[发明专利]高炉煤气部分燃烧工艺的温度控制方法

权利要求书

1.一种高炉煤气部分燃烧工艺的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：以高炉煤气部分燃烧工艺由炉身喷入炉的那部分煤气燃烧反应过程中的化学平衡、热平衡和物质平衡为基础，建立反应数学模型；

步骤2：利用所述反应数学模型在多组预设温度下计算高炉煤气部分燃烧后的气体参数以及耗氧量；

步骤3：根据多组预设温度与耗氧量的对应关系拟合预设温度-耗氧量趋势线；

步骤4：根据预设温度-耗氧量趋势线通过调节输入的工业氧体积以使燃烧后的气体温度为所需温度；

所述反应数学模型包括五个方程组：

其中：

ΔG^θ_water-gas为水煤气的标准单位体积反应吉布斯自由能变；

V_{H2_0}，V_{CO2_0}，V_{CO_0}为燃烧前反应物气体中H₂，CO₂，CO的体积；

V_H2，V_CO2，V_H2O，V_CO为燃烧后产物气体中H₂，CO₂，H₂O，CO的体积；

C_p为反应物气体的热容；

C_{p_0}为燃烧前反应物气体的热容；

V_{top_shaft}为燃烧前反应物气体的总体积；

t_top为燃烧前反应物气体的温度；

H_CO-CO2为CO燃烧生成CO₂的单位体积焓变；

H_H2-H2O为H₂燃烧生成H₂O的单位体积焓变；

C_{p_1}为燃烧后产物气体的单位体积热容；

t_{_shaft}为燃烧后产物气体的温度，该温度为外部输入的预设温度；

α₁，α₂为中间变量；

η为热量利用率；

x₁，x₂，x₃，x₄，x₅为H₂、CO、CO₂、N₂、H₂O的体积分数；

H^θ_H2，H^θ_CO，H^θ_CO2，H^θ_N2，H^θ_H2O为H₂、CO、CO₂、N₂、H₂O的相对焓；

n为工业氧气的纯度百分数。

2.如权利要求1所述的高炉煤气部分燃烧工艺的温度控制方法，其特征在于，所述高炉煤气部分燃烧后的耗氧量为：

其中n表示所使用的工业氧纯度为n％；

V_{CO2_0}为燃烧前反应物气体中CO₂体积；

V_CO2、V_H2O为燃烧后产物气体中CO₂，H₂O的体积。

3.如权利要求1所述的高炉煤气部分燃烧工艺的温度控制方法，其特征在于，所述反应数学模型方程(4)中的C_{p_1}采用迭代法进行求解。