COREX流程优化试验研究

通过热模拟试验研究了ＣＯＲＥＸ竖炉气体利用率与还原条件的关系及工业竖炉可达到的气体利用率极限．研究了熔炼煤耗与还原参数的内在联系及达到最低能耗的优化条件．结果表明，竖炉气体利用率受热力学和动力学混合控制，最高值约为５０％左右．全流程最低能耗与熔炼煤性质有关．使用发热值为２９ｋＪｇ－１的２号熔炼煤时，最低煤耗为６２４ｋｇ，净能耗为２．０５４×１０７Ｊ．     

铁矿煤球团内生还原气生产DRI工艺及估算

在高炉热风炉中用高炉煤气、垃圾制燃气、低热值煤气加热循环还原气,或用红焦、热DRI(直接还原铁)等热量加热循环还原气至1100℃,输入还原竖炉加热铁矿煤球团,生产DRI,从炉顶气中回收硫和CO2,炉顶气净化后作为还原气循环使用.球团内煤干馏形成的半焦、焦炭起到了与高炉内焦炭不同的骨架作用.利用还原反应后气体余热来预热和干馏球团,利用铁精矿粉和煤粉的高比表面积,利用煤的干馏气化促进低温下碳的一次气化反应和直接还原反应,使DRI煤耗进一步降低.设炉顶气温度降到150℃,配煤218kg,高炉煤气消耗约947m3时,工艺能耗约333kg/t煤.比高炉工艺节能约52%,减排CO2约83%.比MIDREX节能约84kg标准煤.该工艺简称为DRI-NHQ.     

流化床燃烧工况下N2O生成机理的试验研究

在一个小型固定床反应器上对流化床煤燃烧温度下Ｎ２Ｏ均相和多相生成机理进行了试验研究。研究表明，ＮＨ３氧化形成的Ｎ２Ｏ量很小，其主要产物是ＮＯ，当增加Ｎ２浓度时，Ｎ２Ｏ略有增加，在９５０℃左右时，Ｎ２Ｏ量最大，而在８８０℃时，ＮＯ量最大。焦炭直接能形成一定量的Ｎ２Ｏ，ＮＯ能在焦炭表面还原成Ｎ２Ｏ，氧化性气氛下，焦炭的还原能力降低，最后，对煤焦生成Ｎ２Ｏ的多相反应机理进行了讨论。     

流化床燃烧工况下N_2O生成机理的试验研究

在一个小型固定床反应器上对流化床煤燃烧温度下Ｎ＿２Ｏ均相和多相生成机理进行了试验研究。研究表明，ＮＨ＿３氧化形成的Ｎ＿２Ｏ量很少，其主要产物是ＮＯ，当增加Ｏ＿２浓度时，Ｎ＿２Ｏ略有增加，在９５０℃左右时，Ｎ＿２Ｏ量最大，而在８８０℃时，ＮＯ量最大。焦炭直接燃烧能形成一定量的Ｎ＿２Ｏ，ＮＯ能在焦炭表面还原成Ｎ＿２Ｏ，氧化性气氛下，焦炭的还原能力降低。最后，对煤焦生成Ｎ＿２Ｏ的多相反应机理进行了讨论。     

低燃料比高炉改善能量利用的方向

实验室和生产高炉的研究发现,铁矿石的还原过程明显存在两个速度高峰,它把高炉内部分为上部高级氧化铁还原区、中部还原反应迟钝区和下部浮士体还原区等三部分。其中浮士体还原区还包括自热储备区下端到矿石熔滴以前(约950℃—1400℃甚至更高)的混合还原区与滴下带内的液态直接还原区。由固体浮士体间接还原和焦炭溶损反应组成的混合还原区是高炉内能量利用的关键区域,只有改善矿石还原性,降低焦炭反应性以增加该区内的间接还原量,才能降低高炉燃耗。上部高级氧化铁的间接还原虽可提高煤气利用率,但不能降低燃料比。位于热储备区的还原迟钝区是浮士体的潜在还原区。喷吹含氢高的辅助燃料、改善矿石还原性、提高鼓风温度和含氧量等可以挖掘该区的还原潜力,进一步降低高炉的燃科消耗量。     

焦炭固定床燃烧氮氧化物排放实验研究

为降低锅炉NO的排放,研究焦炭在固定床中燃烧时的氮氧化物排放特性,分析焦炭数量对NO排放的影响。在其他条件不变的情况下,取焦炭质量分别为0．5、1．0和2．0g的煤样进行燃烧实验。结果表明：焦炭燃烧NOx排放与燃烧过程密切相关,在固定床中有还原层存在时,NO排放处于低水平稳定状态。随着焦炭还原层的消失,NO转化率迅速增加。在设计层燃燃烧锅炉时。加大燃煤炉中焦炭层的厚度．可以降低锅炉NO的排放．焦炭层厚度增加4倍．NOx排放降低73．86％．     

高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区的数学模拟

基于质量平衡和热量平衡理论,建立了高炉喷吹焦炉煤气风口回旋区数学模型,系统研究了焦炉煤气喷吹量对回旋区焦炭质量流量、理论燃烧温度、炉腹煤气量、炉腹煤气组成和回旋区形状的影响.研究表明:在维持高炉现有的基准操作不变的条件下,随着焦炉煤气喷吹量的增加,理论燃烧温度呈降低的趋势,而炉腹煤气量呈增加的趋势;为了维持理论燃烧温度和炉腹煤气量与基准操作一致,可通过降低风量和提高富氧率进行热补偿.热补偿后,随着焦炉煤气喷吹量的增加,焦炭质量流量呈上升趋势,炉腹煤气中还原气体积呈增加趋势,回旋区体积呈缩小趋势.每增加1 m3/s的焦炉煤气喷吹量,焦炭质量流量上升1.74%,炉腹煤气中还原气体积增加2.04%,...     

直接还原用煤热稳定性试验

利用煤制气获得合格煤气还原铁氧化物是直接还原的一个重要研究方向,煤的热稳定性是煤气发生炉维持正常气化的基础保障.以内蒙古褐煤、新井、阳泉和大同无烟煤为研究对象,研究预热温度、预热时间、配煤方案对煤热稳定性的影响.试验结果表明:预热温度为200～250℃和预热时间为2h都能使煤的热稳定性大大提高;配加粘结性煤也可提高煤的热稳定性,而且热稳定性与粘结性成正比.     

废塑料配煤炼焦对焦炭质量的影响

为降低配煤炼焦生产中焦煤用量,提高废塑料利用率,利用废塑料代替一定比例焦煤,在40 kg实验焦炉中与煤共焦化,考察焦炭、焦油产率和焦炭强度的变化规律。结果表明:以质量分数为1%~5%的废塑料替代焦煤炼焦后,焦炭产率下降,焦油产率增加,M25先提高后下降,M10先下降后提高,焦炭的反应性提高,而反应后强度下降;当废塑料质量分数控制在3%以下时,焦炭的冷态强度和热态强度符合国家二级冶金焦炭质量分级标准。该结果为工业生产提供了参考。     

入炉煤性质对捣固焦炭性能的影响

采用30种配煤方案,在堆积密度为1.1t/m3的条件下进行捣固炼焦试验,利用线性回归分析方法研究入炉煤性质对焦炭性能的影响。结果表明,焦炭性能指标与入炉煤性质指标之间具有良好的相关性;适当降低入炉煤的挥发分有利于提高焦炭的冷态机械强度,而增加入炉煤的黏结指数有利于提高焦炭的耐磨强度,但不利于提高焦炭的抗碎强度;适当降低入炉煤的挥发分和催化指数、提高其黏结指数有利于改善焦炭的高温反应性。     

原煤特性值的研究

采用混合配比的方法对不同厂家原煤进行燃烧性能的跟踪测试。结果表明：低热值的原煤和高热值的原煤混合配比使用可以提高热值利用率,高硫煤和低硫煤的混合配比使用可降低排放,减少了污染,易结焦的煤和灰分高的不易结焦的煤混合使用减少了设备的结焦风险,延长了使用寿命。     

无烟煤配煤对焦炭质量的影响

用5 kg试验焦炉对无烟煤进行配煤炼焦试验，基于无烟煤性质的分析，研究无烟煤粒度和配入量对焦炭质量的影响。结果表明，4种无烟煤性质相近，属易磨中、低热稳定性煤，在烟煤中的容惰能力相差不大；添加3％～5％粒度不大于1 m m的无烟煤炼焦，焦炭冷态强度和热态强度分别提高了2．30％和6．03％。     

流化床水煤气汽化炉特性研究

按间歇法工作的流化床水煤气炉是一种新的汽化技术，它是我国自行发明的专利技术，已经历多年的工业运行－ 本文详细阐述了该炉的工艺过程，指出其与固定床水煤气汽化炉相比的三个特点：①整个床层温度均匀，温度变化亦均匀－ ②炉出口温度较高，利于煤气中的焦油、酚类裂解－ ③自动连续的加煤方式－ 该炉使用非粘性煤和粘结性煤长期连续工业运行的结果表明，可使用各种粉煤，特别是贫煤、烟煤、褐煤，生产中热值煤气－ 煤气中ＣＯ 含量低于２０ ％ ，不含焦油和酚类，可用作我国中小城市的民用煤气和中小化肥厂的原料气，是固定床水煤气汽化炉的合适的替代炉型     

焦炭初始反应温度影响因素分析

通过配煤炼焦实验,研究入炉煤的性质、炼焦工艺和添加剂对焦炭初始反应温度的影响。结果表明,不管是单种煤还是配合煤,焦炭初始反应温度均随入炉煤煤化度的提高而上升;随着焖炉时间的延长,焦炭初始反应温度显著升高;随着入炉煤细度的增加,焦炭初始反应温度有所升高,而入炉煤的堆积密度对焦炭初始反应温度基本没有影响;具有催化作用的添加剂能显著降低焦炭的初始反应温度,而添加铁矿粉对焦炭初始反应温度的影响较消石灰的影响更为明显。     

影响复热式捣固焦炉焦炭质量的因素分析

通过对在生产过程中焦炭冷、热强度的分析和研究,改进了系统的操作和控制方法,有效提高了焦炭质量.从捣固时间、高焦炉煤气掺混比、配煤比及入炉煤细度4个方面进行焦炭质量的影响的试验,得到不同因素各自对焦炉生产的参考值,实施优化,有效提高焦炭质量.     

Corex技术在中国的发展前景

熔融还原是新近发展起来的炼铁技术,Corex是唯一实现了工业化的熔融还原流程.它的主体能源是非焦煤,产品类似于高炉生铁.随着焦煤资源的日渐贫乏,焦炭供应将会越来越紧张,价格将会越来越高,非焦煤与焦炭的价格比将会越来越低.这一趋势将使熔融还原的经济效益越来越显著.因此,熔融还原生产的实现可为钢铁冶金环保和能源结构改善创出一条新路,对全国钢铁工业的可持续发展具有重大的意义.     

Corex技术在中国的发展前景

熔融还原是新近发展起来的炼铁技术,Corex是唯一实现了工业化的熔融还原流程。它的主体能源是非焦煤,产品类似于高炉生铁。随着焦煤资源的日渐贫乏,焦炭供应将会越来越紧张,价格将会越来越高,非焦煤与焦炭的价格比将会越来越低。这一趋势将使熔融还原的经济效益越来越显著。因此,熔融还原生产的实现可为钢铁冶金环保和能源结构改善创出一条新路,对全国钢铁工业的可持续发展具有重大的意义。     

COREX工艺系统模拟结果分析

利用已建立的COREX工艺系统模拟模型考察了熔化气化炉和竖炉匹配操作条件及在匹配操作范围内系统的能耗和能量利用。结果表明:煤中挥发分含量对煤耗影响很大,配煤控制应是COREX工艺操作关键一环;挥发分含量增加,与之相匹配操作的熔化气化炉出口荒煤气氧化度可相应增加;提高熔化气化炉出口荒煤气氧化度和降低其温度均可提高能量利用率;COREX工艺系统的最大能量利用率为50%左右,合理有效地利用COREX富产煤气是解决该工艺能量利用问题的关键;荒煤气温度与竖炉入口还原煤气温度相比,应该维持在更高温度。     

助剂对自热转化催化剂Ni/γ-Al2O3性能的影响

利用常压固定床微反色谱联用装置及程序升温还原的方法 ,考察了添加不同助剂对自热转化催化剂的还原性能、活性和水热稳定性的影响。实验结果表明 ,稀土氧化物作为助剂添加到模型催化剂中 ,可以大大改善催化剂的初活性和水热稳定性 ,MnO ,CeO2 和La2 O3 是提高催化剂水热稳定性的较好助剂 ,同时CuO是改善催化剂还原性能的一种很好的助剂     

基于系统动力学的以电代煤减排效益分析

从系统层面构建以电代煤减排效益分析模型,为验证以电代煤实施的减排效果提供理论依据。该模型以Vensim为建模平台,以能源消费、经济发展和环境减排之间的关系为纽带,建立以电代煤减排效益模型图,在控制煤炭消费总量一定的情况下计算以电代煤的实施减排效果,为制定以电代煤相关政策提供量化依据。研究结果表明:实施以电代煤确实可以降低工业二氧化硫排放量;通过调整电煤消费比重、电力消费比重、火电比重、火电煤耗率都可以有效减少工业二氧化硫排放量;当电煤消费提高20%时,可以减少工业二氧化硫排放11%;当电力消费比重提高20%时,可以减少工业二氧化硫排放18%;在一定范围内,降低火电煤耗率也有助于减少工业二氧化硫的排放。