高温加热条件下钢坯氧化特性分析

对高温加热条件下的试验钢坯氧化特性进行分析,测定钢坯在不同加热方式、加热温度和加热时间下的氧化烧损率,用扫描电镜观察其氧化层结构。结果表明,空气条件下加热,试样氧化烧损率达16.39kg/m2;加入石墨条件下,氧化烧损率为7.23kg/m2;真空条件下,氧化烧损率极低,未出现熔融现象。低温阶段,试样氧化层呈疏松、多孔结构,850℃左右开始氧化,至1100℃左右氧化速率急剧增大,1380℃,液相熔渣从表面流淌不断裸露出新表面,氧化烧损率随加热时间延长呈线性增大。     

钢坯加热的数值模拟

借助CFD仿真手段,模拟蓄热式加热炉内钢坯加热的实际状况,研究了钢坯长度、宽度方向上下表面和中心温度的温度分布,提出钢坯存在上下温差、四角边缘温度高和靠近出钢口钢坯温度低等问题。同时,研究了炉内不同厚度钢坯与加热时间的基本关系,比较了仿真计算结果与实际炉内加热时间,通过数值拟合,得出钢坯厚度与加热时间的拟合公式,可在生产实际中使用。上述研究结果可为加热炉钢坯加热制度的制定和优化提供依据。     

富氧喷煤燃烧过程的三维数值模拟

采用数学模型预测高炉富氧喷吹煤粉的燃烧过程,数学模型包括气相流动、煤粉挥发分的热解和燃烧、残炭的燃烧、辐射传热和固体颗粒相的运动等子模型．模拟结果表明,单筒煤枪和热风混合效果不好,不利于煤粉燃烧;由于直吹管和风口空间小,因而富氧对煤粉燃烧率影响不大;富氧可提高风口端部平均氧含量,有利于煤粉在回旋区内燃烧．     

富氧喷煤燃烧过程的三维数值模拟

采用数学模型预测高炉富氧喷吹煤粉的燃烧过程,数学模型包括气相流动,煤粉挥发分的热解和燃烧,残炭的燃烧,辐射传热和固体颗粒相的运动等子模型,模拟结果表明,单筒煤枪和热风混合效果不好,不利于煤粉燃烧,由于直吹管和风口空间小,因而富氧对煤粉燃烧率影响不大;富氧可提高风口端部平均氧含量,有利于煤粉在回旋区内燃烧。     

唐钢1700加热炉钢坯温度神经网络预测模型

根据唐钢1700生产线加热炉的实际生产数据,提出了三种神经网络的钢温预测建模方法,即分别采用BP神经网络、RBF神经网络、RBF-BP组合神经网络建立了钢坯出炉温度的神经网络预测模型,并利用MATLAB软件分别对三种模型进行了仿真。研究表明,RBF神经网络模型相比较BP有较快的学习速度,但是识别精度稍低。而RBF-BP网络模型结合了二者优点,并具有更好的泛化能力,识别精度更高。     

基于化学链制氧的加热炉富氧燃烧系统构建及分析

基于化学链制氧原理构架了加热炉富氧燃烧系统,以解决富氧燃烧氧气来源问题.通过对Co₃O₄氧解耦特性的研究,分析构建系统的可行性.结果表明:Co₃O₄释氧反应平衡氧的体积分数随温度升高而急剧增大,当反应温度为900℃时,平衡氧的体积分数为29.6%;烟气中CO₂,H₂O等成分不会对Co₃O₄释氧过程产生影响;随Co₃O₄与烟气物质量的比的增大,烟气中氧气的体积分数逐渐增大,当物质量的比为1∶1时,950℃下氧气的体积分数可达24.5%;考虑实际生产过程,产量为32t/h的蓄热式轧钢加热炉,富氧率为4%时,Co₃O₄填充量为3.4t.     

煤流化床加压富氧燃烧过程的动态特性

为全面深入地了解流化床加压富氧燃烧过程动态特性,建立了流化床加压富氧燃烧过程动态模型,充分考虑了燃烧气氛和燃烧压力改变对炉内燃烧以及烟气组成的影响.基于该模型分别研究了送风氧浓度、燃烧压力以及燃煤量改变时,炉内床温和烟气中各组分体积分数的动态响应,并对其在不同氧浓度和燃烧压力下的响应特性进行研究.研究结果表明,氧浓度、燃烧压力以及燃料量阶跃增加10%会引起炉内床温升高,其中密相区响应速度更快;同时,烟气中各组分体积分数在不同参数扰动下响应各异,主要受到此时炉内燃烧状况以及对应的风量、燃料量改变的影响.此外,床温和烟气中CO₂体积分数在压力以及氧浓度突然增加时的动态响应分别在高氧浓度、高燃烧压力下更明显,响应速度更快.整个变化过程中,烟气中CO₂体积分数为90%左右,烟气中O₂体积分数在8%以下.研究所得相关动态响应规律可对后续控制系统设计及优化提供参考与依据.     

玻璃熔窑富氧燃烧的计算

本文导出了油重及天然气在富氧条件下燃烧的一些计算方程,并用热平衡方法分析了富氧燃烧对玻璃熔窑的影响。指出了对低热值的燃料及热回收系统工作效率较低的熔窑,采用富氧燃烧会收到明显的效果。     

气氛对煤固定床全氧燃烧过程碱金属与碱土金属释放的影响

与常规燃烧相比全氧燃烧炉内含有极高浓度的CO2和较高浓度的SO2以及水气,这一气氛特点会对煤燃烧过程以及煤固有成分的转化产生影响。笔者采用固定床反应器和离子色谱仪对煤中碱金属和碱土金属在不同气氛燃烧过程中的释放规律进行了考察,结果表明,煤中Na和K的释放率相对较高,其受燃烧气氛影响较大。气氛中存在CO2,会与碱金属和碱土金属发生碳酸盐化反应,Na和K的释放率略有减少;SO2和H2O的存在则使煤的燃烧反应性增强,Na和K的释放提高。煤中Mg和Ca的性质稳定,其释放率相对较小,且受气氛影响相对较小。     

微型流化床中煤富氧燃烧特性

为了研究流化床锅炉中煤的富氧燃烧反应,将微型流化床反应分析仪和过程质谱仪(MFBRA-MS)联用,以烟煤和无烟煤标准煤样为对象,采用相对定量方法计算CO₂浓度,研究了反应气氛、煤种等因素对煤粉在流化条件下快速燃烧反应动力学的影响.揭示了反应全过程中动力学参数的变化规律,并与热重条件下的实验结果进行对比,同时对主要气体产物的生成特性进行了跟踪和分析.结果表明,烟煤的活化能小于无烟煤,随着O₂浓度的提高,煤富氧燃烧的活化能减小;相同氧浓度下,煤粉在O₂/CO₂气氛中燃烧活化能大于O₂/Ar气氛;微型流化床中煤燃烧反应的活化能显著小于类似反应条件下热重分析获得的燃烧活化能.温度升高会缩短反应响应时间并使最大反应速率值增大,此时对应的转化率也增大.温度小于650℃不适宜煤粉燃烧,此时CO产量增加.O₂浓度升高,CO₂、NO_x产量增加.相同条件下,煤粉在O₂/CO₂气氛中燃烧污染...     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响.以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体(O2/N2)在3种不同氧气体积百分数(21％,23％,27％)工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟.模拟得到3种工况下:炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度.模拟结果表明:随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率.     

连铸坯皮下内裂在穿孔过程中的变化

本文研究了连铸管坯皮下内裂在管坯中的分布规律，以及在二辊斜轧穿孔过程中衍变成外横裂和外折的形貌和特征。     

Moisture effect on the combustion of a single copper concentrate particle in a flash smelting furnace

A mathematical model has been presented to study the combustion of a single copper concentrate particle with high moisture content. By using the presented model, the effect of particle moisture content on particle temperature, sulfur oxidation, and combustion heat generation has been evaluated. The mineralogical composition of the commonly used concentrate at Khatoonabad flash smelting furnace has been used in this study. It was found that the particle moisture content is removed in the sub-second time range and thus the moisture has marginal impact on the variation of particle temperature and on the reaction rate when the gas temperature is assumed to be constant in the reaction shaft. When a concentrate with high moisture content is charged, the particle size enlargement due to the agglomeration of concentrate particles causes an abrupt fall in the particle reaction rate.     

非均质孔隙率采空区氧化升温规律四维动态模拟

运用Fluent动网格模型实现采空区的四维动态变化,并用用户自定义函数将煤低温氧化动力学机理及非均质孔隙率函数编入Fluent中,结合时间和空间,对U+L型通风系统采空区升温规律进行四维动态模拟研究.研究表明：非均质孔隙率四维动态模型能更真实地反应孔隙率的空间与时间变化,空间某一位置的孔隙率随时间呈负指数递减;工作面推进速度越大,采空区升温速率越小,推进速度为3.6 m·d-1时平均升温速率仅为推进速度为1.2 m·d-1时的1/5;然而,推进速度越大,高温点的深度越大,不利于自燃的预防;尾巷的存在使得温度场范围扩大,温度升高,CO主要从尾巷流出,尾巷释放的CO量是回风巷CO释放量的10倍.最后利用现场实测的数据对结果进行验证,表明模拟结果是正确可信的.     

甘氨酸燃烧法制备Co/CeO_2催化剂用于CO选择性氧化脱除

采用甘氨酸燃烧法制备了不同负载量的Co/CeO_2催化剂,考察了钴负载量和反应温度对其在富氢气氛中选择性催化氧化CO的反应性能,并与浸渍法制备的Co/CeO_2催化剂进行了对比;同时采用XRD、SEM和H_2-TPR等手段对催化剂进行了表征.结果表明,在富氢气氛下,甘氨酸燃烧法制备的Co/CeO_2催化剂,对CO的选择性催化氧化反应,具有较好的低温反应活性和较高的选择性.当钴金属氧化物负载量为30%时,在150~200℃,催化剂对CO的催化氧化率达到99%以上;并且在反应温度为150℃时,催化剂对CO催化氧化的选择性达到100%.另外,通过用XRD、Raman和TPR对催化剂进行分析表征,在甘氨酸燃烧法制备的催化剂中Co_3O_4具有较好的分散度,Co和Ce之间的相互协同作用提高了催化剂的催化氧化活性和选择性.     

不同自燃倾向性煤的氧化机理对比分析

为分析煤样的自燃发生发展过程以及实验煤样的自燃机理,研究从不同自燃倾向性煤样的氧化机理入手,选取具有不同自燃倾向性的阜生、五阳煤样进行实验,通过热重实验对比分析不同自燃倾向性煤样的特征温度、热失重速率及阶段质量变化率参数,并结合红外光谱实验对低温氧化过程中主要官能团的分布特征及随温度的变化规律进行对比分析。结果表明：不同自燃倾向性煤样的煤氧反应差别主要体现在热重实验的T2 -T3和T4 -T5两个阶段;硫对煤氧反应的影响主要体现为常温下发生氧化释放热,促进小分子化合物的氧化裂解,进而引发自燃;煤自燃特性与原始煤样中官能团的分布特征关系较小,主要由煤分子结构中的侧链体系（桥键、侧链基团及活性官能团）所决定,侧链体系作为直接与芳环骨架连接的煤分子结构,本身具有较高的化学活性,在氧化分解的过程中降低了煤分子结构的稳定性。     

氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的数值模拟

炉顶煤气循环-氧气鼓风高炉炼铁新技术的工艺特点决定了煤粉在其回旋区内的燃烧条件与传统高炉相比将发生很大变化.本文建立了氧气高炉直吹管—风口—回旋区下部煤粉流动和燃烧的数学模型,研究了入口布置方式、氧含量、循环煤气温度以及H2 O和CO2含量对煤粉燃烧的影响.模拟结果表明：三种引入方式中,假想的循环煤气和氧气混合进入方式明显优于循环煤气和氧气单独进入方式.当氧的体积分数由80%增加到90%,相应的煤粉燃尽率由87.525%提高到93.402%.循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响并不显著.循环煤气中H2 O和CO2的体积分数提高5%,风口轴线上气体的最高温度分别降低124 K和113 K.     

非贵金属蜂窝状催化剂催化燃烧治理石蜡氧化尾气

研制了蜂窝状氧化铝载体浸涂Cu、Mn过渡金属及稀土(La、Ce)氧化物的催化燃烧催化剂。以乙醛-空气为模拟气,研究了各种反应条件对乙醛净化率的影响。结果表明;在210℃,乙醛浓度1.6—2.0g/m~3,空速13000h~(-1)条件下,该催化剂对乙醛完全氧化有良好的活性;对废气的浓度有较宽的适用范围。经酸性气体(含醋酸2%)反应近100小时,催化活性仍保持不变,且水蒸汽的存在有利于催化剂的使用寿命。工厂测试表明,在进口温度150—200℃,废气即可起燃,出口气体中几乎检测不到乙醛、丙烯醛等含氧化合物,使用近2000小时,催化剂仍保持良好的活性。     

攀钢Φ1150初轧机采用连铸板坯切分轧制120mm方坯的模拟实验研究

模拟实验研究在攀钢Φ１１５０初轧机上采用连铸板坯切分轧制１２０ｍｍ方坯,为初轧机生产小方坯提供生产依据．充分利用Φ１１５０初轧机的辊身长度,科学地配置孔型,使其既能采用钢锭生产重轨坯,又能利用连铸坯切分轧制１２０ｍｍ方坯,满足现厂生产,证明采用初轧机切分轧制小方坯可行性     

煤升温氧化过程特征的热重分析

用热重方式进行了煤在常规条件下的热重实验,分别用TG/DTG曲线描述了煤燃烧的整个过程,分析了煤升温氧化过程的特征参数,得到了各种煤的着火温度等特征温度.结果表明,煤样的特征温度与挥发分存在一定的规律性,特征温度下的失重值受挥发分的影响,着火温度随挥发分增加呈线性下降.