提高皮江法炼镁中还原罐使用寿命的途径

对皮江法炼镁中真空还原罐工作环境进行分析,找出导致还原罐损坏的原因。认为调节还原炉内氧化性气氛、控制还原炉中空气过剩系数,有利于延长还原罐寿命。对提高罐体寿命的途径进行了探讨。     

铝与硅铁混合物还原煅烧白云石中氧化镁

皮江法炼镁是金属镁生产的主流工艺,该工艺的还原温度较高,导致镁还原过程能耗高,改进还原剂是降低原镁生产能耗的途径之一.本研究以铝和硅铁的混合物作为还原剂进行了煅烧白云石中氧化镁还原的理论和实验研究,探讨了铝配入量、还原时间、还原温度对镁还原率的影响,并对铝与硅铁共同还原氧化镁过程及铝与硅铁在不同温度时的物相转变进行了研...     

皮江法炼镁还原机理

用XRD和SEM?EDS对不同还原温度下所得皮江法炼镁还原渣的主要物相与分布规律进行分析,分析了镁、硅与钙的扩散过程,探讨了皮江法炼镁的还原机理。结果表明,以硅铁合金为还原剂的还原炼镁过程是简单的固?固反应,Si还原MgO的起始温度为900~950℃,还原反应主要在高于1050℃时进行,温度低于1000℃时MgO还原率很低。还原反应首先在CaO?MgO颗粒与Si颗粒的交界面进行,反应生成的镁蒸汽从反应区域逸出并在结晶区结晶,未反应的Si向外扩散穿过反应区域继续还原MgO。还原过程中,以单质存在的Si全部参与反应,与CaO结合生成Ca2SiO4, FeSi2在还原反应过程中部分分解为FeSi和Si,而FeSi, FeSi2及Fe2Si3(FeSi与FeSi2的混合物)中的Si还原MgO的温度较高,较难参与还原反应,造成Si损失,是硅铁还原MgO还原率较低的主要原因。     

大型立式储罐的应力分析

以大型立式圆筒储罐为研究对象,采用简化建模研究大型储罐的结构应力,应用有限元软件ANSYS,对罐体、地基建立三维有限元模型,在结构静力的分析中,把储液等效成梯度压力,罐体与地基之间的相互作用采用了接触面的方式,最后得到了罐体、地基和基础的应力和位移情况。对大型立式圆筒储罐提出了设计要点。     

高磷鲕状赤铁矿还原物料与刚玉/莫来石砖的反应研究

在还原温度为1200 ℃条件下,实验研究了高磷鲕状赤铁矿还原物料与刚玉/莫来石砖的反应及反应对砖侵蚀的影响.还原物料由高磷(鲕)状赤铁矿、烟煤、CaO和Na2CO3组成,其质量比为1∶0.15∶0.15∶0.03.结果表明,还原物料与刚玉砖反应生成大量钙黄长石及少量钙长石,物料中Fe、Na、Mg离子向反应界面迁移,使钙黄长石产物层熔点降低、抗侵蚀性能下降.还原物料与莫来石砖反应形成密实的钙长石产物层,阻碍Fe、Na、Mg离子向反应界面迁移.对于在高温状态下还原高磷鲕状赤铁矿还原物料,莫来石砖具有比刚玉砖更好的抗侵蚀性能.     

工艺参数对锆英石碳热还原氮化反应速率及物相组成的影响

以锆英石细粉(≤0.045 mm)和活性炭为起始物料,N2为氮源,研究了配碳量(质量分数为10%、20%、22%和30%)、反应温度(1 3501、400、1 450和1 500℃)以及成型压力(25、501、00和150 MPa)等工艺参数对锆英石碳热还原氮化反应速率及产物相组成的影响。研究结果表明:1)配碳量不同,锆英石碳热还原氮化反应产物的相组成不同;此外,配碳量的增加还会降低锆英石碳热还原氮化反应的开始温度。2)反应温度对反应速率和产物相成分的影响显著;配碳量(w)为22%时,随着反应温度的升高,产物相中锆英石相和m-ZrO2含量减少,ZrN含量不断增加,而Zr7N8O4先增加后减少。3)成型压力对产物相组成的影响不大,但成型压力的增加会降低反应的速率。     

磷石膏还原制备硫化钙工艺参数研究

采用磷肥工业副产的磷石膏作为主要原料,煤粉作还原剂,经还原焙烧制备了硫化钙。研究了反应配比、反应时间、反应温度、反应气氛等对所制备的硫化钙样品的影响。通过单因素实验探索了最适宜的还原分解条件,在此基础上进行了正交优化实验,得到了还原分解反应的优化工艺条件为:煤粉过量25%、反应温度为870℃、反应时间为2 h,采用碘量法分析产物中的硫化钙含量。在此条件下计算得到磷石膏的转化率可达98%以上。     

磷矿熔融还原工艺的优化研究

用正交实验设计的方法研究了磷矿熔融还原的工艺条件,方差分析和极差分析结果表明,反应温度和时间对还原率影响比较显著,碳过剩系数和渣碱度对还原率有一定的影响,各个因素影响程度大小依次为反应温度、反应时间、碳过剩系数、渣碱度。优化得到的最佳工艺参数为:反应温度1500℃、反应时间60min、碳过剩系数2、渣碱度1.1,此条件下磷渣中磷还原率可达98.12%。     

砌体结构温度应力分析

为探讨砌体结构温度裂缝机理,对一砌体结构墙体与屋面板的温度场进行了实测,得到了砌体结构墙体与屋面板随时间的温度分布,给出了砌体结构建筑温度场的变化规律,在实测温度场的基础上,用有限元法对整体结构进行了温度应力分析,并给出了考虑干缩影响的温度应力计算方法。研究结果为控制砌体结构温度裂缝提供了参考。     

高能球磨法制备亚微米TATB炸药

高能球磨法是对敏感炸药进行安全细化的有效方法,本文采用高能球磨法对TATB炸药进行微纳化,研究了微纳过程中影响TATB细化效果的因素,包括表面活性剂、水料比、球磨温度、转速和球磨时间;总结了高能球磨法制备超细TATB的操作技巧,如球磨罐的安装、装料量的控制、磨腔内物料降温和磨球上物料的冲洗。上述研究和总结为安全高效利用高能球磨机制备超细炸药进行了有益尝试与探索,优化条件下得到了亚微米级超细TATB炸药。     

化工园区目标储罐受撞击荷载的易损性分析

化工园区或厂区内,立式储罐撞击荷载的易损性能够反映其抵抗爆炸碎片撞击破坏的能力。本文将立式储罐在爆炸碎片撞击下的破坏失效问题界定为目标储罐撞击荷载的易损性问题,分析得到爆炸碎片随机参数分布。基于最大塑性应变准则构建了目标储罐在爆炸碎片撞击作用下的破裂失效极限状态方程并验证了方程的准确性。应用蒙特卡罗模拟绘制目标储罐在爆炸碎片撞击下的易损性曲线,得出碎片的撞击速度是影响储罐动力学响应的主要因素,撞击角在10°~40°时,角度变化会显著影响爆炸碎片的破坏能力。通过随机参数敏感性分析得出,储罐材料密度、撞击速度与目标储罐破裂失效概率正相关,储罐材料屈服强度、壁厚、碎片质量、撞击角与目标储罐破裂失效概率负相关;在设计制造大型立式储罐时,为了降低撞击荷载易损性,可以选用低密度、高强度级别的钢材,在满足储存工艺要求、施工能力与经济预算的前提下,选用厚度较大的圈板作为罐壁等。     

穿孔与热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐的失效机理

为获得大型钢制储罐在碎片冲击和池火热辐射耦合作用下的失效机理,采用Abaqus建立了高速碎片穿孔和热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐失效分析的有限元模型,分析了储罐在高速碎片冲击作用下的动力响应和穿孔储罐在热辐射作用下的热屈曲响应,研究了储罐壁面的应力变化过程。结果表明,在热辐射单一作用下,储罐由罐壁-罐顶连接处开始发生热屈曲,并出现褶皱变形;在高速碎片冲击与热辐射耦合作用下,高速碎片冲击导致储罐产生穿孔,储罐从穿孔两侧开始发生热屈曲,而且,穿孔导致塑性变形区及其附近区域产生应力集中,与未受冲击的储罐相比,穿孔储罐的罐壁处于更高的应力水平,更容易发生失稳。因此,穿孔储罐的抗火性能降低,热屈曲模式也发生改变。     

磷酸镁铵沉淀法去除镁盐结垢的研究

为了减轻硫酸钾生产过程中输送管道和结晶槽壁镁盐结垢的程度,提高生产效率,研究人员在实验室筛选了一种脱镁剂,对脱镁过程中脱镁剂添加量、脱镁温度和脱镁时间做了细致的研究,并应用于实际生产,取得了较好的效果。脱镁后过滤出来的磷酸镁铵作为缓释肥料使用,不但不会污染环境,还能为企业带来利润。     

低品位混合型磷矿的碳热还原工艺

以窑法工艺对云南晋宁低品位磷矿的碳热还原性能进行研究。采用4因素5水平正交实验探究反应温度、反应时间、碳过量系数、硅钙物质的量比对磷矿碳热反应还原率的影响。实验结果表明,影响磷矿还原率由大到小的顺序依次为,反应温度、碳过量系数、反应时间、硅钙物质的量比。反应温度为1 300 ℃、碳过量系数 为2.6、反应时间为1.5 h、硅钙物质的量比为1.5时,还原率可达到最高值94.27%。同时,对云南晋宁低品位混合型磷矿用于窑法磷酸生产的适应性进行评价,表明该混合型磷矿适用于窑法磷酸生产,研究结果对低品位混合型磷矿窑法工艺具有一定指导意义。     

硅热法炼镁动力学的数学模型分析及数值模拟

硅热法是目前工业产镁的主要技术手段,但由于该过程涉及高温化学反应及复杂传热机理,鲜有报道对此技术进行详细动力学及数值计算研究。本工作采用实验的方法获得皮江法炼镁化学反应动力学数据,根据数据分析确定了分段动力学模型,并转化为精确的数学模型。然后建立了耦合数学模型、辐射模型和导热模型的三维非稳态数值计算模型,并通过数值模拟计算,获得工业产镁过程中球团反应转化率和温度随生产时间的分布规律。计算结果表明,生产时间2h后球团最低温度已达1203K,4h后物料平均还原率已达66%。该技术改进方向主要为增加外层球团数量并提高还原罐中心区域传热效率。本工作可以用于指导强化传热设备的设计,预测实际生产效果,节省大量试验投资。     

组焊圆柱壳在轴向载荷和局部热载荷共同作用下屈曲数值研究

对大型直立设备安装过程中的现场焊接热处理过程中在轴向载荷和局部热载荷共同作用下的屈曲问题进行数值研究。研究结果表明,在焊后热处理过程中加热部位的边缘附近区域存在很大的温度梯度,导致该部位有很大的热应力。在热处理过程中焊缝部位的热应力很小,与加热部位边缘附近区域相比几乎可以忽略不计。组焊圆柱壳在轴向载荷和局部热载荷共同作用下屈曲最先发生在加热部位的边缘附近区域;热处理过程中加热部位边缘存在的局部热应力是导致组焊圆柱壳发生屈曲的关键因素。最后分析了热处理过程中几个关键参数对组焊圆柱壳,临界屈曲载荷的影响。     

工业生产氟硅酸镁工艺探究

为了寻求工业生产氟硅酸镁的最佳工艺条件,降低能耗并提高产品质量,系统研究并优化了利用磷肥工业副产氟硅酸和氧化镁粉生产氟硅酸镁晶体颗粒产品的工艺参数。列举了氟硅酸镁产品的粒径以及粒度分布等物化性能指标,得到了氟硅酸镁产品最大产率的最佳工艺参数：直接将氧化镁粉计量加入合成槽,并确定其加入的顺序,氟硅酸质量分数为16%,m（氧化镁）/m（氟硅酸）为0.244~0.260,合成温度控制在40~50 ℃,得到浓度较高的产品溶液;蒸发温度为35~45 ℃,蒸发浓缩的晶浆进入MSMPR冷却结晶槽;冷却结晶温度控制在30 ℃,结晶槽搅拌器的转动频率控制在20~40 Hz,产品粒径可以控制在0.16~0.37 mm,该研究可为相关生产企业提供工艺技术方面的借鉴。     

爆炸碎片撞击下受保护层防护的储罐易损性规律分析

储罐保护层是降低化工园区爆炸碎片多米诺效应事故风险的一类关键安全屏障技术。为探讨不同规格的保护层对爆炸碎片引发储罐失效概率的降低程度,建立化工储罐在铝（Al）及超高分子量聚乙烯（ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE）纤维保护层防护条件下的极限状态方程与破坏失效概率模型,并用Monte-Carlo模拟方法绘制目标储罐受爆炸碎片撞击的易损性曲线,分析不同厚度、材料、层数及耦合方式的保护层对爆炸碎片事故破坏效应的影响规律。结果表明：两种材料的保护层均能显著降低目标储罐受爆炸碎片撞击的破坏失效概率,降低程度均在80%以上;保护层厚度是影响其降低程度的关键因素,在铝质保护层防护下储罐易损性对厚度变化的敏感性大于UHMWPE纤维保护层;对于总厚度相同的铝质保护层,随层数的增加,储罐破坏失效概率逐渐降低;两种材料耦合的多层保护层对储罐失效概率的降低程度大于多层铝质保护层。研究对实际工况中储罐保护层的合理选材与结构设计具有重要参考意义,并可有效提升化工设备韧性。