钢液RH精炼非平衡脱碳过程数学模拟:模型的应用及结果(Ⅱ)——非平衡因素及其对脱碳过程的影响

应用提出的新三维数学模型于90t RH装置内RH和RH-KTB精炼中钢液的脱碳,结果表明,本工作条件下,整个精炼中由气泡穿过液相时所作曳力功、流动和扩散及化学反应等非平衡过程引起的体系内耗散函数Κ2的值不大,体系整个流场内非线性耗散因子qe(Κ)≈1;体系内熵产生和能量耗散随精炼的进行很快减小:与气泡穿过液相时所作曳力功、粘性和紊流耗散及扩散相比,C-O反应对体系内熵产生和能量耗散起主导作用,低碳和超低碳钢的RH精炼似乎接近非平衡态的线性区;粘性和紊流耗散及扩散对非平衡活度系数的影响可忽略,除发生化学反应的部位(上升管区段和真空室熔池)外,RH装置中其他部位钢液内碳和氧非平衡活度系数的非平衡分量都趋于1;非平衡效应(主要是碳氧反应)对RH精炼中钢液的脱碳有抑制作用.与不考虑非平衡效应的情况相比,该模型能更合理和精确地模拟RH精炼中钢液的脱碳.     

钢液RH精炼非平衡脱碳过程数学模拟：过程数学模型

考虑和分析了钢液RH非平衡脱碳过程的特征,基于冶金反应工程学和非平衡态热力学及气-液两相流的双流体模型和修正的紊流k-ε模型,引入熵衡算和非线性耗散因子,对该过程提出了一个新的三维数学模型,给出了该模型的具体细节,包括控制方程的建立、修正的k-ε双方程模型、相应的源项和边界条件的确定等;对90 t装置内的RH和RH-KTB精炼过程,讨论和确定了该模型各有关参数.     

真空循环精炼过程中钢液流动的数学模拟:模型的应用及结果

应用提出的RH真空循环精炼过程中钢液流动的三维数学模型,分别计算了90 t RH装置及线尺寸为其1/5的水模型装置内流体的流场和上升管内液相的含气率等.结果表明,该模型能相当精确地模拟整个RH装置内钢液的流场.除靠近钢包内钢液表面和两插入管间的区域外,精炼过程中液体混合相当充分,但在下降液流与其周围液体间存在一典型的液-液两相流界面层,钢包内的钢液并不处于完全混合状态.吹入的提升气体主要在上升管壁附近上升,在实际RH装置的条件下更为显著,相应的流态接近于环状流;计算得的模型装置环流量与实测结果很吻.     

RH真空精炼过程数值模拟的研究现状及展望

近年来,RH真空精炼已成为重要的二次精炼工艺之一,相应的数值模拟工作受到许多研究者的关注.目前涉及到RH精炼过程的数值模拟研究主要集中于以下几个方面:RH精炼装置内气液两相流动行为的数值模拟,脱碳和脱气过程的数值模拟以及夹杂物碰撞长大行为的数值模拟.本文综述了RH精炼过程数值模拟的研究现状,并提出了应重点解决的问题.     

RH精炼装置流场对混合、脱碳、夹杂物行为的影响

基于计算流体力学、反应热力学及动力学,对RH气液流场、脱碳及夹杂物碰撞长大进行了数值模拟. 结果表明,在提升气量为400 NL/min条件下,气泡在上升管存在贴壁效应;1000 NL/min下,侧吹气体可形成吹透现象;RH脱碳处理中,0~3 s的脱碳速率为45~70 mol/s,3~500 s时降低到5 mol/s,500 s后脱碳速率进一步降低;经过14 min处理后夹杂物质量浓度可降低到5′10-5以下;数值模拟结果与实验测量结果符合良好,说明数值模拟方法可完全用于RH真空精炼过程中关键工艺参数的预测.     

一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法

本发明涉及一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法。该脱碳方法是:在铝矾土全部熔化并扩大熔池面积和深度时,将所有生料全部清理进入还原精炼期,此时降低工作电压 5～10V 进行精炼,当耗电量达到 1800～2000kW h /t时开始吹氧脱碳,吹氧 10m in 后在低工作电压的基础上提高电压 15～3     

流程模拟在NCMA脱碳装置设计方面的应用

介绍了NCMA技术的研发背景及其在镇海炼化的应用,在掌握大量实验数据基础上,采用Aspen Plus软件模拟整个脱碳流程,并用于镇海炼化16×104t/a催化脱硫干气脱碳装置的工艺设计与优化;通过模拟计算,研究了贫液酸气含量、贫液温度等参数对吸收指标的影响,结合项目要求的产品气控制指标,从中优选了最佳操作条件;研究了塔径及填料高度对吸收再生性能的影响,得到了优化的塔条件。基于模拟计算所设计的脱碳装置在镇海炼化得到了成功应用,自2010年6月投入使用以来,各项指标均达到设计要求,生产操作稳定,每年可从催化脱硫干气中回收乙烯2.96×104t,该装置每年产生直接经济效益15 830×104元/a。     

南化氮肥厂碳酸丙烯酯脱碳装置的技术改造

对１５万ｔ／ａ合成氨碳丙脱碳装置，在投产运行中所出现的问题进行分析和技术改造。经改造后投产运行表明：该装置可达到设计生产能力，在夏季各项脱碳工艺技术指标也能达到预期效果。     

一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法

本发明涉及一种生产矾土基高纯刚玉的脱碳方法。该脱碳方法是：在铝矾土全部熔化并扩大熔池面积和深度时，将所有生料全部清理进入还原精炼期，此时降低工作电压5～10V进行精练，当耗电量达到1800～2000kWh／t时开始吹氧脱碳，吹氧10min后在低工作电压的基础上提高电压15～30V，继续吹氧10～20min，当测得脱碳量符合产品要求时，停止吹氧即获得高纯高的的刚玉。本发明具有既能减少刚玉熔液中的Fe2O3的含量，又能提高刚玉产品质量的优点。     

煤层气脱碳工艺分析与模拟

对煤层气的液化可以达到环保、节能和能源综合利用的目的。煤层气液化之前需要进行脱碳净化,本文通过对煤层气醇胺法脱碳流程进行HYSYS模拟,通过分析胺液配比、胺液浓度,温度以及吸收塔压力对脱碳效果的影响,以选择最佳工艺参数对脱碳工艺进行优化。通过分析研究表明,本煤层气气质条件下,在50℃,3.5MPa,35%浓度的MDEA(25%)+MEA(10%)混合胺液进行脱碳操作吸收效果最佳。     

过程工业与过程工程学

简要叙述了过程工业与过程工程学的内容及特点     

MIP-CGP同ARFCC工艺对比分析

探讨了两种不同型式催化汽油降烯烃工艺的运行情况与技术指标,在某重油催化装置运行数据表明,MIP-CGP工艺比ARFCC工艺具有较大的技术优势,MIP-CGP改造后同ARFCC相比,能耗下降13.16个单位,总液收提高6.38%,汽油辛烷值提升1.5个单位,但柴油和油浆密度变重。     

硫磺回收克劳斯工艺与LO-CAT工艺的比较

以中石化塔河分公司的克劳斯硫磺回收装置和中海油东方石化LO-CAT硫磺回收装置为例,从这两种工艺的反应机理、反应条件、生产控制流程、原料的使用范围、操作的适应性、H2S脱除率、硫磺产品质量、尾气排放等方面比较,明晰各种工艺的特点,便于硫磺回收工艺的选择与实际操作。     

HPF法脱硫工艺的应用与改进

介绍了HPF脱硫工艺的应用情况,对于工艺和设备上的不足进行了改进。我厂脱硫后煤气中的H2S小于100mg/m3。采用氨水为碱源,不需另外加碱;采用板框式压滤机,不消耗蒸汽,运行成本低,操作环境好,具有明显的经济效益。     

HPF法脱硫工艺的应用与改进

介绍了HPF脱硫工艺的应用情况,对于工艺和设备上的不足进行了改进。脱硫后煤气中的H2S小于100mg/m3。采用氨气为碱源,不需另外加碱;采用板框式压滤机,运行成本低,操作环境好,具有明显的经济效益。     

乙烯精馏塔软仪表与先进控制工程实践

以乙烯装置乙烯精馏塔现有的常规控制为基础，提出乙烯精馏塔先进控制策略，通过化工机理分析，建立用于预测控制的动态机理数学模型，并线性化简化为状态空间模型和质量控制软仪表。塔顶侧线乙烯产品纯度和塔底馏出物乙烯浓度两个机理软仪表工业实施效果良好，其中乙烯产品纯度软仪表采用在线色谱分析数据实时校正。预测控制器控制塔顶产品纯度（给定点控制）和塔底循环乙烷浓度（约束控制），操纵变量为塔顶侧线采出量和塔底再沸器加热蒸汽量。仿真实验表明预测控制器的有效性。状态反馈预测控制器用于工业装置，效果良好，可以实现塔顶侧线产品的“卡边控制”和塔底馏出物浓度的区间约束控制。     

联碱Ⅱ过程母液换热流程及MⅡ管流程改造

简单介绍了为解决3^#结晶器投量小及2^#结晶器投量温度高的问题而进行的母换流程改造。重点介绍了因AⅡ温度不到位对碳化生产的多重影响而进行的MⅡ管流程改造。     

尿素工艺冷凝液回收过程的模拟与分析

应用化工模拟软件PROII对尿素工艺冷凝液水解流程进行模拟,并通过模拟计算对原流程装置提出两塔合一的改造建议。相比原流程,新流程不仅可以达到尿素水解的工艺指标要求,而且具有占地面积小,流程短,操作简单,设备投资少,能耗低等优点。     

甲醛工艺的过程模拟

叙述了甲醛生产的工艺路线,采用PRO（Ⅱ）模拟软件,以TopsФe公司过量空气氧化法流程为代表,对以甲醇为原料生产甲醛的工艺流程进行了模拟,得到了该流程的基本工艺数据和部分热负荷数据,为设计和研究提供了方便。     

化工制药工艺优化工序针对性探究

近年来,随着药品流通日渐频繁,对化工制药提出了更严格的要求,其中尤以工艺要求为甚,需对工艺过程进行优化处理。结合目前国内化工制药企业的具体情况,需对制药工艺进行优化,以使药品制造符合我国国情。