[发明专利]确定低碳高炉多介质喷吹的炉腹煤气温度的方法

权利要求书

1.一种确定低碳高炉多介质喷吹的炉腹煤气温度的方法，其特征在于：首先通过高炉操作的基本参数和高炉喷吹物质及焦炭的成分分别计算焦炭有效热量Q_net-coke、煤粉有效热量Q_net-coal、热风有效热量Q_net-blast、煤粉载气有效热量Q_net-gas、喷吹煤气有效热量富氧有效热量Q_net-carry及风口冷却水带走热量Q_net-loss；其次通过风口回旋区发生的化学反应及物质守恒计算炉腹煤气CO含量V_CO及平均热容c_CO、H₂含量/及平均热容/N₂含量/及平均热容/SiO含量V_SiO及平均热容c_SiO、未燃煤粉含量m_C及平均热容c_C及风口消耗焦炭、煤粉形成灰分的含量m_ash及平均热容c_ash；最后通过风口区域热平衡计算炉腹煤气温度T_f。

2.根据权利要求1所述的确定低碳高炉多介质喷吹的炉腹煤气温度的方法，其特征在于：所述焦炭有效热量Q_net-coke为：

式中：Q_coke：风口燃烧焦炭中固定C燃烧成CO的放热量，kJ/tHM；m_coke：风口燃烧的焦炭量(不包含风口喷吹物中CO₂、H₂O熔损的焦炭)，kg/tHM；α_coke-C：焦炭中的固定碳含量，％；H_coke：风口燃烧焦炭带入的显热，kJ/tHM；m'_coke：风口消耗焦炭质量(包含风口喷吹物中CO₂、H₂O熔损的焦炭)，kg/tHM；c_coke：焦炭平均热容，kJ/(kgk℃)；T_coke：焦炭温度，℃；风口消耗焦炭灰分中SiO₂与焦炭C反应生成SiO(g)、CO吸热量，kJ/tHM；/风口区域消耗焦炭灰分中SiO₂还原的比例，％；α_coke-ash：风口消耗焦炭灰分含量，％；/焦炭灰分中SiO₂含量，％；/焦炭灰分中SiO₂含量，％；/风口燃烧焦炭灰分中Fe₂O₃含量，％；

所述煤粉有效热量Q_net-coal为：

式中：Q_coal：风口燃烧煤粉中固定C燃烧成CO和煤粉全部挥发分中CH₄燃烧成CO、H₂的总放热量，kJ/tHM；m_coal：风口燃烧的煤粉量，kg/tHM；α_coal-C：煤粉中的固定碳含量，％；η_coal：煤粉燃烧率，％；V_coal-daf：煤粉挥发分，％；煤粉挥发分中CH₄，％；/碳氢化合物C_nH_m在25℃下与O₂反应生成CO+H₂的放出的热，kJ/molC_nH_m；H_coal：风口燃烧煤粉带入的显热，kJ/tHM；m_coal：风口喷吹煤粉质量，kg/tHM；c_coal：风口喷吹煤粉平均热容，kJ/(kgk℃)；T_coal：风口喷吹煤粉温度，℃；Q_coal-decom：风口喷吹煤粉分解吸热量，kJ/tHM；α_coal-CO：风口喷吹煤粉挥发分中CO，％；/风口喷吹煤粉挥发分中H₂，％；/碳氢化合物C_nH_m在25℃下与O₂反应生成CO₂+H₂O的放出的热，kJ/mol C_nH_m；Q_net：风口喷吹煤粉低位发热值，kJ；/风口喷吹煤粉物理H₂O和挥发分中H₂O与焦炭C反应生成CO、H₂吸热量，kJ/tHM；/煤粉挥发分中H₂O含量，％；/风口喷吹煤粉挥发分中CO₂与焦炭C反应生成CO吸热量，kJ/tHM；/煤粉挥发分中CO₂含量，％；/风口燃烧煤粉灰分中SiO₂与焦炭C反应生成SiO(g)、CO吸热量，kJ/tHM；/风口区域燃烧煤粉灰分中SiO₂还原的比例，％；α_coal-ash：煤粉灰分含量，％；/煤粉灰分中SiO₂含量，％；/焦灰分中Fe₂O₃含量，％；/风口区域燃烧煤粉灰分中Fe₂O₃还原的比例，％；

所述热风有效热量Q_net-blast为

式中：H_blast：风口鼓风带入的显热，kJ/tHM；V_blast：鼓风体积，m³/tHM；c_blast：鼓风平均热容，kJ/(m³k℃)；T_blast：鼓风温度，℃；鼓风中H₂O与焦炭C反应生成CO+H₂吸热量，kJ/tHM；/鼓风中H₂O含量，％；

所述喷吹煤气有效热量Q_net-gas为：

式中：Q_gas：风口喷吹富还原煤气燃烧成CO、H₂的放热量，kJ/tHM；风口喷吹气中碳氢化合物C_nH_m的体积分数，％；H_gas：风口喷吹富还原煤气带入的显热，kJ/tHM；c_gas：风口喷吹煤气平均热容，kJ/(m³k℃)；T_gas：风口喷吹煤气温度，℃；/风口喷吹富还原煤气中H₂O与焦炭C反应生成CO+H₂吸热量，kJ/tHM；/风口喷吹煤气中H₂O含量，％；/风口喷吹富还原煤气中CO₂与焦炭C反应生成CO吸热量，kJ/tHM；/风口喷吹煤气中CO₂含量，％；

所述富氧有效热量为：

式中：风口富氧带入的显热，kJ/tHM；/风口富氧体积，m³/tHM；/风口富氧平均热容，kJ/(m³k℃)；/风口富氧温度，℃；

所述煤粉载气有效热量Q_net-carry为：

Q_net-carry＝H_carry＝V_carryc_carryT_carry kJ/tHM

式中：H_carry：风口喷吹煤粉载气带入的显热，kJ/tHM；V_carry：风口喷吹煤粉载气体积，m³/tHM；c_carry：风口喷吹煤粉载气平均热容，kJ/(m³k℃)；T_carry：风口喷吹煤粉载气温度，℃；

所述风口冷却水带走Q_net-loss为：

式中：冷却水的比热容，J/(kg·℃)；/风口区域冷却水密度，kg/m³；/风口区域冷却水流量，m³/h；/风口区域冷却水水管进、出水温差，℃；P：高炉日产量，tHM/d。