碱金属条件下焦炭与水蒸汽气化反应的研究

发布时间：2023-12-09 12:38

　　高炉工序是钢铁企业主要的能源消耗和CO₂排放大户,而CO₂对大自然的危害严重。为了减少CO₂的排放量,高炉炼铁新工艺多采用喷吹焦炉煤气、塑料和天然气等含氢燃料,含氢燃料在高炉中裂解会产生大量氢气,氢气还原铁矿石生成大量水蒸汽,必然会使焦炭的溶损加速,同时高炉中存在大量循环富集的碱金属,碱金属进一步加速焦炭的溶损,使得高炉中的焦炭质量受到极大挑战。为了解碱金属对焦炭与水蒸汽反应的影响,以及其对焦炭质量劣化的规律,本实验主要采用自制气-固反应装置研究了经不同浓度K₂CO₃溶液、Na₂CO₃溶液处理后的焦炭与水蒸汽的溶损反应和深层反应,分析了反应过程的控制环节;测定了焦炭不同径向上的体积密度变化;采用扫描电镜观察了焦炭气孔微观结构的变化,并与CO₂的反应进行比较,得到了以下结论:(1)K₂CO₃、Na₂CO₃加速了焦炭与水蒸汽、CO...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
第一章 文献综述
    1.1 焦炭在高炉中的劣化行为
    1.2 溶损反应对焦炭性质的影响
    1.3 碱金属对焦炭溶损反应的催化作用
        1.3.1 碱金属的循环与富集
        1.3.2 碱金属的催化作用
    1.4 碱金属对焦炭溶损反应的影响研究现状
    1.5 全氧富氢炼铁新工艺的研究现状
    1.6 论文的提出
第二章 原材料与实验方法
    2.1 实验原料及特性
    2.2 实验设备
        2.2.1 自制气-固相反应装置
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 焦炭对碱金属的吸附
        2.3.2 焦炭反应性和反应后强度
        2.3.3 焦炭的深层反应
第三章 碱金属对焦炭热性质影响的研究
    3.1 碱金属对焦炭反应速率的影响
    3.2 碱金属对焦炭反应性的影响
        3.2.1 不同浓度碱金属对焦炭反应性的影响
        3.2.2 不同温度下碱金属对焦炭反应性的影响
    3.3 碱金属对焦炭反应后强度的影响
    3.4 碱金属对焦炭粒度分布的影响
    3.5 本章小结
第四章 碱金属对焦炭反应过程的动力学研究
    4.1 焦炭溶损反应动力学模型
    4.2 溶损反应限制性环节分析
        4.2.1 界面化学反应为限制性环节分析
        4.2.2 内扩散为限制性环节分析
    4.3 活化能分析
    4.4 本章小结
第五章 碱金属对焦炭深层反应的研究
    5.1 焦炭吸附碱金属后的表征
        5.1.1 反应前焦炭吸附碱金属后的外貌表征
        5.1.2 反应后焦炭中碱金属的SEM表征
    5.2 碱金属对焦炭体积密度分布的影响
    5.3 碱金属对焦炭气孔微观形貌分析
        5.3.1 未反应焦炭气孔微观形貌分析
        5.3.2 焦炭与CO₂反应后气孔微观形貌分析
        5.3.3 焦炭与水蒸汽反应后气孔微观形貌分析
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3871590