实验条件不变时，气体流速为空塔速度.风 1.1风口焦的空隙度 口试样中全部焦炭粒度的压差公式如下： 炉料的空隙度ε，即单位体积散料中全部孔隙 r=17.5Pw（1-er H. (4) 所占的体积，对气化炉内料柱的透气性和炉况顺行 中rdre 的影响极大.对A批风口试样进行筛选分离，沿风 通过筛分实验，可以计算风口试样中>2.5mm 口径向由外到内五个位置的风口试样依次编号为 颗粒的平均粒度(d)和全部试样的平均粒度 1"~5*.测得风口焦的空隙度如表1所示 (d。T).测定>2.5mm颗粒的空隙度(e1),并求出 表1不同位置风口试样的空隙度 了全部颗粒的空隙度(er),同样可以测定出>2.5 Table 1 Voidage of tuyere samples at different positions mm的粒度料层高度(H,)和全部粒度料层高度 试样 距风口的距离/m 空隙度，/% (H).将式(3)和式(4)联立，给出在紊流条件下全 0.25 42.29 部粒度与>2.5mm颗粒压差之间的关系： 2" 0.75 40.09 P,=AP1=合d。 -.(户 (5) 3# 1.25 28.84 1.75 26.70 在测定了不同位置风口试样的压差后，可以得 5* 2.25 29.58 到不同区域全部颗粒在紊流条件下的压差.定义了 压差度P,即将料层总的压差除以100Pa,使之成为 由表可见，靠近炉内中心的死料柱区域 量纲一的量.表2给出了计算得到的风口焦压差北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 严重 非计划休风 占 以 块煤为 主要燃 （ 空 隙 度 比 风 口 前 回 旋 区 （ 料 的 工艺 焦炭使用 比 例较低 风 口 前是大 的 空 隙度值低 风 口 焦 的 空 隙度越大 ， 渣 就 量 由 块 煤 裂 解 生 成 的 半 焦 由 于 半 焦 强 度 不 高 ， 越容易 透过 ， 说 明 透液性 就好 死料柱焦 炭 空 隙度 熔融气化炉风 口 焦 的 平均粒度较小 ， 制 约 了 与 回 旋区 焦炭空 隙度差值小 ， 则 渣在死料柱透过 的 炉 内 料柱 的透气性 ， 熔融气化炉 风 口 鼓吹纯氧 ， 风量 比例就会增加 ， 有利 于减少渣 的环流 较小 导致炉缸风 口 回 旋区 面积 比 高炉小 ， 炉缸活性 风 口 焦 的压差 度 较差 描述气体通过散料层压差 的 欧根 （ 公式 风 口 取样为研究 熔融气化炉 高 温 区 料 如下 ° ： 柱 的 物 理 化 学 变 化 提 供 了 唯 一 直 接 有 效 的 方 聊（ 法 ， 在熔融气化炉休风时进行风 口 取样 （ 批 和 ■ 批 ） ， 对试样进行筛选分离 ， 如 图 所示 式 中 为压差 为料柱高度 为气体黏 雌 度 ， 为 气 体流速 为 气体密 度 — … 为 散 料体 的 空 隙 度 ； 尤 为 散料体 的 当 量 直 焦 半焦 铁 馆渣 径 ， 杏 为散料体的形状系 数 类 比 于高 炉 在熔融气化炉 内 煤气流速度较高 ， 空 压 应做紊流情况处理 相应 的 压差公式应舍去式 （ 讓 “ 的第 项 ’ 得到 验 验 知 狀 由 于半焦高温性能较差 风 口 取样 中 发现 半焦 颗粒平均粒度较小 ， 粉化率较高 实验 中 不 能直接测 通过实验分析 ， 获得 了 焦炭 、 半焦 和 渣铁的 基本 定含细 小颗粒 （ 炉 料 的 压差 采用 间 接测 数据信息 建立 了 可 定量计算 炉 内 料柱 透液性指 数 量风 口 试样 中 焦 炭粒度 的 料层压 差来计 的公式 为 炉 生 产 时对 炉 缸 活 性 状态 进 行 算料层总 的压差 由 式 可 以 给 出 焦炭 判断和管理提供帮 助 对 比 分析 了 两批风 口 试样 中 的 压差公式如下所示 （ 式 中 下标 表示在 的渣样在高温溶化实验 中 出 现 的 不 同 现 象 提 出 了 焦炭颗粒 的情况下 ） ： 一 些改善料柱透液性 的技术措施 一 透液性指数公式的 建 在实验条件不变 时 ， 气 为 空 塔速 度 风 风 口 焦 的 空 隙度 口 试样 中 全部焦炭粒度 的 压差公式如下 ： 炉料的 空 隙 度 即 单位体积散料 中 全部 孔 隙 所 占 的体积 ， 对气化炉 内 料柱 的 透气性和 炉 况顺行 瓦 ‘ 的影响极大 对 批风 口 试样进行筛选分离 沿风 通过筛分实验 可 以 计算 风 口 试样 中 口 径 向 由 外 到 内 五个位置 的 风 口 试样依 次 编 号 为 颗粒 的 平 均 粒 度 （ 七 ） 和 全 部 试 样 的 平 均 粒 度 测得风 口 焦 的 空 隙度如表 所示 测定 颗粒 的 空 隙 度 （ … ） ， 并 求 出 表 不 同 位置风 口 试样 的空 隙度 了 全部颗粒 的 空 隙 度 （ ） ， 同 样 可 以 测 定 出 的 粒 度 料 层 尚 度 （ 仏 ） 和 全 部 粒 度 料 层 高 度 试样 距风 口 的 距离 空 隙度 孖 将式 和式 联立 ， 给 出 在紊流条件下全 部粒度 与 颗粒压差之间 的关系 ： ‘ ￡ 在测 定 了 不 同 位置风 口 试样 的 压差后 ， 可 以 得 到不 同 区域全部颗粒在紊流条件下 的 压差 定义 了 ： ： 压差度 即将料层总 的 压差除 以 ， 使之成为 由 表 可 见 ， 靠 近 炉 内 中 心 的 死 料 柱 区 域 量纲一 的 量 表 给 出 了 计算 得 到 的 风 口 焦 压差