收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

氧化球团气基竖炉直接还原的基础研究

王兆才  
【摘要】:综合考虑国内炼铁资源条件及钢铁产业发展现状,发挥国内丰富的非焦煤资源优势,煤制气-气基竖炉直接还原是我国海绵铁生产的主要发展方向。世界上占主导地位的气基竖炉直接还原工艺是Midrex法和HYL法,二者均对所用氧化球团的性能提出了严格要求。另外,这些工艺的还原条件也各不相同,主要体现在还原气中H2/CO值不同,但都有着成功的生产经验。同时,现今主要煤制气工艺的还原气产物中有效还原组分差异很大,工业生产成本和能耗各异。因此,在我国发展煤制气-气基竖炉直接还原的过程中,针对我国原料条件生产质量及冶金性能合格的氧化球团、合理选择适宜的煤制气工艺、深入开展竖炉还原机理和还原条件的研究是非常关键的课题,日益凸显其迫切性和重要性。 本研究重点围绕氧化球团的气基竖炉直接还原进行了系统研究。首先对基于国内资源制备的氧化球团进行相关的性能检测,考察了其应用于气基竖炉直接还原的可行性。在此基础上,改变还原温度和气氛进行球团的气基直接还原实验,研究了不同还原条件对球团还原速率及膨胀率的影响,并且分析了球团的气-固反应动力学机理,阐明了不同温度和气氛下还原过程的限制性环节、气体热力学利用率以及综合热效应。从而,为我国发展氧化球团气基竖炉直接还原选择适宜的煤制气工艺和确定合理的竖炉还原工艺条件提供依据。 通过本论文研究,得出以下结论: (1)基于国内资源条件制备的氧化球团性能良好,满足HYL各项性能指标,可作为气基竖炉直接还原所用球团; (2)本研究条件下,在2h内球团的金属化率均可达95%左右,满足竖炉实际生产对还原性的要求。当温度低于950℃且还原气氛中H2含量在30%-75%时,球团还原膨胀率均低于20%,符合气基竖炉直接还原对所用原料膨胀性能的要求。对于所选定的煤制气工艺,煤制合成气的有效还原组分中H2含量在30%~75%时均可满足竖炉生产对还原气的要求; (3)本研究温度范围内,还原温度上升和还原气氛中H2含量增加均有利于还原反应的进行。随着温度的提高,气氛中H2含量增加对反应速率的影响逐渐加强。但H2含量高于50%后,增加H2含量对加速还原反应的影响逐渐减弱。H2还原气氛下,界面化学反应成为限制性环节;而CO还原气氛下,反应的进程受气体内扩散和界面化学反应混合控速; (4)本研究温度范围内,反应过程中还原气热力学利用率是由还原第三阶段(FeO-Fe)的平衡气相成分所决定。还原气氛中H2含量约45%时,还原反应综合热效应为0;当还原气氛中H2含量低于45%时,还原过程为放热效应,而高于45%时,还原过程为吸热效应。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 钱启文;世界上第一座煤制气大型直接还原竖炉投产[J];烧结球团;2000年02期
2 张福明;曹朝真;徐辉;;气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望[J];钢铁;2014年03期
3 王兆才;陈双印;储满生;柳政根;张健伟;;煤制气-竖炉生产直接还原铁浅析[J];中国冶金;2013年01期
4 苏亚杰;蔡湄夏;杜英虎;陈寿林;;煤制气直接还原铁两段串联流程估算[J];中国冶金;2017年05期
5 闫方兴;章启夫;曹朝真;侯健;李乃尧;兰吉然;;气基竖炉用含钒钛海滨砂矿球团直接还原试验研究[J];钢铁钒钛;2020年04期
6 徐薇;戈宝武;程志国;;矩形竖炉生产铬矿球团的研究与实践[J];铁合金;2017年09期
7 袁章福,万天骥,仇永泉,周振庄,黎立;含碳铬矿球团在竖炉内的还原[J];北京科技大学学报;1990年05期
8 ;钒钛磁铁矿球团还原过程的物理化学特点与0.2米~3竖炉试验——铁、钒、钛分离的物理化学之二[J];东北工学院学报;1977年04期
9 于先坤;杨洪;;某球团厂除尘系统改造[J];现代矿业;2017年04期
10 徐朝阳;周福山;;竖炉操作与球团质量[J];华夏星火;2000年09期
11 潘建;朱德庆;韩基祥;曹鹏飞;翟勇;陈昭尧;易安南;胡文祥;;磁铁矿氧化球团富氢气基直接还原的特性研究[J];烧结球团;2022年01期
12 陆文雄,冯忠岐;竖炉直接还原钒钛磁铁矿[J];钢铁钒钛;1980年Z1期
13 白明华;葛俊礼;龙鹄;郭延军;张少壮;赵永和;;浅议我国直接还原铁技术今后的发展[J];重型机械;2013年05期
14 胡俊鸽;周文涛;郭艳玲;赵小燕;;气基竖炉直接还原球团技术的发展[J];烧结球团;2012年02期
15 赵庆杰;储满生;;电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术[J];中国冶金;2010年04期
16 舒敏;第43届国际炼铁会议烧结、球团、直接还原论文简介[J];烧结球团;1985年02期
17 张建国;;浅议我国直接还原铁技术的发展之路[J];资源再生;2016年09期
18 王爱军,王尚槐;含碳球团直接还原过程的数值模拟[J];北京科技大学学报;1998年06期
19 王兆才;储满生;唐珏;薛向欣;;还原气氛和脉石成分对氧化球团还原膨胀的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2012年01期
20 马积棠;高蕙枝;王仁远;皇甫彦章;;攀枝花钒钛铁矿加炭球团外热(焦炉法)直接还原[J];化工冶金;1981年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 储满生;王兆才;赵庆杰;柳政根;;我国发展煤制气—气基竖炉直接还原工艺的可行性探讨[A];2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(下)[C];2009年
2 王兆才;储满生;赵庆杰;赵凯;柳政根;;还原气氛和温度对氧化球团气基还原反应进程的影响[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年
3 王兆才;陈双印;储满生;薛向欣;;竖炉中还原气利用率和热效应的探讨及还原过程的实验研究[A];2012年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(下)[C];2012年
4 李生军;白建华;于占海;王树立;;宣钢球团3~#竖炉技术改造及达产实践[A];河北冶金学会炼铁技术暨2008学术年会论文集[C];2008年
5 王树洁;李生军;;宣钢球团1~#竖炉技术改造实践[A];河北冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2006年
6 张波;张建良;刘兴乐;刘征建;王振阳;;还原条件对气基还原中球团金属化率的影响[A];中国冶金——“创新创意,青年先行”第七届中国金属学会青年学术会论文集[C];2014年
7 赵玉林;穆海芳;张建;门学臣;;济钢球团2#竖炉电除尘器的改造[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年
8 徐薇;戈宝武;程志国;;矩形竖炉生产铬矿球团的研究与实践[A];第25届全国铁合金学术研讨会论文集(上册)[C];2017年
9 吕建超;白明华;徐宽;龙鹄;任素波;何云华;;气基直接还原竖炉生产过程的数值模拟研究[A];第十一届中国钢铁年会论文集——S01.炼铁与原料[C];2017年
10 李生军;白建华;;宣钢球团配加半自熔精粉生产实践[A];河北冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2007年
11 储满生;王兆才;柳政根;;物性因素对热压含碳球团还原性能的影响[A];第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)[C];2009年
12 李生军;白建华;马振霞;王爱萍;;球团配加有机粘结剂生产实践[A];河北冶金学会炼铁技术暨2008学术年会论文集[C];2008年
13 周新宇;李连猛;王立华;;铁粉中C、S含量对球团焙烧影响的试验研究[A];2010年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2010年
14 贾冯睿;;氧化球团回转窑若干结构及操作参数研究[A];2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(上)[C];2009年
15 张波;;含碳球团顺流燃烧加热直接还原影响因素试验研究[A];2014年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会文集(下)[C];2014年
16 刘永军;王波;黄福东;王奕昀;;高碳铬铁旋转式竖炉氧化球团工艺[A];第26届全国铁合金学术研讨会论文集(上册)[C];2018年
17 傅巍;蔡九菊;董辉;张亚田;;济钢10m~2球团竖炉高效化生产技术改造[A];2004全国能源与热工学术年会论文集(2)[C];2004年
18 曹朝真;张福明;毛庆武;徐辉;;竖炉直接还原技术若干问题的探讨[A];2014年全国炼铁生产技术会暨炼铁学术年会文集(下)[C];2014年
19 刘世沛;;浅谈提高球团质量的途径[A];河北冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2007年
20 朱炳秀;姜鑫;魏国;沈峰满;;低配碳含碳球团低温熔分过程中渣相和铁粒的行为[A];第八届(2011)中国钢铁年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 王兆才;煤制气-气基竖炉直接还原工艺的基础研究[D];东北大学;2013年
2 葛俊礼;气基直接还原竖炉炉内行为与炉型关系研究[D];燕山大学;2014年
3 师学峰;高磷鲕状赤铁矿含碳球团气基竖炉直接还原基础研究[D];钢铁研究总院;2015年
4 李建;铁精矿复合粘结剂球团直接还原法工艺及机理研究[D];中南大学;2007年
5 黄艳芳;复合粘结剂铁矿球团氧化焙烧与还原行为研究[D];中南大学;2012年
6 刘颖;转底炉内冶金粉尘含碳球团直接还原过程数学模型研究[D];北京科技大学;2015年
7 孟庆民;含碳球团力学性能研究与热态强度调控[D];安徽工业大学;2019年
8 朱炳秀;低配碳球团低温制备粒铁工艺试验研究[D];东北大学;2012年
9 满毅;气—固基协同作用下含碳球团直接还原特性研究[D];北京科技大学;2015年
10 王祎;铁矿氧化球团链篦机—回转窑模拟模型和控制指导专家系统的研究[D];中南大学;2012年
11 刘炳南;直接还原竖炉物理能化学能最大化利用的研究[D];东北大学;2018年
12 文明;预制球团热还原制取金属镁的基础研究[D];东北大学;2016年
13 李彩霞;膨润土基冶金球团粘结剂研制及构效关系研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
14 易凌云;铁矿球团CO-H_2混合气体气基直接还原基础研究[D];中南大学;2013年
15 龙鹄;氢气直接还原竖炉内气固反应及运动行为研究[D];燕山大学;2017年
16 徐宽;气基直接还原竖炉内物料下行及还原气流场研究[D];燕山大学;2017年
17 余文;高磷鲕状赤铁矿含碳球团制备及直接还原—磁选研究[D];北京科技大学;2015年
18 王介生;球团烧结过程智能控制方法及其应用研究[D];大连理工大学;2006年
19 蒋宏国;煤制气酚氰废水萃取—高级氧化—生化处理工艺与工程化研究[D];湖南农业大学;2011年
20 王伟;厌氧强化工艺处理煤制气废水中酚类化合物效能的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 王兆才;氧化球团气基竖炉直接还原的基础研究[D];东北大学;2009年
2 吴开基;气基直接还原竖炉用氧化球团的制备及其冶金特性研究[D];东北大学;2011年
3 韩子文;钒钛磁铁矿气基竖炉直接还原—电炉熔分新工艺的实验研究[D];东北大学;2011年
4 张鹏;印尼钒钛磁铁砂矿气基还原基础工艺研究[D];东北大学;2014年
5 廖桢媛;氧化球团竖炉直接还原中微波作用机理的研究[D];中南大学;2011年
6 杨道广;基于煤制气铁精矿球团直接还原技术的研究[D];中南大学;2012年
7 王夏;微波加热强化铁矿氧化球团煤基还原研究[D];中南大学;2010年
8 郭永辉;不同粘结剂球团的还原行为研究[D];辽宁科技大学;2016年
9 朴英敏;气基直接还原竖炉流场研究及优化[D];燕山大学;2013年
10 邓秀兰;巴西赤铁矿球团煤基直接还原工艺及机理研究[D];中南大学;2013年
11 吕建超;气基直接还原竖炉内还原过程的研究与分析[D];燕山大学;2017年
12 梁之凯;铁矿球团气基还原及其还原膨胀行为研究[D];中南大学;2013年
13 刘思虹;铜渣含碳球团直接还原的实验研究[D];东北大学;2018年
14 林启立;转底炉处理含碳球团还原的基础研究[D];重庆大学;2017年
15 张二雷;典型高碱负荷铁矿氧化球团制备及其性能优化的基础研究[D];东北大学;2012年
16 吕丽丽;铁矿预还原球团微波加热煤基直接还原研究[D];中南大学;2010年
17 信自成;镁质熔剂性球团液相生成行为及矿相调控机制[D];华北理工大学;2018年
18 黄云;冶金粉尘含碳球团高温还原的强度及传热特性研究[D];重庆大学;2020年
19 王志星;FeO_x-SiO_2-CaO-MgO-Al_2O_3系液相行为[D];华北理工大学;2019年
20 张中武;低铁高硅赤铁精矿对球团焙烧行为与固结机理的影响研究[D];安徽工业大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 谢玉先;攀钢120万吨球团项目开工[N];中国冶金报;2003年
2 本报记者 肖华堂;利用资源优势发展球团产业[N];中国冶金报;2010年
3 本报记者 肖华堂;烧结、球团装备研制要走强强联合路[N];中国冶金报;2007年
4 谢吉恒 朱元嵩;我国首座TCS1818巨型竖炉投产[N];中国冶金报;2003年
5 寇金增;大型TCS1818竖炉通过专家鉴定[N];中国冶金报;2004年
6 通讯员 杨石林 沈蓉 记者 陈黎明;沙钢240万吨球团项目投产[N];中国冶金报;2006年
7 檀为义;鞍钢480万吨球团工程达产[N];中国冶金报;2007年
8 华东;年产120万吨球团工程在青海动工[N];中国冶金报;2007年
9 本报记者 郭启林 章利军 通讯员 唐承迹;汗水付艰辛 球团皆成金[N];中国冶金报;2006年
10 记者 任国战;安钢120万吨球团项目投产[N];河南日报;2011年
11 记者 杜笑;我国球团工业将迎来发展新契机[N];中国冶金报;2016年
12 本报记者 柳祖林;吨球电耗佳绩是这样得来的[N];中国冶金报;2006年
13 于留春 杨宁;新型中温焙烧竖炉获国家专利[N];中国冶金报;2002年
14 记者 宋玮 实习生 帕提古丽·白克力;昕昊达公司年产两百万吨球团一期主体工程完成调试[N];哈密报(汉);2009年
15 本报记者 胡佩生 通讯员 陈涤;一匹球团“黑马”快速成长的奥秘[N];中国冶金报;2004年
16 本报通讯员 曾莉;创新殿堂苦也甜[N];中国冶金报;2021年
17 苏勇;太钢200万吨球团工程开工[N];中国冶金报;2003年
18 通讯员 杨璋丽;球团公司召开2008年经营运行分析会[N];玉溪日报;2008年
19 李世新;鄂州球团厂球团研究所挂牌[N];中国冶金报;2007年
20 本报记者 曾梦琪;红山球团涅槃重生[N];玉溪日报;2020年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978