COREX流程优化试验研究

通过热模拟试验研究了ＣＯＲＥＸ竖炉气体利用率与还原条件的关系及工业竖炉可达到的气体利用率极限．研究了熔炼煤耗与还原参数的内在联系及达到最低能耗的优化条件．结果表明，竖炉气体利用率受热力学和动力学混合控制，最高值约为５０％左右．全流程最低能耗与熔炼煤性质有关．使用发热值为２９ｋＪｇ－１的２号熔炼煤时，最低煤耗为６２４ｋｇ，净能耗为２．０５４×１０７Ｊ．     

COREX熔融气化炉内煤炭流化床的研究

通过理论计算和试验，确定了ＣＯＲＥＸ熔融气化炉内煤炭流化床的临界流化速度，煤粒带出速度和操作速度，并且讨论了它们对熔融气化炉生产的影响。     

COREX熔融气化炉填充床内气固相间还原形式的影响因素研究

为提升COREX熔融气化炉内冶炼效率,根据COREX熔融气化炉填充床含铁炉料的还原特征,采用"历程"分割法,进行实验室高温还原模拟试验。对还原过程中含铁炉料还原及直接还原比例进行考察,在此基础上,单一改变还原气体流量、还原气体成分以及预还原炉料金属化率,考察其对含铁炉料还原及直接还原比例的影响。研究结果表明增大熔融气化炉内低温段区间、提高还原煤气流量、提升还原煤气中氢的含量等措施可降低直接还原比例。     

喷吹焦炉煤气对COREX竖炉还原的影响研究

为降低COREX的固体燃料消耗,焦炉煤气(COG)作为一种清洁、高热值能源被引入到COREX炉中,以替代原有的循环冷却煤气。计算了不喷吹焦炉煤气、喷吹焦炉煤气以取消冷却煤气和喷吹焦炉煤气以取消冷却煤气和过剩煤气(完全取消煤气冷却)三种情况下入竖炉煤气的成分,并通过实验室模拟试验,对焦炉煤气中的甲烷在竖炉中的行为和含铁炉料还原情况进行研究。结果甲烷在竖炉中存在少量的分解,竖炉喷吹焦炉煤气会降低含铁炉料还原。     

COREX工艺中高MgO炉渣性能的研究

模拟ＣＯＲＥＸ工艺中熔融气化炉实际生产条件，研究了不同ＭｇＯ含量炉渣的脱硫能力，粘度等性质，根据试验结果给出适合的ＭｇＯ含量范围。     

COREX工艺系统模拟的数学模型

对COREX工艺进行系统模拟,不仅为进一步开发该工艺提供信息预测服务,而且为实际生产中其工艺控制系统的设计奠定基础。在对各反应器内化学反应和热交换作必要假设的基础上,分别对熔化气化炉、还原竖炉和热旋风除尘器等设备进行单元模化。对每个反应器均利用1组物料和(或)热量平衡式、所需的化学反应平衡式和其它有关约束式,计算物料、燃料消耗量或各种生成量。以反应器间物流和能流走向关系进行各反应器衔接匹配情况计算,形成对COREX工艺的系统模拟。     

COREX熔化气化炉软熔区域的物理模拟

为了模拟COREX熔化气化炉软熔区域,建立了COREX熔化气化炉热态模型,设有热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.在热态物理模拟实验中,考察了排料速度、石蜡与玉米体积比、风温和风量等操作参数对软熔区域的影响.实验结果表明,随着所选实验参数值的增加,风口回旋区发生塌料现象的可能性增加;当排料速度增加时,软熔区域位置降低,厚度减少;当石蜡与玉米体积比增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度增加;当风温增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度减少;当风量增加时,发生塌料前后软熔区域都位置升高,厚度增加.     

利用温度梯度分析COREX熔化气化炉内区域

建立了COREX熔化气化炉热态模型;利用石蜡模拟矿石,玉米颗粒模拟焦炭,通过温度传感器对炉内气相温度进行了测定.对测得的模型内温度信息进行处理,可以获得模型内温度梯度.对熔化气化炉在高度方向的温度梯度进行分析,可大致区分炉内填充床、软熔区域、半焦床以及风口回旋区的范围.该研究方法可以比较客观地描述COREX熔化气化炉内部的各区域,以便在进一步研究中分析操作条件变化对炉内各个区域的影响.     

燃料性质对COREX流程的影响

熔炼煤的有效热值、成分、热稳定性是影响Corex流程的首要因素,直接决定了煤耗、焦耗、还原气利用率以及固定床的高度。具有较高有效热值的主体熔炼煤对降低煤耗至关重要。含氢量在热力学方面使还原气利用率降低,在动力学方面使利用率提高,因此熔炼煤含氢量应适中。COREX流程需要使用一定比例的焦炭来补充燃料有效热值的不足并形成一个含有碳素的固定床来发展高温反应,为了减少焦炭的用量,熔炼煤还必须具有一定的热稳定性来形成一个稳定的固定床。     

COREX气化炉回旋区塌料现象及其影响初探

为了研究COREX-C3000气化炉,开发了COREX工艺静态模型和实验系统.COREX工艺静态模型是建立在物料平衡和热量平衡基础上的,根据生产现场工艺操作参数设定输入参数,计算结果用于物理实验参数的设定.COREX物理实验系统是建立在相似原理基础上的,模型设有插入式热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.实验发现,随着排料速度、石蜡颗粒和玉米颗粒体积比、风温和风量等实验参数增大,风口回旋区越容易发生塌料现象,并初步分析风口回旋区内塌料的影响.     

利用图像处理界定熔化气化炉软熔区域边界

建立了二维COREX熔化气化炉物理模型.利用石蜡模拟DRI,玉米粒子模拟焦炭和块煤,通过高速摄像仪对炉内软熔区域变化进行记录,根据实验前后炉内物料颜色的变化,提出一种图像处理方法.利用该方法可以得到炉内软熔区域边界,从而得到其位置及厚度.对本实验条件下软熔区域的变化过程进行了分析,所提方法可在进一步研究中分析操作条件变化对炉内软熔区域的影响.     

程序升温热重法研究神府高温煤焦-CO2气化反应性

在制焦温度为1223~1773 K内,制备了慢速和快速神府煤焦,采用程序升温热重法研究了煤焦-CO2高温气化反应性。主要研究了升温速率、制焦温度和热解速率对煤焦反应性的影响,并对一种高温慢速热解焦(制焦温度为1573 K)的程序升温和等温动力学进行了比较。结果表明:升温速率对煤焦-CO2气化反应有明显影响;制焦温度较高的煤焦反应性较低;快速热解有利于提高煤焦的反应性;由程序升温法和等温法所得活化能随转化率变化呈现不同的趋势,但所得活化能的平均值分别为160.13 kJ/mol和163.21 kJ/mol,十分接近。     

煤气高温脱硫的实验研究

中高温煤气脱硫是提高煤清洁转化利用效率的关键技术.该研究开发了锰基的中高温脱硫剂,并在固定床反应器中考察了烧结温度、硫化温度、硫化气氛以及进口硫化氢浓度对脱硫剂脱硫性能的影响.实验结果表明,在1100 ℃下烧结后的脱硫剂有较好的机械强度和脱硫性能,脱硫精度最高可达2×10^-6.脱硫剂在硫化温度为700 ℃时的脱硫性能最佳,硫容量可达31.8%.随着硫化气体中CO²含量的增加,导致气氛中氧势增高,从而使脱硫精度下降.当CO²含量从0%增加到4.53%时,出口硫化氢浓度从2×10^-6上升到20×10^-6.进口H₂S气体含量的增加,对脱硫精度的影响并不是特别明显,但缩短了脱硫穿透时间     

制焦温度对煤焦特性的影响

研究了扎莱诺尔褐煤焦m(C)/m(H)、密度、碳结构、总比表面、矿物质分布以及反应性等特性与制焦温度的关系。结果表明:随制焦温度的升高,焦的m(C)/m(H)、密度单调上升,焦中碳结构未出现明显的变化,而总比表面积呈现先上升后下降的趋势;但其中矿物质分布、聚集状态以及化学形态发生明显的改变;随制焦温度的升高,焦的燃烧活性以及与二氧化碳的反应性单调下降。     

末煤深加工的讨论

从经济效益、加工原理、机械设备等方面讨论了将末煤加工成“块炭”的可行性。     

高温煤焦油中杂环化合物的分析与分离

高温煤焦油中杂环化合物的杂原子主要是氧、氮和硫.选择石油醚、乙酸乙酯依次作为流动相,在硅胶柱层析中对高温煤焦油进行淋洗,通过气相色谱(GC)和气质联用(GC/MS)把淋洗液中的组分按照不同的杂环化合物进行分析和归类.各类含量较高的杂环化合物使用葡聚糖凝胶LH-20作为填料,流动相以无水乙醇/正己烷1:2体积比混合淋洗,...