Pulveriserat kolbränsle (PUF) är en typ av bränsle, som är kol , som tidigare krossats till det finaste pulvret (damm). Det används som ett oberoende bränsle eller tillsatser i ångpannor , metallurgiska ugnar eller andra termiska enheter.
Den största fördelen med PU jämfört med andra bränslen är dess relativt låga kostnad.
Allt fast bränsle (brunt och svart kol, torv, koksugnsbatteriavfall, etc.) som kan finmalas kan användas för att producera kolpulver. För torkning av vått kol används torktrummor som arbetar enligt principen om medström. Heta gaser med en temperatur på 300-350°C från en speciell ugn kommer in i torktrumman samtidigt med kol. Krossar och specialkvarnar används för malning . Den erforderliga finheten för kolmalning bestäms av innehållet av flyktiga ämnen i den och askhalten .
PUT används vid masugnssmältning som tillsats som blåses in i en varm masugn . När krossat fast bränsle blåses in är värmeförbrukningen för processerna för dess termiska nedbrytning liten, vilket säkerställer en relativt hög (särskilt i förhållande till naturgaser och koksugnsgaser ) värmetillförsel till en masugns härd.
Uppvärmningen av PUT-partiklarna i forman är mycket snabb på grund av den höga blästringstemperaturen. Experiment utförda med olika kol har visat att mängden flyktiga ämnen som produceras under dessa förhållanden är ungefär 1,7 gånger mängden flyktiga ämnen som detekteras med standardanalys av flyktiga ämnen. Det kan antas att i en masugn är denna mängd flyktiga ämnen ännu högre.
Anrikningen av sprängningen med syre ökar graden av förgasning (vid tidpunkten för bildning och frigöring av flyktiga ämnen) av PUT-partiklarna vid samma nivå som den initiala pyrolystemperaturen, i intervallet upp till 180 kg/t tackjärn. En analys av parametrarna för masugnsdriften och koksprov tagna från nivån av luftdynor visade att den normala driften av masugnen kan störas eller åtminstone förändras genom kolinjektion [1] .
Den huvudsakliga konsekvensen av påverkan av krossat kol på processen är den direkta ersättningen av kokskol med kolkol . Därför beror koefficienten för ersättning av koks med kol till stor del på kolets egenskaper, särskilt på innehållet av kol , aska , svavel och fukt i det. Ju högre kolhalten är i kolet, desto viktigare är den direkta ersättningen av kokskol med det, desto högre värmetillförsel till ugnshärden och desto högre ersättningsförhållande mellan koks och kol. Till skillnad från gasformiga och flytande reduktionsmedel innehåller kol praktiskt taget inte väte (förutom det som finns i flyktiga och vattenånga), så att blåsa in kol i härden har liten effekt på reduktionsprocessernas förlopp. Kolaska ökar något slaggutbytet i ugnen, vilket minskar koksbesparingen när kol förs in i ugnen. Svavel som införts av kol kan delvis passera in i tackjärn , vilket kräver begränsning av de kol som används när det gäller deras svavelhalt. När kol injiceras förändras praktiskt taget inte de gasdynamiska smältningsförhållandena. I detta avseende är den begränsande faktorn i mängden fast bränsle som används uppvärmningen av härden. Att minska värmetillförseln till härden på grund av den lägre förbränningsvärmen av kol jämfört med koks och närvaron av vattenånga som genomgår dissociation i härden leder till en sänkning av värmen i härden. Därför bör torkat kol användas i masugnar [2] .
Den utbredda användningen av pulveriserat kol går tillbaka till 1980-talet. Förbättring av tekniken och tekniken för injektion av pulveriserat kol har lett till uppnåendet av dess stabila förbrukning på nivån 150-200 kg/t. När en stor mängd kol blåses in minskar volymandelen koks i laddningen , vilket ökar kraven för att säkerställa gaspermeabiliteten för laddningskolonnen i gruvan och koks totherman (koksmunstycket) i härden. Huvudvillkoret för att uppfylla dessa krav är användningen av högkvalitativ koks med hög kall- och varmhållfasthet. Kraven på kvaliteten på kol för att blåsa in i en masugn är följande:
1979-1980. det första skälet till utvecklingen av tekniken för injektion av pulveriserat kol var att kompensera för de höga priserna och bristen på koks. Medan priset på koks rörde sig utan hänsyn till förändringen i oljepriset , var tillgången på koks begränsad. Före krisen var den genomsnittliga förbrukningen av koks cirka 400 kg/t tackjärn, med eldningsoljeförbrukningen vanligtvis 80 kg/t tackjärn och en blästringstemperatur på 1250 °C. Övergången till enbart koksdrift ledde till många problem som koksbrist, instabilt laddningsflöde, ökad koksförbrukning, minskad produktivitet etc. I början av åttiotalet försågs flera masugnar i Europa och Japan med ett malningssystem, torkning och insprutning av kol. Baserat på tidigare erfarenheter var kolets finhet 80 % finare än 80 mikron och målvärdet för PUT-konsumtionen var cirka 100 kg/t tackjärn [3] .
Av särskild betydelse är askhalten i injicerat kol, som bestämmer koefficienten för ersättning av koks med kol, påverkar kiselhalten i tackjärn och utbytet av slagg . Dessutom bestäms de nötande egenskaperna hos kol, som påverkar motståndet hos rörledningarna i dess injektionssystem, också av askhalten i kol. Mer än 35 % av världens förbrukning av pulveriserat kol kommer från masugnar i Japan , som alla är utrustade med injektionssystem för pulveriserat kol, och cirka 25 % från masugnar i andra asiatiska länder. För att öka förbrukningen av injicerat kol krävs en lösning av ett antal tekniska och tekniska problem. Det har konstaterats att överskottet av PUT-konsumtion över 200 kg/t åtföljs av en ökning av andelen oförbränt kol och en minskning av permeabiliteten av koks toterman. På grund av minskningen av gaspermeabiliteten hos laddningskolonnen under insprutningen av betydande mängder pulveriserat kol och för att upprätthålla prestanda hos ugnarna på den erforderliga nivån, minskas blästringsförbrukningen genom att anrika den med syre. Ett särdrag hos tekniken för smältning med injektion av pulveriserat kol är skapandet av en koksventil från grov koks i den axiella delen av ugnen. På ugnar med konapparat används speciella laddningsmetoder för detta [4] .
| Järnmetallurgi | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Allmänna begrepp Svarta metaller Legering Järn- och stålverk Metallurgiskt komplex Historien om produktion och användning av järn | ||||||||||||
| Kärnprocesser _ |
| |||||||||||
| Huvudenheter _ |
| |||||||||||
| Huvudprodukter och material |
| |||||||||||