氢冶金原理及工业化应用研究进展

基于氢冶金热力学、动力学和工程学原理,对冶金过程氢能利用和技术进展进行了系统综述,分析了传统冶金过程扩展应用氢能的方式、方法和限制环节,总结了氢冶金技术研发和工业化推广的方向,探讨了碳氢熔融还原工艺的氢冶金关键技术,可以为推进氢能产业发展提供参考.     

焦炉煤气改质的动力学研究

用圆形的刚玉管作反应器，用1Cr18Ni9Ti不锈钢屑作催化剂进行焦炉煤气改质的气体转化实验，测相应温度和压力下的动力学数据，并与不用催化剂加以分析和比较，分别回归出CH4的转化方程，研究各自转化效果，提出了合理的动力学模型。     

试论氢冶金工程学

由于炼焦煤和焦炭资源的日益短缺,限制了传统炼铁工业的进一步发展.进行了发展氢冶金工艺,替代碳还原剂的可行性分析.认为氢作为还原剂用于炼铁工艺,不仅可行,而且有许多传统炼铁工艺不可比拟的优势.     

氢冶金工艺技术发展现状及应用

钢铁行业为中国重要的经济支撑行业,也是主要的碳排放行业。氢能在冶金领域的应用是一种环保、高效的钢铁生产技术,是实现低碳发展的重要途经之一。在全面介绍富氢高炉、氢基直接还原、氢基熔融还原工艺的基础上,分析各种工艺在冶金工业的应用情况,并且系统探讨了各工艺的探索及实践。综合各种工艺的优缺点,分析了中国低碳背景下氢冶金的发展趋势。目前中国钢铁行业的生产还是以长流程为主,要实现2035年减排30%的目标,富氢高炉工艺可作为现阶段工艺技术改进的首选方向。但是富氢高炉工艺实现碳减排的能力比较有限,碳减排幅度为10%～20%,无法满足未来碳中和的目标。相比于富氢高炉工艺,氢基直接还原铁工艺的碳减排可达到50%以上,因此,氢基直接还原工艺可作为未来发展的主要路线。氢基熔融还原也有较好的碳减排效果,且生产出的高纯铸造生铁可用于高端铸件领域,但是目前对其研究不够充分,还处于基础研究阶段,与大规模的工业化生产还有较大的差距。氢冶金作为钢铁行业低碳绿色发展的重要途径,中国起步较晚且还面临基础研究薄弱、短期成本高等问题,随着绿氢产业的发展,绿色氢冶金将是未来钢铁行业绿色发展的重要方向。     

利用焦炉煤气制备冶金还原气的热力学分析

在实验的基础上对用焦炉煤气制取冶金还原气进行了热力学研究,对有固相碳、氢、氧及惰性气体的非均相系统,提出了一种计算相平衡组成的迭代方法,将化学平衡和物料平衡方程进行数学变换,用牛顿迭代法求解非线性方程组,准确、快速地计算了非均相系统的平衡组成。     

利用焦炉煤气制备冶金还原气的动力学研究

用圆形的刚玉管作反应器,分别进行不用催化剂和用１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢屑作催化剂进行焦炉煤气制备冶金还原气的气体转化实验,测相应温度和压力下的动力学数据,分别回归出ＣＨ４的转化方程。加以分析和比较,研究各自对转化反应的催化效果,并提出合理的动力学模型。     

物性参数对氢冶金流程能耗及碳排放的影响

计算了在把H2和CO混合气体作为还原气的氢冶金过程中还原出1t直接还原铁的需气量、碳排放量及还原气可回收率,分析它们受还原气温度及H2体积分数的影响,同时分析了直接还原铁中铁质量分数对需气量的影响.计算结果表明:在H2和C0混合还原气氛下,当还原气温度为1300℃,H2体积分数为26％时,需气量最小,为826 m3/t...     

铁矿石煤基氢冶金工艺探索

本文以某公司提供的铁精矿为研究对象,依托煤基氢冶金回转窑工艺(前期碳冶金+后期氢冶金)开展铁精矿煤基氢冶金-磁选试验研究。试验数据表明：在温度1 180℃、还原剂100 g、还原时间37 min的条件下,可取得焙烧矿TFe品位90.84%、金属化率94.24%,磁选铁粉品位91.47%、金属回收率99.58%的优异指标。     

基于焦炉煤气平衡的长短流程冶金工艺布局的思考

“双碳”背景下,发展低碳冶金技术已是我国钢铁企业低碳转型的必然趋势。本文在分析我国焦炉煤气的利用及气基直接还原技术现状的基础上,通过建立钢铁企业内部焦炉煤气平衡模型,提出了基于焦炉煤气平衡的长短流程冶金工艺的合理布局,以期通过合理利用焦炉煤气发展直接还原炼铁技术,为冶金工序减碳提供解决方案。同时,本文以年产5×10⁶ t高炉铁水的钢铁企业为例,根据焦炉煤气平衡模型计算,富余的焦炉煤气可满足年产1×10⁶ t直接还原铁生产线燃气需求,且焦化产生的碎焦可为每吨烧结矿提供42.0 kg的焦粉,基本满足烧结对燃料的需求。此外,长流程和短流程相融合的新模式下,吨钢CO₂排放量降低到1 193 kg,减碳比高达30.32%。     

高温熔态氢冶金技术研究

通过热力学计算,对不同模式下用氢气取代碳以减轻熔炼炉下部热负荷的可行性进行了研究.计算结果表明:对于现有的铁浴法熔融还原工艺,向铁浴炉下部喷吹氢气,不能降低还原区的热负荷;如果改变现有流程,通过减少喷煤量和增加氢气喷吹量,使C∶O小于1∶1能够达到减轻铁浴炉下部还原所需热负荷的目的;全氢熔态还原可以实现绿色冶金,但有待进一步开发.     

铜渣煤基氢冶金回转窑工艺研究及试验

为有效解决铜渣综合利用开展了铜渣煤基氢冶金试验研究,在35 min还原时间内,取得铜渣金属化率95.86%、磁选铁粉品位85.02%、磁选金属回收率97.03%的优异效果,高效解决了固态条件下铜渣快速还原及还原后金属铁晶粒长大。对铜渣金属化物料实验室中性熔分试验,熔分后钢样Fe含量达到97%以上。     

基于低碳经济的冶金工程技术探索

在社会和科技的不断发展进步下,低碳技术已经走进人们的生活。采用低碳技术不仅可以提高人们的生活质量,而且可以为许多生产加工企业创造更多的经济和社会价值。本文将围绕低碳经济与冶金工程技术的概念进行阐述,针对冶金工程技术在低碳环保方面所体现出的正向价值进行深入探讨和研究。     

氢冶金技术的发展溯源与应用前景

围绕“以氢代碳”对钢铁工业中实现碳减排工艺进行了梳理和溯源。实现碳减排的途径需要发展以氢气作为还原剂的氢冶金工艺。目前世界主要钢铁产区发展了从高炉喷吹燃料工艺到高炉富氢冶炼工艺、从非焦冶炼工艺到全氢直接还原工艺等两大氢冶金技术路线。从各国远景规划来看,发展氢基直接还原工艺及电炉炼钢短流程是氢冶金技术的重要方向。同时在低成本绿氢技术突破前,使用焦炉煤气等灰氢是中国从“碳代替”到“氢冶金”的重要过渡。     

氢基直接还原铁工艺技术及应用

氢基直接还原铁工艺是一种环保、高效的钢铁生产技术,具有广阔的应用前景。在全面介绍氢基直接还原铁工艺的基础上,重点分析了氢基还原气体的成分重整工艺在冶金工业中的应用情况、优缺点和适用性,主要包括水蒸气重整、部分氧化重整、自热重整和二氧化碳重整4种重整方法。系统地探讨了中国氢基直接还原铁工艺的探索实践以及面临的机遇挑战,指出焦炉煤气自热重整制取还原气技术将在今后中国氢基直接还原铁中扮演重要角色。     

氢冶金基础研究及新工艺探索

氢冶金是钢铁工业减少CO₂排放的有效方法之一。但当前大规模制氢仍然依靠化石燃料,因此,即使采用氢冶金总量减排不明显。利用钢铁企业的含能气体制氢或“可燃冰”制氢可以为氢冶金提供氢源并能减少CO₂排放。探讨了低温氢冶金的关键技术。同时还研究了碳-氢熔融还原工艺。为氢冶金技术的发展奠定了一定的理论基础。     

京唐钢焦炉煤气零放散的实践

首钢京唐公司焦炉煤气放散一直未达到"零放散"的要求。通过对焦炉煤气系统运行的情况进行分析,发现了放散系统中存在的问题,并结合实验与检修,采取了相应的应对措施。措施实施后,焦炉煤气放散率降到了"零放散",为公司获得了大的经济效益。     

氢冶金竖炉还原域的数值模拟分析

钢铁工业是中国国民经济发展的重要基础产业,在中国"碳达峰、碳中和"的背景下,低碳生产已成为钢铁行业新的竞争力.环境意识的日益提高迫切需要开发创新技术,氢冶金在炼铁环节利用清洁和可再生能源,是全世界公认的最清洁环保的冶金技术.H2的利用可以减少炼铁过程产生的温室气体,从源头上减少碳还原剂带入的排放.氢冶金竖炉的数值模拟是...     

氢冶金还原性气体的制备研究进展

氢冶金是一种绿色低碳的冶炼工艺,是实现钢铁行业转型升级和改变高碳排放形象的有效途径。氢冶金是通过纯氢气或富氢气体替代传统焦炭直接还原铁,可实现CO₂减排。富氢还原性气体的制备是实现氢冶金的关键之一。对比分析了适合于氢冶金的规模化焦炉煤气制氢、天然气制氢、煤制氢和氨分解制氢技术的工艺及相关催化剂,探讨了包括电解水制氢在内的可再生能源制氢的途径。氢冶金技术需要的制氢技术日趋成熟,氢冶金也将成为未来钢铁行业升级改造的重点。     

熔融还原炼铁工艺的煤气富氢改质预还原

考虑到二步法熔融还原炼铁过程中终还原煤气降温和提高预还原效率的需要,以Corex为例分析了终还原炉煤气富氢改质后用于预还原的优势,讨论了其不利因素和对策.结果表明,对终还原炉煤气进行富氢改质后用于预还原是可行的.