转底炉用蓄热式烧嘴的模拟

运用Fluent软件对转底炉加热设备(蓄热式烧嘴)进行模拟,确定仿真计算所需的最佳网格精度,并分析空气-燃料比(以下简称空燃比)对燃烧温度和燃烧生成组分摩尔分数的影响.结果表明:当网格精度Interval=1.5,燃烧温度为2 220 K(1 947℃)时,较为接近丙烷理论燃烧温度,此时网格数为23 724个,完全达到仿真要求;当空燃比处于18~38时,丙烷能充分燃烧,燃烧温度可稳定保持在2 110 K(1 837℃)以上;当空燃比低于18或者高于38时,燃烧温度降至2 080 K(1 807℃)左右;当空燃比发生变化时,烧嘴内各组分的摩尔分数会发生变化,O2的摩尔分数所占量小,N2的摩尔分数较高,CO2的摩尔分数最高约0.1,并且当空燃比为15时,CO产生的总量相对高.     

中国炼铁系统的节能与环境保护

回顾了20世纪90年代以来,中国炼铁系统的节能和环境保护的进展.指出由于高炉喷煤技术的开发和推广,大大减少了焦炉的建设投资,真正从源头减少了铁前系统的能耗和污染.基于对炼铁系统二次能源的分析,从节能和减排温室气体来看,淘汰落后的小烧结、小高炉, 大力推广高炉TRT、高效干式除尘和利用高炉煤气发电及烧结余热回收利用等,将是今后工作的重点.     

整体高炉联合循环

提出了炼铁发电联产流程-整体高炉联合循环(IBFCC).为此还总结了高炉的造气特点和整体煤气化联合循环(IGCC)开发历程.通过建立以物料和能量平衡为基础的数学模型,模拟研究了风口喷吹制度对高炉炉顶煤气流量和热值的影响.计算和分析表明,整体高炉联合循环具有高效和清洁的优势.     

钢铁企业焦炉煤气利用的一个重要发展方向

 通过对焦炉煤气的用途,用于加热、发电、制造氢气、甲醇、生产直接还原铁等进行比较,结合钢铁企业的实际情况,得出钢铁企业焦炉煤气合理的应用是提取氢气作为原料生产化学产品。通过比较目前生产氢气的两种方法,深冷法和变压吸附法,可知焦炉煤气变压吸附制氢法是中等规模制氢的经济、技术成熟的好方法,其难点是煤气压缩机。在以钢铁工业为核心的循环经济链中,石化厂是重要的环节之一。     

温室气体和钢铁工业减排措施

由温室气体引起的全球气候变化已成为国际社会关注的焦点。2005年2月16日正式生效的《京都议定书》虽暂时对中国无直接的压力，但中国的温室气体排放总量仅次于美国，居世界第2位，居发展中国家的首位，这使中国在相关国际谈判中面临很大压力。2001年中国人均二氧化碳排放量为2.43 t，低于世界人均水平（3.88 t），但温室气体排放呈急剧增长趋势。中国钢铁行业的二氧化碳排放量约占发展中国家钢铁工业总排放量的30%，在国内工业二氧化碳排放量在工业二氧化碳排放中仅次于电力、建材（水泥），居第3位。介绍了相关的国际动态和对我国钢铁行业温室气体排放现状分析和减排措施的研究工作。     

高炉渣急冷干式粒化处理工艺分析

 介绍了3类已经进行过工业试验的急冷干式粒化方法——滚筒法、风淬法和离心粒化(转杯)法，分析了它们的优缺点。对高炉渣急冷干式粒化的节水、节能和环保效益进行了估算，同时指出了急冷干式粒化技术的难点。     

钢铁联合企业炼焦过程物质与能量流分析

 对不同炼焦工艺进行了比较，研究分析了钢铁联合企业炼焦过程物质流、能量流、硫素流流动规律，介绍了焦炉煤气综合利用途径。认为传统副产回收焦炉仍将是钢铁联合企业焦化的主流工艺；炼焦过程物质与能量流分析的核心问题是碳素流的转换与耗散，是在一定条件下焦炉煤气利用的合理优化和加热煤气热能的有效利用及余热回收。分析结果表明，焦炉加热用煤气消耗是焦化工序的主要能源消耗；干熄焦是具有显著节能效果的余热回收技术；焦炉煤气优化利用应综合考虑钢铁制造流程的优化和钢厂煤气平衡等多方面因素。     

高炉煤气精脱硫技术的半工业试验

 高炉煤气中有机硫(主要是COS)含量高,无机硫含量低,硫的脱除难度大。针对以上特点,在山东某金属公司进行了干法精脱硫工艺的半工业试验。具体的工艺方案为,脱硫设备布置在高炉TRT设备之后,高炉煤气通过旁通管从高炉煤气管网上接入脱硫试验装置。水解和脱硫反应器均为填充床形式,采用“一级水解+脱硫”串联“二级水解+脱硫”的两级串联设计方案。在相应的水解和脱硫反应器中分别填充一种改进型的Al₂O₃基低温水解催化剂和氧化铁基脱硫剂。水解催化剂促使煤气中的有机硫(COS)与水蒸气反应生成H₂S,再由脱硫剂与H₂S反应生成Fe₂S₃,从而实现煤气中硫的脱除。在半工业试验中,进入脱硫设备的煤气流量为400 m3/h,煤气温度为80~100 ℃,COS的体积分数约为70%,H₂S的体积分数约为25%,煤气中硫浓度为145 mg/m3。经过300 h的连续试验,结果表明,该脱硫工艺全过程废水零排放;高炉煤气中有机硫(COS)转化为无机硫(H₂S)的转化率约为99%;煤气中硫分的脱除率大于96%;能够保证煤气燃烧后烟气中SO₂浓度小于10 mg/m3。     

工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响

针对转底炉生产存在产品金属化率低、冶炼能耗高、烟气含尘量大、生产效率低等问题.通过建立转底炉冶炼数学模型,计算了不同工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响规律.结果表明:转底炉产品金属化率与烟气对含碳球团的二次氧化有关,增大还原区煤气供应量,可以减少含碳球团二次氧化,提高产品金属化率;助燃风预热温度和富氧率对冶炼能耗影响显著,提高助燃风预热温度和富氧率可以降低燃烧消耗,提高冶炼效率.助燃风预热温度每提高100℃,煤气消耗可以减少75 m3;助燃风富氧率达到20％时,煤气消耗量减少50％,烟气量减少57％.     

低温高磁感取向硅钢连铸与均热过程AlN与MnS析出的热力学

针对薄板坯连铸连轧流程结合"获得抑制剂法"所制备的低温高磁感取向硅钢,通过热力学计算研究了AlN与MnS在连铸与均热过程中的析出规律与行为。计算结果表明,连铸过程中AlN在凝固后的高温α相中便可能析出,而MnS仅可能在凝固后的α+γ两相区内析出。钢中AlN与MnS在均热过程中均处于部分固溶与部分析出的状态。后续高温渗氮处理后初次晶粒的异常长大并不明显,表明渗氮处理前钢中固有抑制剂的数量相对充足。