过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (7): 815-824.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223335
刘起航*, 李尚晋, 杨双平, 翁石林, 胡蕖, 赵晓微
Qihang LIU*, Shangjin LI, Shuangping YANG, Shilin WENG, Qu HU, Xiaowei ZHAO
摘要: 随着高炉中低质原料的加入,碱金属的富集量也随之增大,本工作考察了碱金属催化对焦炭非均匀溶损劣化特征的影响。结果表明,溶损过程中,焦炭多孔结构内部会产生明显的反应梯度即非均匀性,其非均匀性与焦炭的基质反应活性和孔扩散特性密切相关,而孔扩散系数会随着焦炭孔隙结构的随机演化而变化。因此,通过分段分析法研究碱金属对焦炭不同反应阶段孔结构与扩散系数的影响,并以焦炭劣化的基本特征即化学反应速率和孔扩散速率的相对大小为基础,进一步优化了焦炭非均匀劣化参数(kv/Deff)1/2,使其更为准确地描述焦炭在高炉中的非均匀劣化行为。碱金属催化对焦炭的失碳过程有显著的动力学作用,即能显著提高焦炭的(kv/Deff)1/2,导致焦炭的多孔结构内部形成更大的反应梯度,即降低焦炭的劣化均匀性。这将使焦炭在高炉劣化后粒度分布更加不均匀,从而大大降低高炉的渗透性。非均匀劣化参数可为进一步构建高炉焦炭溶损行为的数学关系提供有效参考,为今后的高炉生产提供借鉴。