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内配废塑料对含碳球团直接还原的影响

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140285

节能减排是钢铁工业目前面临的重要挑战,而废塑料作为一种可再生清洁能源和还原剂替代焦粉、无烟煤等化石燃料在炼铁工业中已经获得大量关注.把废塑料、褐铁矿粉、无烟煤以及黏结剂混合制取含碳球团,在管式加热炉内做直接还原实验.废塑料在高温下裂解释放热量,为球团的预热和直接还原提供外加热源.同时,与无内配塑料含碳球团对比,内配废塑料的含碳球团孔隙率增大,这样有利于反应中还原气体的传质,从而促使含碳球团的还原率随之提高.对影响含碳球团直接还原的因素如℃/O摩尔比、还原时间、内配废塑料种类及其质量分数进行实验研究.实验结果表明:在实验设定条件下,含碳球团直径10 mm,还原温度1 350℃,内配质量分数为4％的聚碳酸酯(PC)在还原时间6 min时,球团孔隙率最高,达74％;此时还原率最高,达98.89％.含碳球团还原体系在反应过程中,内配一定比例的废塑料,可以缩短还原时间,降低还原温度,提高球团的还原效率.

关键词: 废塑料 , 含碳球团 , 直接还原 , 孔隙率 , 还原率

超细煤粉分级燃烧中NOx还原规律的研究

金晶 , 张忠孝

工程热物理学报

煤粉再燃技术脱氮效率高而运行费用低,是最行之有效的低NOx燃烧技术之一.通过模拟计算与试验方法,对一维热态煤粉炉内超细煤粉分级燃烧NOx的还原规律进行了研究.研究结果表明:再燃燃料越细,对NOx的还原作用越强,最佳再燃燃料粒度为20μm;在相同NOx还原率的情况下,随着再燃燃料粒度的减小,需要的再燃燃料比例减小,再燃区停留时间缩短.以超细煤粉作为再燃燃料不仅使燃烧效率提高,而且对NOx的还原效率也相应提高,达70%左右.

关键词: 煤粉再燃 , NOx , 煤粉粒度 , 还原率

微尺度氧化铁粉还原过程的动力学模拟

王秀 , 孙菲 , 林姜多 , 李秋菊 , 洪新

上海金属

用热重分析法研究中低温条件下,氢气还原不同粒度氧化铁的过程,并提出了多颗粒反应料堆动力学模型,以模拟氧化铁微粉在中低温下的还原过程.该模型包括了化学反应动力学方程和颗粒间的气体扩散方程,采用全隐式有限差分方法对控制方程进行数值求解.通过计算得到不同粒度铁矿粉组成的反应料堆在不同温度下,还原率随时间的变化规律,并根据气体浓度在反应过程中的行为得知化学反应和气体扩散在反应速率控制过程中所起的作用.数值模拟数据与试验结果基本吻合.

关键词: 微尺度氧化铁粉 , 动力学模型 , 还原率 , 中低温 , 气体扩散

低温还原铁矿微粉过程的数值模拟

李秋菊 , 洪新 , 王兴庆

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2007.04.001

研究了H2在360～400 ℃之间还原铁矿微粉的过程,并提出了微空间尺度下瞬时气固反应动力学模型,以模拟氧化铁微粉在低温下的还原过程.这个模型包括了非均相化学反应动力学方程、颗粒内的传热方程和气体扩散方程,采用全隐式有限差分方法对控制方程进行数值求解.通过数值计算得到不同颗粒度矿粉在不同温度下还原率随时间的变化, 并根据反应热和气体浓度在反应过程中的行为得知化学反应和气体内扩散在反应速率控制过程中所起的作用.数值模拟结果与试验结果基本吻合.

关键词: 氧化铁微粉 , 动力学模型 , 还原率 , 低温 , 气体内扩散

流化床中CO还原1～3 mm铁矿粉研究

庞建明 , 郭培民 , 赵沛

钢铁钒钛

在自制的公斤级高温流化床中研究了CO还原1～3 mm矿粉的还原行为.随着时间的增加,样品的还原率增加,气体利用率却在下降,说明还原前期反应速度快,后期反应慢;温度越高,样品的还原率越大,气体的利用率越高,但随着还原时间的增加,差距在逐步缩小.当还原温度为850 ℃时,前20 min的还原率为80%,气体利用率为8%左右,这说明高温下,CO还原1～3 mm铁矿粉的反应速度是很快的.温度越高,表观反应速率常数越大,而且增加的幅度也越来越大;随着气速的增加,铁矿粉的还原率增加,并且几乎成线性关系,表明高温下,使用CO气体作为还原剂时,可以允许更高的气速,从而可以提高设备的生产效率.随着料层高度的增加,金属化率与还原率不断下降,然而气体利用率却在不断升高.试验中CO还原1～3 mm铁矿粉时的表观活化能为59.11 kJ/mol.

关键词: 流化床 , 铁矿粉 , CO , 还原率

碳热还原法回收不锈钢尾渣中铁和铬的试验

漆启松 , 徐安军 , 贺东风 , 潘江涛

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160277

在理论分析的基础上,对国内某钢厂不锈钢尾渣进行高温碳热还原试验研究,研究了碳当量、碱度、反应温度和保温时间对铁、铬还原率的影响.结果表明,增加碳当量、降低碱度和提高反应温度均能提高铁、铬的还原率,铁的还原率最高可以达到93.29%,铬的还原率最高为76.49%.其中碳当量较低时,铁、铬的还原率均较低,随着碳当量的增加,在铁的还原率趋于稳定后,铬的还原率会大幅上升;碱度为1.4~1.2时,铁和铬的还原趋于平缓;当保温时间超过60 min后,延长时间并不能显著地提高铁、铬的还原率.

关键词: 不锈钢渣 , 碳热还原 , 还原率 , 铁铬合金

高炉煤气中氢含量对炉料还原的影响

李建鹏 , 李福民 , 喇校帅 , 吕庆 , 郄亚娜 , 刘小杰

钢铁钒钛 doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.02.018

研究不同H2含量煤气条件下高炉炉料的还原过程,观察矿石微观结构及元素成分,结果表明:相同温度下,随着氢气含量增加矿石中铁元素聚集明显增加;随着还原气中氢气含量增加,矿石失重率、还原率、金属化率均升高.由于氢气含量的提高,间接还原得到发展,可以有效降低直接还原度.但是氢气含量过高,则会发生非铁金属的还原,这可能导致能耗升高,煤气中的氢气含量应选择合适的值为15％左右.

关键词: 高炉 , 氢气含量 , 炉料 , 失重率 , 还原率 , 金属化率