高温颗粒引燃转炉煤气的实验研究

doi:10.3969/j.issn.1005-3026.2015.09.027

东北大学学报:自然科学版 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (9): 1342-1346.DOI: 10.3969/j.issn.1005-3026.2015.09.027

高温颗粒引燃转炉煤气的实验研究

尚融雪¹，李刚¹，于立富¹，董茂林²

(1. 东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110819； 2. 中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆401122)

收稿日期:2014-07-28 修回日期:2014-07-28 出版日期:2015-09-15 发布日期:2015-09-14
通讯作者: 尚融雪
作者简介:尚融雪(1987-)，女，辽宁沈阳人，东北大学博士研究生; 李刚(1969-)，男，河南信阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51074041).

Experimental Research of the Ignition of Converter Gases by Hot Particles

SHANG Rong-xue¹， LI Gang¹， YU Li-fu¹， DONG Mao-lin²

1. School of Resources & Civil Engineering， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. SISDI Engineering Co.， Ltd.， Chongqing 401122， China.

Received:2014-07-28 Revised:2014-07-28 Online:2015-09-15 Published:2015-09-14
Contact: LI Gang
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摘要/Abstract

摘要： 为分析转炉煤气显热回收过程中被高温颗粒引燃危险性，自行设计了激光辐射加热氧化铁颗粒引燃转炉煤气实验平台.以转炉煤气/空气混合物压力及温度变化为引燃判据，研究不同初始温度及粒径颗粒引燃混合物的规律.结果表明，转炉煤气/空气混合物存在引燃敏感浓度，当受辐射颗粒粒径相同、初始温度为100℃时混合物敏感浓度比35℃时上升了5%；初始温度为35，100，200℃时，粒径1.5mm的颗粒引燃温度比0.5mm的分别下降137.6，145及134.5℃；颗粒粒径为0.5，1.0及1.5mm时，初始温度为200℃时的引燃温度比35℃时分别下降了19.8，11.6及16.7℃.研究结果对高温转炉煤气进入换热器前设置除尘粒径限制具有参考意义.

关键词: 高温颗粒, 转炉煤气, 激光加热, 粒径, 引燃温度

Abstract: In order to analyze the explosion risk of converter gases in the process of reclaiming， a set of test devices for converter gas ignition by iron oxide particles heated radiatively was set up. The rules of mixture ignition at varied initial temperatures and with particle diameters were investigated， based on the explosion pressure and temperature changes of converter gases/air mixtures. The results showed that when the particle diameters are constant， the sensitive concentrations of converter gases/air mixtures increase by 5% if the initial temperature changes from 100℃ to 35℃. The ignition temperatures of 1.5mm-diameter particles drop by 137.6， 145 and 134.5℃ compared to the 0.5mm-diamete particles when the initial temperature is 35， 100 and 200℃ respectively. When the particle diameters are 0.5mm， 1.0mm and 1.5mm separately， the ignition temperatures decrease by 19.8， 11.6 and 16.7℃ with the initial temperature changing from 200℃ to 35℃. The research findings can provide a reference for limiting hot particle diameters before high temperature converter gases enter heat exchangers.

Key words: hot particle, converter gas, laser heating, particle diameter, ignition temperature

中图分类号:

TD712.7

尚融雪，李刚，于立富，董茂林. 高温颗粒引燃转炉煤气的实验研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(9): 1342-1346.

SHANG Rong-xue， LI Gang， YU Li-fu， DONG Mao-lin. Experimental Research of the Ignition of Converter Gases by Hot Particles[J]. Journal of Northeastern University:Natural Science, 2015, 36(9): 1342-1346.

参考文献

[1]岑可法，姚强，骆仲泱，等.高等燃烧学［M］.浙江:浙江大学出版社，2002:32-68.(Cen Ke-fa，Yao Qiang，Luo Zhong-yang，et al.Advanced combustion theory［M］.Zhejiang:Zhejiang University Press，2002:32-68.)
[2]Li G，Shang R X，Yu Y J，et al.Influence of coal dust on the ignition of methane/air mixtures by friction sparks from rubbing of titanium against steel［J］.Fuel，2013，113:448-453.
[3]Bennett J M.Ignition of combustible fluids by heated surface［J］.Process Safety Progress，2001，20(1):29-36.
[4]Thomas H，Dubaniewicz J，Kenneth L， et al.Ignition of methane-air mixtures by laser heated small particles［J］.Journal of Loss Prevention，2000，13(3/4/5):349-359.
[5]Beyrau F，Hadjipanayis M A，Lindstedt R P.Ignition of fuel/air mixtures by radiatively heated particles［J］.Proceedings of the Combustion Institute，2013，34(2):2065-2072.
[6]Kuznetsov G V，Strizhak P A.Transient heat and mass transfer at the ignition of vapor and gas mixture by a moving hot particle［J］.International Journal of Heat and Mass Transfer，2010，53(5/6):923-930.
[7]Kuznetsov G V，Strizhak P A.Numerical solution of the problem of a combustible liquid by a single hot particle［J］.Combustion Explosion and Shock Waves，2009，45(5):543-550.
[8]海彦合.矿井下连续波激光点燃瓦斯的研究［J］.光子学报，1998，27(4):352-355.(Hai Yan-he.Research on ignition of gases by continuous wave laser under the mine［J］.Acta Photonica Sinica，1998，27(4):352-355.)
[9]Wierzba I，Kilchyk V.Flammability limits of hydrogen-carbon monoxide mixtures at moderately elevated temperature［J］.Hydrogen Energy，2001，26(6):639-643.
[10]Cammarota F，Benedetto A D，Russo P，et al.Experimental analysis of gas explosions at non-atmospheric initial conditions in cylindrical vessel［J］.Process Safety and Environmental Protection，2010，88(5):341-349.
[11]Ciccarelli G，Jackson D，Verreault J.Flammability limits of NH₃-H₂-N₂-air mixtures at elevated initial temperatures［J］.Combustion and Flame，2006，144(1/2):53-63.
[12]European Committee for Standardization.BS EN 1839:2003.determination of explosion limits of gases and vapors［S］.British:Standards Policy and Strategy Committee，2004.
[13]金朝.高温冶金炉煤气爆炸特性研究［D］.沈阳:东北大学，2013.(Jin Chao.Experimental research on explosion characters of metallurgical gases in high temperatures［D］.Shenyang:Northeastern University，2013.)

[1]	赵飞翔，迟世春. 基于离散元的碎片尺寸随机的颗粒破碎模拟方法[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2023, 44(3): 408-414.
[2]	荣文杰，秦德越，李宝宽，冯昱清. 滚筒内颗粒混合过程的实验研究[J]. 东北大学学报（自然科学版）, 2021, 42(1): 49-54.
[3]	郭快快，商硕，陈进，刘常升. 数值模拟雾化气压对GH4169合金粉末粒径的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(6): 807-811.
[4]	温震江，高谦，王永定，何建元. 不同浓度料浆流变特性与混合骨料级配相关性试验[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2020, 41(5): 642-648.
[5]	康月，刘超，张玉柱，姜茂发. 气淬法制备高炉渣玻璃微珠的性能[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(2): 202-206.
[6]	郭快快，刘常升，董欢欢，陈岁元. 导管伸出长度对气雾化制备TC4粉末特性的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(6): 797-802.
[7]	秦勤，王奎明，于庆波，方林. 蜂窝体蓄热室回收转炉煤气余热可行性研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(11): 1608-1613.
[8]	刘中秋，李林敏，李宝宽. 连铸结晶器内气泡群粒径分布的实验研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2017, 38(1): 57-61.
[9]	由希，张国建. 覆岩散体粒径空间分布对岩石混入的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2016, 37(11): 1604-1608.
[10]	杜翠凤，王远，卢俊杰，伍朝蓬. 吸湿型路面抑尘剂配方研制及工业试验[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2015, 36(6): 876-881.
[11]	李刚，余运江，尚融雪，苑春苗. 煤粉对旋转摩擦火花引燃甲烷的影响[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2014, 35(1): 126-130.
[12]	杨伟红;宋锦春;王俸林;陈建文;. 流经缝隙的较大油雾颗粒行为的实验研究[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(8): 1178-1181.
[13]	刘艳华;梁力;任庆新;. 方钢管橡胶混凝土短柱的轴压力学性能试验[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(8): 1198-1201+1209.
[14]	苑春苗;李畅;李刚;. 恒温热板加热条件下镁粉尘层的着火规律[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2011, 32(10): 1503-1506.
[15]	陈建文;张志伟;王长周;宋锦春;. 液体黏度和表面张力对雾化颗粒粒径的影响[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2010, 31(7): 1023-1025.

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