提高燒結(jié)燃料燃燒效率是增加燒結(jié)過程熱量、強(qiáng)化燒結(jié)過程、降低燃料消耗及污染物排放的重要手段。燒結(jié)料面噴吹技術(shù)以其低能耗、低排放的潛在優(yōu)勢受到廣泛關(guān)注。本文采用某鋼鐵廠的燒結(jié)原料，對比分析了蒸汽噴吹前后燒結(jié)過程熱力學(xué)反應(yīng)，研究了料面噴吹蒸汽對燒結(jié)燃燒反應(yīng)及燃燒效率的影響，闡明了其提高燃燒效率的作用機(jī)理。結(jié)果表明，噴吹蒸汽下燒結(jié)氣體介質(zhì)為H₂O-H₂-N₂-O₂，在一定程度上改善了燃料燃燒的傳熱條件，促進(jìn)了水煤氣等反應(yīng)的進(jìn)行。在50 kg級燒結(jié)杯試驗(yàn)條件下，噴吹蒸汽最佳條件為點(diǎn)火8 min后連續(xù)噴15 min，噴吹流量為0.02 m³ min^-1。當(dāng)料面噴吹蒸汽后，水蒸氣進(jìn)入料層后與上部熱燒結(jié)礦換熱逐步升溫，到高溫帶后與燃燒的C發(fā)生水煤氣等反應(yīng)生成了CO、CO₂和H₂。同時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物H₂極易與O₂繼續(xù)反應(yīng)而放熱，從而促使水煤氣反應(yīng)不斷正向進(jìn)行。此外，水蒸氣的進(jìn)入和反應(yīng)產(chǎn)物H₂的出現(xiàn)使燃料疏松化，從而改善未燃燒燃料和氧分壓過低區(qū)域燃燒的動力學(xué)條件，也顯著改善C和CO的燃燒動力學(xué)條件，進(jìn)而使得煙氣CO濃度降低10.91 %；同時(shí)噴吹水蒸氣減少了C生成CO的比例，提高了生成CO₂的比例，燃料燃燒效率為88.83%，較常規(guī)燒結(jié)提高6.15%。噴灑蒸汽后燒結(jié)礦成品率和轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度提高0.60%和1.94%，固體能耗降低1.15 kg t^-1，表明噴灑蒸汽有助于燒結(jié)礦質(zhì)量改善和固體燃耗降低。

龍紅明，1979年8月生，教授、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任安徽工業(yè)大學(xué)冶金工程學(xué)院副院長，冶金減排與資源綜合利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。兼任中國金屬學(xué)會專家委員會委員、冶金固廢資源利用分會秘書長，中國冶金教育學(xué)會工程技術(shù)分會副理事長，《Journal of Iron and Steel Research International》、《鋼鐵研究學(xué)報(bào)》、《中國冶金》等期刊編委。入選安徽省“特支計(jì)劃”人才、安徽省教學(xué)名師。主要研究方向?yàn)榈吞紵掕F、冶金固廢資源綜合利用、冶金煙氣污染物減排。主持國家級和省部級科研項(xiàng)目10項(xiàng)，企業(yè)產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目20余項(xiàng)。以第一作者或通訊作者發(fā)表SCI/EI 收錄論文60余篇；授權(quán)國家發(fā)明專利38項(xiàng)、國際專利3項(xiàng)，已實(shí)施成果轉(zhuǎn)化6項(xiàng)；出版著作3 部；獲省部級科技獎(jiǎng)3項(xiàng)；2020、2021年入選全球前2%頂尖科學(xué)家榜單。