基于Aspen Plus的矿渣立磨粉磨工艺模拟

利用Aspen Plus模拟软件建立矿渣立磨粉磨工艺流程稳态模型,通过对比模拟结果和实际数据,验证了工艺模型的可靠性。同时利用软件的灵敏度和优化分析工具研究了循环风量和矿渣水分对矿渣立磨粉磨工艺系统的影响。     

Characterisation of residual carbon from entrained-bed coal water slurry gasifiers

Gasification slag is a by-product of the coal gasification process. To achieve “zero emissions” from coal gasification technology, the environmentally safe utilization of slag by-products from gasifiers must be addressed and developed. In this study, work has been carried out to characterize residual carbon in slag together the morphological study on vitreous material present in slag. The compositions of particles in coal, char and slag were determined by using SEM/EDX. An elemental analyzer (Flash EA 1112) was adopted to analyze CHNS on bulk coal, char and slag. The size distribution of carbon in slag was obtained by analyzing slag sample blocks using an image analysis program developed in this study.It was found that the coarse and fine slags both have a relatively high content of unburnt carbon which hinders their utilization as additives in cement and concrete. There was no evidence that coarse slag is the final destination for coarse char particles since large unburnt chars were found in both the coarse slag and the fine slag. The morphology of the residual carbon in the coarse slag is similar to that found in the fine slag, and is also comparable to partially combusted char produced in a drop tube furnace (DTF) operating at 1300 °C, 600 ms and 2% oxygen. It is also found that the vitreous particles in fine slag tends to be below 150 μm and the majority of residual carbon (75.6 wt%) in fine slag tends to be greater than 150 μm, which implies that, a simple screening operation might make the slag usable in concrete industries.     

PbO-FeOx-CaO-SiO2-ZnO挥发性高铅渣的挥发动力学

为揭示高铅渣的高温挥发行为,以PbO?FeOx?CaO?SiO2?ZnO为基本渣系,借助热重分析技术,建立了质量比FeO/SiO2=1.8和CaO/SiO2=0.6、不同PbO含量的高铅渣高温挥发本征动力学模型,探讨了不同PbO含量下随温度变化熔渣的挥发特性,结合挥发后熔渣物相和元素分析,揭示了高铅渣的挥发规律. 结果表明,温度高于700℃时,高铅渣中PbO挥发最剧烈,造成渣成分波动导致测定结果偏差;含铅量为20wt%、温度700?1450℃的平均挥发率为18.58%;高铅渣高温挥发受三维扩散控制,影响因素为PbO和硅氧复合离子的含量.     

以电石渣为原料的水泥生产线的设计

电石渣的堆存和排放不仅影响环境,也制约了企业的发展。成都建材设计院采用带料浆压滤系统的湿法工艺和湿磨干烧工艺分别为宜宾天源化工公司和云维公司设计建设了以电石渣为原料的水泥工厂,收到了良好的经济效益和社会效益。     

Numerical modeling for non-steady thermal stress analysis of slag layer in a membrane wall entrained-flow gasifier

Membrane wall entrained-flow gasifier (MWEFG) generally has a long service life for the protection of the solid slag layer adhered to the metal wall during operation. However, cracking will generate in the slag layer when the temperature changes greatly in the gasifier, which results from the thermal stress exceeding the strength of slag deposit. In this study, the gasification experiment was performed in a bench-scale MWEFG and a three-dimensional model was developed for non-steady thermal stress analysis of slag layer. Based on experimental data, the thermal stresses of cooling process were numerically simulated using transient thermal analysis. The results indicate that the thermal stresses of the slag layer are tensile during the cooling and the Von Mises stresses (SEQVs) increase with the reduction of temperature. Comparing the results of the selected nodes, it is found that the SEQV always increases from the slag surface to the slag-SiC interface. The contributions of slag porosity and thickness were also investigated. We draw a conclusion that the maximum SEQV decreases with the increasing porosity, while it increases with the increasing slag thickness.     

基于湿法脱硫技术的钢渣脱硫剂性能研究

开发了以钢渣作为一种新型的脱硫剂,利用旋流板塔作为吸收器的湿法脱硫技术。实验研究了钢渣中的主要成分对脱硫效果的作用;讨论了液气体积比、吸收浆液的pH值、气体中SO2的进口体积分数等主要操作参数对脱硫效率的影响。实验结果表明,钢渣浆液质量分数为2%,进口气体温度为20℃,液气体积比大于4.85的条件下,脱硫率可达到85%以上,钢渣中的MgO,Fe2O3对于脱硫效果具有促进作用。因此,钢渣在旋流板塔湿法脱硫过程中,是一种有效的脱硫剂。     

铝灰行业对传统混凝剂行业的冲击分析

随着原铝产量的不断上升,铝灰的产量也在不断增加。由于铝灰不断堆积容易带来极大的环境问题,因此对于铝灰的回收利用已经迫在眉睫。目前,利用铝灰为主要原料生产混凝剂是铝灰资源化利用中的一种方式。由铝灰生产的混凝剂主要包括聚氯化铝（PAC）、硫酸铝、氯化铝等,主要的生产方式有酸溶法、制备铝酸钙法、碱溶法等。简要介绍了铝灰的现状,并且综述了铝灰生产混凝剂的种类和工艺,主要叙述了利用铝灰生产PAC的工艺。相较于传统生产PAC的工艺,利用铝灰生产PAC成本低、生产过程节能、可以将铝灰与废盐酸充分结合,以及生产过程中还产生具有高附加值的氢气,进一步提升了经济效益。因此,传统生产混凝剂企业将面临铝灰回收利用的严峻挑战。     

在低铁水比条件下强化脱磷效果的新型双联转炉法炼钢工艺

探讨了双联转炉法(MURC)炼钢工艺特性,开发了适应福建三钢闽光股份有限公司低铁水比转炉炼钢生产要求的新型MURC炼钢工艺制度. 结果表明,新型MURC炼钢工艺的控制重点是促进脱磷期石灰熔化,应根据铁水Si含量计算石灰加入量,以促进石灰熔化及碱度控制;根据该公司低铁水比的冶炼特点,脱磷期温度应在1330~1360℃;目标碱度及炉渣总铁量应适当降低,以满足冶炼反应动力学要求. 新工艺出钢C平均含量为0.183%,P平均含量为0.0183%,平均脱磷率达90%,钢铁料消耗较常规工艺平均降低2.3 kg/t,石灰消耗平均降低11.2 kg/t.     

High-alumina cement production from FeNi-ERF slag, limestone and diasporic bauxite

In this paper the utilization of ferronickel electroreduction furnace (FeNi-ERF) slag for the production of high-alumina cement (HAC) is investigated through laboratory and pilot-scale tests. The process followed consisted of smelting reduction of slag mixtures with low-grade diasporic bauxite and limestone. In the laboratory-scale trials the main process parameters were defined, concerning raw material proportions, kinetics of the reductions and cooling rate of the product. The presence of a carbon-containing iron bath enhances FeO_x reduction from the slag. Products from laboratory tests developed satisfactory compressive strengths relative to those of commercial HAC. According to the results of the laboratory tests, pilot-scale heat treatments were carried out in a 5-t electric arc furnace (EAF) and about 4 t of final mixture were produced.     

电石渣浆乙炔回收新工艺的研究与应用

为解决电石法PVC行业传统电石渣浆乙炔回收工艺存在的问题,调整了运行参数,改进了脱吸器结构,增加了矽铁分离器,开发出电石渣浆乙炔回收新工艺。新工艺应用效果:回收乙炔体积分数达到90%以上,含氧体积分数低于1%,乙炔回收效率高,运行成本低,经济效益显著。     

熔分赤泥熔渣纤维化过程中熔体性能研究

以熔分赤泥为研究对象,探究熔分赤泥熔渣纤维化过程中熔体性能的变化规律,采用炉渣熔点熔速测定仪研究熔分赤泥熔化过程及熔化温度,采用FactSage热力学软件模拟熔分赤泥熔渣冷却过程中矿物析出种类、含量及开始析晶温度,采用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜研究熔分赤泥熔渣不同温度下矿物组成与显微形貌,采用熔体物性综合测定仪研究熔分赤泥熔渣降温过程中的黏度变化。结果表明,熔分赤泥的熔化温度为1 236 ℃,熔分赤泥熔渣冷却过程中,1 300 ℃开始析出晶体,首先析出晶相为镁铝尖晶石(MgAl₂O₄)。此外,综合分析熔分赤泥熔渣熔体性能,明确利用熔分赤泥熔渣纤维化制备无机纤维时的温度应高于1 433 ℃。     

ANS-OB钢包底吹排渣能力水力模型研究

ANS－OB是一种新的钢水炉外处理技术．在该工艺中，下罩前底吹排渣面积的大小直接影响着钢液处理的可靠性．本文采用水模的方法对110tANS—OB银包底吹Ar排渣能力进行了研究．结果表明，不同透气砖因底吹产生不同气液两相流结构，从而使其排渣能力有所不同．排渣效果受底吹流量和渣层厚度影响很大．对于110t钢包应将熔渣厚度控制在50mm以内，底吹流量上限为35Nm3／h即可满足ANS－OB对排渣效果的要求．     

基于高斯过程回归的软测量模型预测水泡陈化中钢渣f-CaO含量

采用水泡陈化方法处理滚筒钢渣,跟踪检测滚筒钢渣中游离氧化钙(f-CaO)含量.运用高斯过程回归,建立基于高斯过程回归的软测量模型预测滚筒钢渣水泡陈化中f-CaO含量.结果表明,水泡陈化方法处理滚筒钢渣可以有效降低f-CaO含量,A类滚筒钢渣120 d之后f-CaO含量基本维持在3.98%~4.03%,B类滚筒钢渣105 d之后f-CaO含量维持在9.84%~10.03%,满足安全利用的要求;基于高斯过程回归的软测量模型的真实值与预测值数据吻合较好,相对误差为-1.493%~0.748%,有效提高了滚筒钢渣水泡陈化中f-CaO含量预测精度.     

岩棉炉渣水硬活性及其水泥砂浆的耐久性分析

为循环利用岩棉生产过程中排出的炉渣废料,将其磨成3个细度的粉体,分别与岩棉纤维粉、粉煤灰和粒化高炉矿渣粉(简称矿粉)进行对比分析.结果表明:炉渣主要化学成分及含量接近粉煤灰.炉渣中玻璃体含量较高,同时存在少量结晶相,结晶度为5.28％.提高炉渣粉磨细度可显著增加活性.450 kg/m2比表面积的炉渣粉强度活性指数比粉煤灰高出约10％,低于同等细度的矿粉.掺入炉渣粉的水泥砂浆试件抗渗和抗冻性优于粉煤灰砂浆,而低于矿粉砂浆试件.孔结构测试分析表明,炉渣粉水泥砂浆孔隙率和多害孔含量介于矿粉水泥砂浆和粉煤灰水泥砂浆之间.粉磨制备的岩棉炉渣粉体具备作为矿物掺合料的可行性.     

提高矿渣粉活性的工艺方法

通过提高矿渣粉的活性增加其在水泥中的掺加量,可有效降低水泥生产成本。本文分析了高炉矿渣中化学成分及其差异对矿渣活性的影响,对物理激发条件下采用"高细分别粉磨"提高矿渣粉活性的必要性和工艺方法进行了探讨,对化学激发条件下在矿渣粉磨过程中加入矿渣助磨剂或石膏、钢渣等生产原料提高矿渣粉活性的方法进行了分析,提出了提高矿渣粉活性的工艺技术方法。     

以钛精矿和钛渣为原料制备硫酸法钛白粉的对比分析

通过研究钛精矿与钛渣在性质上的不同,结合国内外学者的研究状况,综合论述了钛渣、钛精矿分别在后续制备硫酸法钛白粉中存在的成本、物料平衡、酸解工艺、水解工艺的优劣,钛渣相比钛精矿在综合成本上优势更明显,为进一步促进钛渣利用的发展,可以从生产工艺和环保两方面双管齐下。结合酸解与水解工艺表明,采取钛渣与钛精矿混合酸解,合理控制其总钛液n（铁）/n（钛）,同时优化工艺参数,可以得到高品质的钛白粉。     

利用钛石膏和粉煤灰及矿渣研制少熟料新型复合胶凝材料

介绍了利用化工废石膏等工业废渣研制新型复合胶凝材料的实验室研究工作。研究结果表明,用肽石膏、粉煤灰、矿渣和少量硅酸盐水泥或熟料,选择合适的激发剂和采取适宜的工艺措施,可以配制生产高性能的新型复合材料,其强度甚至可以达到525号矿渣硅酸盐水泥的强度指标。     

Na2O-TiO2-SiO2-CaO-Al2O3-V2O5-MnO-MgO-FeO渣系渣铁间硫分配比热力学模型

基于离子分子共存理论(IMCT)建立了Na₂O-TiO₂-SiO₂-CaO-Al₂O₃-V₂O₅-MnO-MgO-FeO九元渣系的结构单元作用浓度模型和渣铁间硫分配比热力学模型,并对模型进行实验验证。通过模型计算出1200℃下渣系主要结构单元组成和渣中Na₂O,CaO,MnO,MgO和FeO的活度,发现Na₂O的加入可促进渣中低熔点物质的生成,降低渣系熔化性温度,改善脱硫反应的动力学条件;同时随着Na₂O加入量的增加,渣中Na₂O和CaO的活度增加,进而降低渣中S^2?离子活度,强化渣铁间脱硫反应。实验结果表明,增加碱矿比提高了渣铁间硫分配比,有利于铁水深度脱硫,铁水中硫含量可降至0.0005wt%以下,硫分配比的理论计算值与实验结果吻合极好。渣中各碱性氧化物的硫分配比随碱矿比R_N/C增加逐渐增大,各碱性氧...     

液态高炉渣制造人造岩石试验研究

高炉渣是目前排放量较大的一种典型工业废渣,我国有效利用率仅10%,对环境造成极大的危害。目前可利用排放热态高炉渣直接熔制人造岩石的新技术,其产品性能和工艺特点均已进行了分析。结果表明,高炉渣热态资源化技术是一项具有广阔应用前景的高炉渣资源化技术。     

高温熔融高炉渣颗粒相变冷却特性分析

采用温度法模型对高温熔融高炉渣颗粒的相变冷却特性进行了分析,考虑颗粒固液相热导率随温度的变化及颗粒与环境的辐射换热,获得了高温熔渣颗粒内的温度分布以及相界面位置随时间的推移过程。讨论了变热导率、换热条件、颗粒尺寸,冷却流体速度和温度对相变冷却过程的影响,结果表明：热导率的变化使得颗粒冷却凝固时间延长,高温辐射换热极大加快了冷却速率;颗粒直径增加,相界面移动速度降低,凝固时间增加;冷却流体速度增加,温度降低,相界面移动速度增加,凝固时间缩短。