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富氧技术对烧结过程燃料燃烧及CO排放的影响数值模拟

收稿日期：2025-01-09 修回日期：2025-03-13 接受日期：2025-03-16

DOI:10.20078/j.eep.20250406

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    摘要：在我国推进落实“双碳”目标的背景下，CO减排技术的研发与优化已成为烧结工序的重要研究方向。基于计算流体动力学（CFD）技术，分别构建了燃料颗粒燃烧模型和烧结机模型，通过数值模拟研究了O2浓度对燃料颗粒燃烧及烧结料床燃烧过程的影响。结果表明，... 展开+
    摘要：

    在我国推进落实“双碳”目标的背景下，CO减排技术的研发与优化已成为烧结工序的重要研究方向。基于计算流体动力学（CFD）技术，分别构建了燃料颗粒燃烧模型和烧结机模型，通过数值模拟研究了O2浓度对燃料颗粒燃烧及烧结料床燃烧过程的影响。结果表明，对于燃料颗粒而言，提高O2浓度能够显著改善燃料的完全燃烧条件，提升燃料燃烧效率并降低CO排放量。然而，在烧结工序中，O2浓度对燃料燃烧行为的影响较为复杂。烧结料床内部燃料燃烧同时受到料层传热及O2浓度的双重影响，提升O2浓度会导致燃料着火点降低，进而延长高温带宽度，并增大不完全燃烧对于O2的消耗。当O2浓度提升幅度较小时，燃料不完全燃烧比例升高，当O2浓度提升至23%，烧结燃烧效率下降至94.4%，烧结温度降低，燃烧产物中CO的浓度显著增加。随着O2浓度的进一步提高，O2浓度和料层温度的协同作用优化了CO二次燃烧的动力学条件，烧结过程燃烧效率得以提升，CO排放浓度显著降低。当O2浓度提高至27%以上时，燃烧效率超过94.9%，对于提升烧结工序燃料利用效率和降低烧结烟气CO排放浓度具有显著的优化作用。 

    收起-

    作者：

    • 李震1
    • 刘征建1,*
    • 张建良1
    • 王耀祖2,3

    作者简介

    第一作者：李　震（2000—），女，黑龙江哈尔滨人，博士研究生，主要研究方向为烧结。E-mail：lizhenzyyx@163.com
    通讯作者：刘征建（1982—），男，辽宁锦州人，教授，主要研究方向为低碳炼铁。E-mail：liuzhengjian@ustb.edu.cn

    单位

    • 1.北京科技大学 冶金与生态工程学院
    • 2.北京科技大学 智能科学与技术学院
    • 3.北京科技大学 人工智能研究院

    关键字

    • 炼铁
    • 烧结
    • 富氧技术
    • 燃料燃烧
    • 烧结烟气
    • CO排放浓度

    基金项目

    国家自然科学基金资助项目（52174291）

    引用格式

    李震, 刘征建, 张建良, 王耀祖. 富氧技术对烧结过程燃料燃烧及CO排放的影响数值模拟[J/OL]. 能源环境保护: 1-8[2025-04-16]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250406.

    LI Zhen, LIU Zhengjian, ZHANG Jianliang, WANG Yaozu. Numerical Simulation of the Impact of Oxygen Enrichment Technology on Fuel Combustion and CO Emissions During Sintering[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-8[2025-04-16]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20250406.


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