SKS炼铅鼓风炉的能量分析和(火用)分析

为挖掘SKS炼铅系统的鼓风炉(SKS鼓风炉)的节能潜力,在现场测试数据的基础上,采用能量分析法和(火用)分析法分别对SKS鼓风炉的能量收支、(火用)量收支分布状况进行了衡算和分析.结果表明:SKS鼓风炉的热效率和(火用)效率分别为47.55％和38.88％.采取减少排烟损失、利用冷却水带走的能量、采用高铅渣直接还原新工...     

SKS炼铅氧气底吹炉的(火用)分析

为揭示SKS氧气底吹炉内、外部不可逆损失的机理,采用(火用)平衡分析法建立SKS氧气底吹炉的(火用)分析模型,对SKS氧气底吹炉的能量、(火用)损失分布状况以及(火用)效率进行计算和分析,并对热、(火用)平衡2种分析方法进行比较.研究结果表明:当没有烟气回收装置和余热利用设备时,SKS底吹炉的(火用)效率仅为25.28%,排烟(火用)损失、输出产品的物理(火用)和内部化学反应等不可逆(火用)损失达74.72%,炉子的节能潜力很大;总(火用)流量为 1.527 275 2×1011 J/h,远远大于总热流量6.399 425 0×1010 J/h,说明(火用)平衡分析比热平衡分析更能反映SKS氧气底吹炉的物质流和能量流的本质,应推广采用(火用)效率来评价类似有色冶金炉窑的运行状况.     

木材采运系统物质流与能量流模式的分析

在木材采运系统中,物质流可分为木质流、生物质流、养分流、土壤流和水分流,能量流推动物质流的流动和转换。用输入、排放、输出3股物质流组成的木质流图,反映出木材采运系统各工序内部和工序之间的物质流动,可分析系统的立木资源效率和环境负荷。采用输入、输出、加入、损失、回收他用5股能量流组成的能量流图,反映出系统各工序内部和工序之间的能量流动,可用于分析单位能耗和能量效率。对原木采集生产过程进行分析,得出采集系统中各物质流之间的相互关系以及物质流与能量流的耦合关系。     

混联法生产氧化铝流程的物流对能耗的影响

以钢铁生产流程中的“基准物流图”概念为基础,提出了氧化铝生产流程基准物流图的概念,构筑了用混联法生产氧化铝流程的基准物流图·并以某混联法氧化铝厂生产数据为依据,分别绘制了该厂的实际物流图和基准物流图,并定量地分析了生产流程的物流对能耗的影响·结果表明:在混联法生产氧化铝的流程中,凡是由外界向某中间工序输入的含氧化铝物料,必有利于节能;凡是由某中间工序向外界输出或返回上游工序处理的含氧化铝物料,必使能耗增加,而且越是后部工序,耗能越多     

钢铁生产流程的物流对能耗影响的表格分析法

在钢铁生产流程中,物流对能耗具有重要的影响·从基准物流图的概念入手,分析了含铁物料在实际钢铁生产流程各工序中可能发生的流动情况,说明了根据实际生产流程构筑基准物流图的方法,构造了计算偏离基准物流图的各股物流对能耗影响的分析表,并给出了计算公式及其计算步骤     

物质流分析的跟踪观察法

流动，是物质（如铜、铝等）流动和流体流动二者所具有的基本特征，基于这个论点，简要地回顾了流体力学中研究流体流动的两种方法，即拉格朗日法和欧拉法；相应地提出了物质流分析的两种方法，即跟踪观察法和定点观察法。由于前者在文献中未见报道，因此对它进行了重点说明。强调了物质流的跟踪观察法既适用于稳态物质流（产品产量不变），也适用于非稳态物质流（产品产量增长或下降）。以钢铁产品生命周期的铁流图为例，说明了物质流的跟踪模型。在引入了物质流的非稳度后，提出了物质流各项指标的计算式，以及它们之间的相互关系。以瑞典铅酸电池系统为对象，计算了其中铅流的各项指标，并进行了必要的分析。     

人为物质流及其对城市地质环境的影响

人为物质流已成为引起地壳物质运动的一种重要地质营力，深刻地改变着地球的表层系统。分析了人为物质流的含义，并将人为物质流分为一次流、二次流和三次流，讨论了不同层次的人为物质流的产生和流动方式。在此基础上，进一步探讨了人为物质流对城市地质环境的影响，分析了城市地质灾害如地面沉降、地裂缝、地面塌陷、斜坡地质灾害、诱发地震、海平面上升及海水入侵、地下水及岩土污染与人为物质流的关系，并指出规模不断膨大的人为物质流已成为地球和人类社会潜在的灾难。     

基于三维物质投入产出表的区域物质流分析模型

为解决物质流分析方法(EW-MFA)通常不考虑经济系统的内在结构,而难以处理其内部物质分配、使用和转换的问题,采取以EW-MFA为框架,结合投入产出分析对经济系统结构进行概化的方法,建立了基于三维物质投入产出表(PIOT)的区域物质流分析模型。模型由一系列二维PIOT(总表、分表和附表)整合构成,对包括非质量单位物质流在内的所有原材料、产品和废物流进行描述。基于模型及其平衡关系,进一步提出结合产业结构、技术进步及社会经济等因素进行区域物质流分析的方法及指标。所建模型及其分析方法、指标,能用于识别区域经济系统的物质代谢过程与结构特征,对资源、能源消耗与废物排放作调控分析,并为区域经济发展模式的转型决策提供技术支持。     

铁氧化物对炼铅水淬炉渣粉磨性能及胶凝活性的影响

粉磨与特定激发剂的激发是炉渣胶凝材料技术的主要手段.研究表明:炼铅水淬炉渣的易磨性较差,在比表面积相近时,其粉磨单位电耗是高炉矿渣对应值的1.56倍;除铁炉渣的易磨性较未除铁炉渣的易磨性差,相同研磨时间内,除铁炉渣的比表面积普遍低于未除铁炉渣的对应值,在发生粉末结团与颗粒焊接现象前,除铁炉渣的极限比表面积为500m2/kg,未除铁炉的极限比表面积为550m2/kg;铁氧化物对炼铅水淬炉渣胶凝活性的影响在于其存在降低了炉渣胶凝材料中胶凝活性成份的含量,在激发剂足够多时,除铁炉渣的试块强度高于未除铁炉渣的试块强度,若激发剂数量不能满足需求,则除铁炉渣的试块强度低于未除铁炉渣的试块强度.     

海绵钛还原过程的物质流和能量流分析

在分析海绵钛还原过程中物理化学变化的基础上,采用物质流分析法对还原过程的钛素流和镁素流进行了分析,并且从热力学第一定律的角度分析了还原过程的能量流。     

Relationship between copper content of slag and matte in the SKS copper smelting process

In the newly developed oxygen-enriched bottom-blowing copper smelting process(also known as the SKS copper smelting process), Cu loss in slag is one of the most concerning issues. This paper presents our research results concerning the relationship between the Cu content of the matte and slag in the SKS process; the results are based on actual industrial production in the Dongying Fangyuan copper smelter. The results show that the matte grade strongly influences Cu losses in slag. The dissolved and entrained losses account for 10%–20% and 80%–90% of the total SKS industrial Cu losses in slag, respectively. With increasing matte grade, the dissolved and entrained Cu losses in the SKS slag both increase continuously. When the matte grade is greater than 68%, the content of Cu in the smelting slag increases much more dramatically. To obtain a high direct recovery of copper, the matte grade should be less than 75% in industrial SKS copper production.     

闪速炉熔炼配风对反应过程的影响

随着铜闪速炉熔炼强度的不断提高,熔炼生产及其反应配风之间的关系发生了明显变化,其相互影响关系需要重新确定,为此,建立闪速熔炼过程的数值模型,并采用CFD软件Fluent6.3就大投料量下闪速炉生产操作的2个主要参数(分散风与工艺风)对熔炼过程中气、粒两相运动与混合反应过程的影响进行仿真研究。研究结果表明:分散风工艺风的动量比对闪速炉内颗粒的分散效果影响显著;在适度分散精矿颗粒并有效控制其对反应塔壁造成冲刷蚀损的前提下,使用大分散风工艺风动量比更有利于炉内气、粒两相混合与反应过程的顺利进行;而在相同分散风工艺风动量比下,采用小工艺风风速的操作条件时炉内整体反应效果较佳。     

铅闪速熔炼过程的多相平衡模型

针对粗铅、铜锍、炉渣和烟气四相平衡体系,基于最小吉布斯自由能原理,采用元素势法,建立铅闪速熔炼多相平衡热力学模型.在与半工业试验相同炉料组成、熔炼温度、富氧浓度等操作条件下,模拟计算平衡组成.研究结果表明;粗铅中Pb质量分数绝对误差为0.30,相对误差仅为0.30％;炉渣中Pb,CaO和SiO2质量分数绝对误差分别为2.00,0.50和0.70,相对误差分别为6.67％,3.57％和3.89％,说明建立的模型能较好地反映铅闪速熔炼实际情况,为铅闪速熔炼过程的热力学研究提供了依据.     

基于镍铁冶炼工艺流程中物质流和能量流的模型与软件

通过对镍铁冶炼生产工艺中物质流和能量流平衡过程研究,获得了镍铁冶炼工艺中各个环节热量的利用率和损耗情况,以及红土矿、还原剂和熔剂在各部分中反应率,并分析了红土矿和镍铁合金中Ni含量对炉渣中镍铁成分的影响.构建针对镍铁冶炼工艺系统的总体物质流和能量流计算模型,在保证系统总体计算模型的前提下,又具有协同各子工艺系统的物质流和能量流计算模型的功能.依据各子工艺系统中物质流和能量流的关联性,计算烟气和炉气的利用率及热量损失,并利用VB软件对冶炼工艺流程计算软件进行开发.     

再生铅低温碱性固硫熔炼的实验研究

针对我国传统再生铅生产工艺所存在的熔炼温度高、能耗大、铅和低浓度SO2烟气污染严重等弊端,在对NaOH-C-PbSO4-ZnO低温碱性炼铅体系进行理论分析的基础上,提出了一种再生铅的低温碱性固硫熔炼新工艺.以废铅酸蓄电池胶泥(以下简称胶泥)为实验原料,采用单因素实验法分别考察NaOH用量、熔炼温度、焦粉用量及固硫剂ZnO用量对金属铅直收率和ZnO固硫率的影响.获得优化实验条件如下：m(NaOH)/m(胶泥)=60%,熔炼温度为860℃,m(焦粉)/m(胶泥)=10%,m( ZnO)=m(理论量).在此优化条件下进行综合扩大实验,铅的直收率为99.09%,获得粗铅品位为98.86%,ZnO固硫率为93.37%. X射线衍射图谱分析可知,反应后原料中硫主要以ZnS的形式固定在渣中,NaOH绝大部分转变为Na2 CO3,生产过程中无SO2气体排放.     

含铅废渣料还原造锍熔炼回收铅和银工艺

针对铅锌冶炼企业产出大量含铅固体废弃物难以环保经济回收的难题,提出从多种含铅废料中回收二次铅的还原造锍熔炼新工艺.在热力学计算的基础上,进行以铅膏、铅渣、铅烟灰和黄铁矿烧渣的设计混合料为熔炼对象,以氧化铁为固硫剂,焦粉为还原剂,苏打和芒硝作为添加剂的工艺实验,研究熔炼过程中各影响因素对铅和银直收率的影响.得到优化的工艺条件：FeO/SiO2质量比为1.10,CaO/SiO2质量比为0.30,添加剂组成中Na2 CO3/Na2 SO4质量比为7：3,焦粉用量为含铅物料质量的15%,熔炼时间为2 h,熔炼温度为1200益.在此条件下综合实验中铅直收率为85.95%,银直收率为83.15%.新工艺具有固硫、综合利用和一步炼铅的优点.     

大系统中物质流、能量流与信息流的基本特征

把大系统中物质、能量和信息的流动综合起来考虑,引入势和阻的概念来分析大系统中物质流、能量流和信息流在流动过程中的基本特征,并从协同学和熵的角度给出了物质流、能量流和信息流子系统的协同结构,使各个子系统相互协调、配合、制约、促进,从而形成3个子系统在时间尺度和空间尺度上的有序结构,最终使得由其组成的大系统达到全局最优,对大系统的综合优化、节能减排、降低物流成本、提高用能效率有指导意义.     

冶金企业物能资源流模型

物料和能源是冶金企业的重要战略资源.从冶金企业制造系统的资源构成、冶金企业的主要运行环节、冶金企业的物料流、冶金企业的能量流等方面分析了冶金企业资源消耗状态的影响,重点分析了轧制区的能量流.在此基础上建立了一种冶金企业的物能资源流模型.