脱硝用催化剂毒化研究现状及展望

摘要：脱硝催化剂易被烟气复杂成分毒化导致失活,故研发具有良好抗毒化能力和低温催化活性的催化剂是研究重点。综述了脱硝用催化剂毒化研究现状,重点阐明了工业烟气中SO2和H2O、碱金属(K)、碱土金属(Ca、Mg)、重金属(Zn)对脱硝用催化剂的毒化机制和炭基催化剂的中毒问题。针对当前炭基催化剂毒化机制尚不清晰且重金属对其毒化严重等问题,指出了今后研究重点是深入重金属锌对炭基催化剂中毒机制研究,并对提高催化剂的抗硫抗水性、耐碱/碱土金属及重金属中毒能力进行了展望。     

选择性催化还原脱硝系统设计及优化的数值模拟

在SCR工艺中,氨和烟气的混合程度由烟道中的流动工况来决定。实验研究因为设备尺寸的原因而受到限制。将计算流体力学软件(CFD软件)引入到SCR系统的设计中,利用计算机的运算功能对SCR系统烟道内的流动情况进行模拟。通过模拟,对SCR反应器及其连接烟道的速度、压力、氨浓度分布进行分析,以优化烟道和反应器的设计,使烟气和氨的分布最均匀,并使进出口的压差最小,从而完善了SCR系统设计。     

HIsmelt主反应器传热数值模拟研究进展北大核心CSCD

HIsmelt作为新兴非高炉炼铁工艺之一,得益于其在原料、工艺以及环境等方面的突出优势,迅速成为各个钢铁行业关注的焦点。然而,在工业试验与实际生产过程中发现,HIsmelt主反应器烟气温度过高而铁水温度较低,相比高炉而言,其上下部换热效率有待进一步提高。通过对HIsmelt炉内换热数值模拟的相关研究进行回顾,从矿石预处理入手,再到渣铁熔池和流场射流2个区域,对不同操作及设计参数下的炉内换热模拟过程进行综述。分析探讨了其模拟流程优缺点及后续研究方向,期望可以促进HIsmelt主反应器上下部热量高效传递,提升HIsmelt工艺热量利用效率,推动HIsmelt流程在中国平稳发展。     

碱中毒对烧结烟气SCR催化剂脱硝脱二噁英的影响

采用湿式浸渍法对商用V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂进行了碱金属硫酸盐(Na/K/Rb)中毒实验。在模拟铁矿烧结烟气条件下,对比了新鲜和中毒催化剂同时脱除NO_x和二噁英的活性(以氯苯作为二噁英的模拟物),并通过N₂吸脱附、XRD、NH₃-TPD、H₂-TPR和XPS等检测手段对催化剂进行了表征。结果表明:中毒催化剂的脱除NO_x和催化降解氯苯活性明显降低,失活率顺序为K₂SO₄>Rb₂SO₄>Na₂SO₄。催化剂中毒后,碱金属离子可以占据催化剂表面化学吸附氧空位,导致表面化学吸附氧数量减少,物质的量之比n(V⁵⁺)/n(V⁴⁺)降低,V物种可还原性减弱。     

焦炭催化CO-NO反应的动力学实验研究北大核心CSCD

从高炉风口喷吹烧结烟气是一种有别于传统烟气脱硝工艺的新思路。为探究烧结烟气喷入风口后,焦炭催化CO-NO还原反应的动力学过程,实验以CO、NO气体为原料,以焦炭为催化剂,将不同流量配比的CO和NO混合气体在炉温为850~975℃时通入炉内,在出口处测量CO和NO反应后体积分数。实验结果表明,焦炭对CO还原NO反应有明显的催化作用;反应温度不变,CO和NO的流量比增大时,NO的还原率会增大;CO和NO的流量比不变,温度增大时,NO的还原率也会增大;炉温850、900、925、950、975℃时,反应速率常数分别为0.56、0.88、0.78、1.28、1.38 m^(3)/(mol·s),通过拟合动力学参数得到反应的活化能E;为84.1 kJ/mol。     

添加FeOx对CeOx-MnOx-TiO2/石墨烯催化剂低温SCR脱硝性能的影响

低温选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂是目前烟气脱硝领域研究的热点。利用超声浸渍法制备了FeOx-CeOx-MnOx-TiO2/石墨烯低温SCR脱硝催化剂,研究和分析了FeOx添加量对催化剂脱硝性能的影响,并借助TEM、XPS分析探究了FeOx在催化剂中的作用及内在机制。结果表明,当Fe/Mn摩尔比为0.2时,催化剂具有最佳的脱硝效果,在140 ℃即具有90%的NO转化率;同时对催化剂的抗SO2和抗水性能进行了测定,表明FeOx的添加有利于其抗性的提升,在SO2和水共存的情况下,仍具有80%以上的NO转化率。在此基础上,通过对比SCR反应前后催化剂的FT-IR分析结果,剖析了可能的抗SO2抗水机理     

稀土在铁素体不锈钢中的研究现状及发展前景

摘要：铁素体不锈钢具有“节镍资源型”特性及优良的综合性能,被广泛应用于轨道运输、汽车、家电和厨具等行业中。稀土作为战略性资源在不锈钢中的应用已有多年,国内外学者在这方面做了大量研究。归纳和总结了稀土对铁素体不锈钢组织和性能等方面的影响,并对其在钢中的作用机制和影响机制进行了简要分析。大量研究表明,稀土能将钢中不规则状且电子功函数较小的A12O3、MnS夹杂改性为电子功函数较大的球状稀土复合夹杂;此外,稀土能降低钢中晶粒尺寸,净化其晶界,对钢的凝固组织、退火组织等金相组织起到明显的细化作用,提高其耐蚀性能和力学性能。最后展望了稀土在不锈钢中的发展前景。     

钼在合金钢冶炼中的应用现状和发展前景

综述了目前国内外钼在合金钢冶炼中的应用现状,介绍了传统钼铁生产工艺,并明确了传统工艺能耗较高、污染严重的弊端。系统分析了采用工业氧化钼直接合金化生产含钼合金钢的方法和优势,针对该工艺存在的氧化钼易挥发等关键问题进行总结,阐述了国内外该领域的研究进展和解决途径,即利用在氧化钼合金化过程中配加CaO等碱金属或碱土金属的方式能够有效抑制氧化钼挥发。最后,进一步分析了钼在不锈钢、低合金钢、工模具钢及其他合金钢中的应用现状和研究进展,提出了钼在合金钢冶炼中的未来发展方向。     

钒钛磁铁矿加工利用研究现状及发展趋势

摘要：钒钛磁铁矿作为一种富含铁、钒、钛的特色矿产资源,综合利用价值高。从钒钛磁铁矿的选矿富集和钒钛磁铁精矿的冶金分离层面,论述了钒钛磁铁矿的加工利用研究现状。在选矿富集方面,开发新型选矿设备和药剂、优化选矿工艺,能够获得合格的钒钛磁铁精矿,并阐述了选矿指标难以进一步提高的原因。在冶金分离方面,通过分析对比各工艺的研究现状及优缺点,解释了各类非高炉工艺无法推行工业化生产的原因,并提出流态化预还原-电炉熔分法是未来实现钒钛磁铁精矿高效利用的重要研究方向。     

有机复合粘结剂特性表征及对球团矿性能的影响

摘要：添加有机粘结剂代替部分膨润土是减少成品球团矿的脉石含量的有效途径之一。通过残烧实验和XRD研究了膨润土与有机粘结剂间的相互作用,结果表明有机复合粘结剂比原始膨润土的晶层间距增加了008 nm。造球和焙烧实验结果表明,添加有机粘结剂替代膨润土可以提高生球落下和抗压强度。气基还原实验结果表明,添加有机粘结剂替代05%（质量分数）膨润土可以提高球团矿还原性,还原粘接指数也同时升高。SEM显微结果表明,添加有机复合粘结剂可以提高球团矿的孔隙率,有利于还原气体进入球团矿内部,从而改善球团矿的还原性。为制备有机复合粘结剂球团矿提供了参考,有助于扩大有机复合粘结剂在炼铁中的应用。     

焦粉粒度对烧结烟气中CO排放的影响

摘要：针对钢铁企业大气污染物排放问题,生态环境部提出了NOx、SO2、烟气颗粒物等超低排放的要求,京津冀地区在此基础上对烧结工序的CO排放浓度也做了相应要求。为探究不同粒度焦粉对烧结烟气中CO排放的影响,进行烧结杯实验,使用紫外差分烟气分析仪实时测定烧结烟气中CO浓度,并测定烧结矿的性能指标。结果表明：焦粉粒径小于1mm时,生料层透气性差,焦粉燃烧不完全,CO排放量大,随着焦粉粒径增大,制粒得到强化,生料层透气性、氧化性气氛得到改善,在焦粉粒径达到3～4mm时达到最佳,较小于1mm降低约41%;随着粒径增大,烧结矿强度、成品率均有所增加,冶金性能得到改善,在焦粉粒径达到2～3mm时,综合性能达到最优。     

碳纤维增强铝基复合材料的研究现状

碳纤维增强铝基复合材料同时具备了增强材料和金属材料的优良特性,具有高强度、高模量、高耐磨性等特征,并且可以在导热、导电和高温下提供高强度、高弹性系数和高尺寸强度,在航空航天、汽车等行业的应用方面表现出巨大的发展空间.介绍了几种制备碳纤维增强铝基复合材料方法,从制备工艺、微观组织、力学性能等方面评述了制备的关键问题和研究...     

有害元素对焦炭气化反应的影响及展望

摘要：焦炭在高炉冶炼过程中起着重要作用,其中焦炭的气化反应直接关系到其热态强度,并影响高炉内部的透气透液性能。综述了高炉内焦炭气化反应的研究现状,并讨论了焦炭气化反应的评价方法;阐述了有害元素K、Na、Zn和Cl对焦炭气化反应影响的研究进展。指出现有研究多着眼于焦炭和纯CO2或水蒸汽的气化反应,并且冶金工作者对企业通用的焦炭气化反应的测定方法和标准存在不同的看法。K、Na、Zn和Cl均对焦炭气化反应起催化作用,其中K、Na和Zn的催化机理包括氧传递、层间化合物和电子转移3种理论。建议进一步模拟高炉实际气氛和温度条件开展焦炭气化反应的研究工作,并对Cl元素对焦炭气化反应的影响机理进行深入探索。     

炼钢转炉脱磷的研究进展及展望

磷在钢中作为一种有害元素会危害钢材的塑性、韧性和可焊性等性能,如何高效地降低钢中的磷含量一直成为国内外钢铁企业的研究重点.总结并分析了转炉冶炼中造渣料、氧枪控制、底吹控制、冶炼温度和转炉渣成分对脱磷的影响,并以此为基础,对转炉脱磷技术的发展进行了展望,为钢铁企业的脱磷工艺提供理论依据和技术参考.     

半焦制备活性炭的新工艺

摘要：基于煤基直接还原过程,以半焦为原料,利用铁矿预热氧化球团还原产生的气体为活化剂,开发一步法炭化、活化制备高性能活性炭新工艺,并通过优化制备温度、制备时间及还原剂用量等工艺参数,可同时得到优质还原球团。结果表明：在制备温度850℃、时间1h,半焦/球团的质量比为1∶1～4∶1的条件下,活性炭产率大于67%,耐磨强度达90%以上,比表面积和碘吸附值分别高于330m2/g、500mg/g,远优于商品活性炭,同时可得到金属化率为85%以上的预还原球团。     

烧结矿催化还原NO的实验研究

摘要：《钢铁企业超低排放改造工作方案（征求意见稿）》中，计划将烧结烟气中NOx排放质量浓度控制在50mg/m3以内，烧结烟气NOx减排势在必行。因此，旨在利用烧结矿本身作为脱硝催化剂，以烧结过程产生的还原性气体CO为还原剂，系统地研究了烧结矿粒径、焙烧温度、空速比、CO/NO物质的量之比和O2体积分数对烧结矿催化脱硝效果的影响。结果表明，O2体积分数对烧结矿催化还原NO的转化率影响较大，当CO体积分数为3%、O2体积分数为1.04%时，NO的转化率为68.83%；O2体积分数降低至0.90%以下时，NO的转化率可达95%以上。无O2条件下，烧结矿粒径为0.2～1.0mm、焙烧温度为500℃、空速比为3000h-1、CO/NO物质的量之比为6时，NO的转化率可达99.58%。以烧结矿为催化剂能有效地促进CO对NO的还原，具有十分重要的环保意义和经济应用前景。     

烧结烟气中氮氧化物脱除工艺分析

 随着政府对污染物的排放要求越来越严格,烧结工序中NOx的减排是近年来钢铁行业污染治理的重要方向。目前烧结工序中[NOx]的减排工艺以原料控制和过程控制为主,末端控制技术还不成熟,而末端控制技术是未来脱硝的关键。因此,简单介绍了原料控制和过程控制的相关技术,重点介绍了末端控制技术,尤其是选择性催化还原技术在烧结烟气处理中存在的问题以及解决的方法。     

高炉能耗现状及降耗技术展望

摘要：近年来,为贯彻落实国家“双碳”战略目标,针对冶金等重点行业,提出了严格的能效约束以推动节能降碳。目前,在以长流程为主的钢铁生产过程中,如何降低高炉炼铁工序能耗,以实现钢铁企业节能降耗仍是亟待解决的问题。首先介绍了高炉炼铁工序的能耗现状以及计算标准,并基于工业代谢的用能分析,详细阐述了高炉工序主要的节能降耗手段。最后,对高炉工序节能新技术做了相关的展望,以期为冶金行业节能降耗提供建议性方向。     

含磷钢渣碳热还原脱磷及资源化利用的研究现状

摘要：针对脱磷转炉渣中磷资源高效回收及其资源化利用过程中存在的问题,系统总结了含磷钢渣除磷方式及其应用优缺点,并着重总结了不同条件（炉渣温度、炉渣碱度、钢渣中FeO质量分数、碳当量、底吹气体流量、冶炼时间等）对碳热还原气化脱磷的影响规律。同时,以应用前景较好的碳热还原气化脱磷方法为基础,提出了脱磷转炉渣在碳热还原气化脱磷过程磷的流向规律,展望了渣中磷资源回收制备磷铁及其循环利用模式。这为实现渣中磷资源高效回收及处理后残渣资源化利用提供重要研究基础和方向。     

CeOx-MnOx/TiO2低温SCR催化剂的制备及脱硝性能

利用超声浸渍法分别制备了MnOx/TiO2和CeOx-MnOx/TiO2低温选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂,并对其进行了SEM、EDS、BET及XPS等表征,在此基础上,研究了催化剂的低温SCR脱硝性能,重点考察了Mn负载量及Ce/Mn摩尔比对催化剂性能的影响,结果表明：当Mn负载量为15%时,催化剂具有较高的催化活性;Ce的掺杂有利于催化剂催化活性的提升,当Ce/Mn=0.8时,其催化活性最高,在180℃时达到了97.86%。另外,Ce的掺杂有利于提升催化剂的抗硫抗水特性,但仍有待进一步提升。