白云鄂博铁精矿内配碳球团还原动力学研究

为降低CO2排放量,发展以H2为还原剂的炼铁生产方式势在必行.针对富氢气固还原工艺中存在着气体利用率低和还原供热不足等问题,利用热重法研究了温度、碳氧比、煤粉粒度对白云鄂博铁精矿含碳球团还原速度的影响.结果表明,在碳氧摩尔比为1.1时,还原温度越高,煤粉越小,含碳球团还原速度越大.基于碳气化反应、气相扩散和界面反应的含碳球团还原速度方程能较好地处理本研究的数据.在850℃下,由未反应核模型得出气体内扩散活化能和界面反应活化能分别为87.3 kJ/mol和306 kJ/mol,还原温度越高,扩散阻力越大,化学反应阻力越小.在950℃下,还原反应过程速度由气体内扩散控制.     

白云鄂博铁精矿含碳球团直接还原实验研究

对于白云鄂博铁精矿进行了内配碳直接还原的研究,通过正交实验考察C/O、焙烧温度和H2/CO 3个因素对金属化率的影响.得出最优的实验方案:C/O为1.1,焙烧温度为950℃,H2/CO为3:2.在最优实验方案下,球团金属化率可达89.24%,还原度为91.96%.     

K-Fe复合催化剂对煤半焦气化速率与产物的影响

在热天平与固定床反应器中研究K-Fe复合催化剂对煤半焦的催化气化特性,并考察K-Fe催化剂种类、K-Fe配比与气化温度对气化过程的影响,分析反应过程中碳转化速率和气体产物(H_2、CO和CO_2)的变化规律.结果表明:K-Fe复合催化剂具有良好的催化作用,兼单一催化剂提高气化反应效率与调节气体产物组成的功能;在850℃时,碳转化速率比无催化剂时提高了3.2~4.8倍,产品气中H_2产率提高了6.4%~12.6%、CO产率提高了5.8%~22.3%;复合催化剂中提高气化速率的原因主要是K,而Fe对气体产物组成的影响更大;高温会显著加快气化反应过程,促进CO生成,使H_2及CO_2产率降低,在850℃及更高温度时,升温对反应速率的促进作用逐渐降低.     

提高反应罐直接还原铁反应速率的研究

采用铁精矿粉压型的方法,在实验室条件下,进行了不同温度、时间条件下的反应罐直接还原实验.与铁精矿粉松装状态的实验结果对比,铁精矿粉压型还原时间缩短,还原速度提高,反应活化能值相近,反应的控速环节未变,仍是碳的气化反应控速,分析了铁精矿粉压型后还原速度提高的原因.     

CaO催化煤焦CO_2气化反应研究

以分析纯CaO为催化剂,利用固定床实验研究了烟煤煤焦等温CO2催化气化反应特性,分析了添加方式和添加比例对煤焦催化气化影响。研究表明:机械混合添加CaO对煤焦气化影响不大;去离子水浸渍添加时,去离子水对煤焦气化特性影响与温度有关,温度越高,去离子水浸渍后煤焦气化特性与原煤煤焦之间差别越不明显;不同温度下煤焦催化气化CaO装载饱和度均为5%,且气化反应活性随温度的升高和催化剂添加比例的增加而增大。通过比对常用反应动力学机理函数相关系数大小确定煤焦催化气化反应符合n=2的三维扩散方程,并计算得到气化反应活化能、指前因子和反应速率常数等动力学参数。     

煤焦水蒸汽气化过程中不同煤种的反应特性与碳结构变化

为探讨诸化学因素对不同煤种气化反应速率的影响,于常压、微分反应器中对19种煤焦进行了催化、非催化水蒸汽气化实验。得出了气化速率与煤的含碳量,比表面积以及煤的结构关系和含碳量与催化效果的关系。由此导出了煤的催化气化动力学方程式。通过对不同转化率下未反应碳的X 线衍射分析提出了催化气化反应的机理。     

Al2O3含量对Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂性能的影响

研究了Al2O3含量对Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂在CO2加氢合成二甲醚中催化性能的影响,并用XRD,H2-TPR,XPS,NH3-TPD和CO2-TPD等手段进行了表征.研究结果表明,Al2O3延缓了CuO和ZnO晶粒的长大,同时使催化剂变得难以还原.加入的Al2O3富集于催化剂表面,改变了催化剂表面Cu2+和Zn2+的摩尔分数.Al2O3还与SiO2产生无定形SiO2-Al2O3混合相,提供二甲醚合成所必需的酸碱中心.反应结果表明,Al2O3在催化剂中的质量分数低于1.4%时,对转化率的提高有促进作用;当Al2O3在催化剂中的质量分数为4.0%时,甲醇合成以及甲醇脱水的活性中心呈现出较好的"协同催化效应",目标产物二甲醚的收率最高.研究认为,Al2O3通过影响CuO与Al2O3之间的相互作用以及催化剂的表面酸性,从而使催化剂对CO2加氢合成二甲醚表现出不同的催化性能.     

几种添加剂对Hgans法还原速度的影响

本文实验研究了三种添加剂对Hoganas法还原速度的影响，结果表明：在铁精矿还原率为90％之前时，NaCl对还原过程有较大的催化作用，其合适的加入量为煤量的10％．Hoganas法还原过程的限制性环节含有不包括氧传递步骤在内的碳的气化反应过程．     

几种添加剂对Hoganas法还原速度的影响

本文实验研究了三种添加剂对Ｈｏｇａｎａｓ法还原速度的影响，结果表明：在铁精矿还原率为９０％之前时，ＮａＣｌ对还原过程有较大的催化作用，其合适的加入量为煤量的１０％，Ｈｏｇａｎａｓ法还原过程的性环节含有不包括氧传递步骤在内的碳的气化反应过程。     

Au／Co3O4催化剂的制备及其对CO催化氧化性能的研究

采用不同方法制备了Au／Co3O4催化剂,考察了制备方法对CO催化氧化活性的影响;改变载体的制备条件,得到一系列Co3O4载体,并采用沉淀-沉积法制备了相应Au／Co3O4催化剂,考察了载体的制备条件对CO催化氧化性能的影响,并对催化剂进行了BET,XRD,TPR和XPS表征。结果表明,载体的制备方法对催化刺的催化活性有显著影响,经沉淀-沉积法制备的催化剂活性最好;载体的制备条件对催化剂的活性也有一定影响,分散剂的加入和微波处理均提高催化剂的活性。XPS测试结果表明,Au^8＋是催化剂的活性相组分,OH^-含量的增加使催化剂的活性提高;TPR结果显示活性组分Au的引入促进了载体的还原,并有利于提高催化剂活性。     

高磷铁矿碳热还原同步脱磷的实验研究

为探索高磷铁矿的有效利用途径,对高磷鲕状赤铁矿进行碳热还原同步脱磷实验研究,在含碳球团中添加CaO和Na2C O3作为脱磷剂,采用D T A-T G- M S综合热分析、X R D、SE M、E DS等方法分别对高磷鲕状赤铁矿的碳热还原过程以及还原产物进行分析. 结果表明,添加适量的CaO和Na2C O3可以显著提高脱磷率;在1 573 K、Na2C O3添加量为2 %、含碳球团碱度为1 .2的条件下,高磷鲕状赤铁矿能够被快速还原成含磷0 .09 %、含碳4 .6 %的碳饱和铁,脱磷率达到95 %;生铁中碳过饱和后以片状石墨的形态析出,生铁中的磷以夹杂物Ca3（P O4）2和Na2Ca4（P O4）2SiO4的形式存在     

煤焦固定床等温CO2气化反应动力学研究

利用自建固定床实验台研究了常压下神华煤煤焦等温CO2气化反应特性,实验分析了CO2流量、煤焦质量、气化温度和CO2分压对煤焦固定碳转化率的影响.在建立的化学反应动力学控制实验条件下,根据等转化率法计算得到煤焦气化反应活化能E为155 kJ/mol、CO2分压反应级数n为0.58;通过比对常用42种反应机理函数相关系数大...     

反应罐直接还原铁精矿的动力学研究

系统地研究了反应罐直接还原铁精矿新工艺的基础理论,为铁精矿直接还原技术的应用提供了理论与实践依据.研究结果表明,海棉铁的金属化率随反应的保温温度和反应时间的增加而增大;碳气化反应的活化能为17.0 kJ/mol,气体扩散为碳气化过程的限制环节.     

浑源煤焦的CO2气化特性研究

在750～950℃范围内,用等温气化的方法研究了热解温度、热解时间、CO2分压、气化温度等对浑源煤焦气化反应特性的影响.结果表明,浑源煤焦在850℃时的气化活性较好;随着制焦温度的提高,气化活性下降;30 main焦与50 main焦的气化活性无明显差异,而2h焦则表现出了随保温时间延长,气化活性降低的趋势;0.05～...     

Acting mechanism of F, K, and Na in the solid phase sintering reaction of the Baiyunebo iron ore

The effect of F,K,and Na on the solid phase reaction of the Baiyunebo iron ore was investigated by differential thermal analysis (DTA) and X-ray diffraction(XRD).It has been identified that alkaline elements K and Na in the Baiyunebo ore instigate the formation of low melting point compounds Na_2SiO_3 and Na_2O·Fe_2O_3 and the generation of molten state in the solid phase sintering.Element F in the Baiyunebo ore facilitates the formation of cuspidine compound 3CaO·2SiO_2·CaF_2 in the solid phase reaction...     

白云鄂博铁矿烧结过程中氟化物生成的热力学与动力学

针对白云鄂博铁精矿烧结过程中,CaF2与Na2O生成NaF的反应进行了热力学计算与动力学分析,得出了NaF生成反应的开始温度、表观活化能以及限制性环节．结果表明：NaF生成反应的开始温度为936℃,表观活化能为86．833kJ／mol,即界面反应为过程的限制性环节．     

铁矿石载氧体串行流化床煤化学链燃烧运行分析

化学链燃烧是一种基于零排放理念的能够在煤燃烧过程中实现CO2内分离的具有很好应用前景的燃烧方式.基于东南大学1kWth串行流化床反应器,在对基于铁矿石载氧体煤化学链燃烧技术的基本概念与特点介绍的基础上,对铁矿石载氧体煤化学链燃烧特性进行实验研究分析.研究结果表明:铁矿石载氧体的存在显著提高了煤气化速率,燃料反应器出口CO2浓度将近90%,燃料反应器出口未检测到C2-C4碳氢化合物.煤种对铁矿石载氧体化学链燃烧特性影响较大,神华烟煤由于在燃料反应器较易气化,其化学链燃烧过程中碳转化率和CO2捕集效率均高于淮北无烟煤.在燃料反应器为970℃时,神华烟煤CO2捕集效率为82%,高于淮北无烟煤的65%.     

典型煤种CO_2气化过程中产物的析出特性

CO2气氛下在热重分析仪上对3种典型煤种分别进行了气化实验,与便携红外分析仪连用,详细研究了煤气化产物与温度、煤种的关系。结果表明：气化温度在500～800℃之间,C煤的甲烷生成速率较高,但焦炭与水蒸气的气化反应较慢,但温度达到1 000℃时甲烷会分解;在热重分析仪中,高灰分阻碍了气化反应的进行,400～1000℃过程中失重曲线较平缓,在1 000℃之后,TG曲线有了明显的变化;煤化程度越低,越有利于挥发分的析出,有利于提高气化过程中CO和CH4的析出量,而且降低了有机硫（COS）的析出量。     

负载型复合载体对Ni基催化剂催化性能的影响

将ZrO2直接负载在MxOy（Al2O3,SiO2,CeO2）上组成负载型ZrO2/MxOy复合载体,并以此负载型复合载体制备Ni基催化剂,用BET、XRD、TPR和TPD等对催化剂的比表面积、晶相结构、还原性能等进行了表征,同时以CO2重整CH4为探针考察了催化剂的活性和稳定性。结果表明,复合载体对Ni基催化剂的性能有较大的影响：Ni/ZrO2/SiO2具有较好的初活性,但反应5 h后明显下降;Ni/ZrO2/Al2O3在反应50 h后CO2和CH4的转化率基本保持不变。