利用烧结矿净化、重整焦炉荒煤气的研究

发布时间：2025-03-02 16:47

　　焦炉荒煤气是炼焦过程中的副产物,是一种优质的燃料与化工原料。然而,由于焦油的存在,焦炉煤气在使用过程中会出现堵塞管道、腐蚀设备、污染环境等一系列问题。传统的氨水洗涤法去除焦油,不仅浪费了焦炉煤气携带的热量,而且污染了大量的水资源。催化裂解焦油一直是国内外的研究热点,在去除焦炉煤气中焦油的同时,对焦炉煤气进行改质,提升煤气热值。然而焦油裂解过程中会产生大量的沉积炭,沉积在催化剂表面使之失活,给催化裂解焦油带来了困难。本文采用钢铁企业中常见的烧结矿作为焦炉煤气中焦油裂解的催化剂,沉积在烧结矿表面的炭可以作为炼铁阶段的还原剂,催化焦油裂解可以提升焦炉煤气热量,并且充分利用了焦炉荒煤气与烧结矿携带的热量。本文主要内容如下： (1)通过自行搭造固定床反应器,对烧结矿催化焦油裂解的效果进行分析。在控制烧结矿床层高度不变的情况下,主要考察反应温度、单位时间焦油加入量、烧结矿粒径以及加入水对焦油裂解的影响。其中烧结矿床层高度为7cm,质量为90g左右；反应温度为500℃,600℃,700℃,800℃；单位时间焦油加入量分别为0.3g/min,0.5g/min以及0.7g/min；烧结矿粒径取2-4m...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 文献综述
    1.1 课题背景
    1.2 常见焦炉煤气除焦油方法
        1.2.1 物理性方法除焦油
        1.2.2 化学性方法除焦油
    1.3 焦油催化裂解的催化剂
        1.3.1 天然矿物类催化剂
        1.3.2 碱金属类催化剂
        1.3.3 木炭催化剂
        1.3.4 镍基金属类催化剂
    1.4 含铁催化剂的研究进展
    1.5 焦炉煤气重整的意义
    1.6 本课题的研究内容与创新点
第2章 烧结矿催化焦油裂解的实验研究
    2.1 引言
    2.2 焦油催化裂解实验系统
        2.2.1 实验设备及原料
        2.2.2 实验流程
        2.2.3 实验设计与考察指标
    2.3 实验结果分析
        2.3.1 温度对焦油裂解的影响
        2.3.2 焦油加入量对焦油裂解的影响
        2.3.3 水对焦油裂解的影响
        2.3.4 烧结矿粒径对焦油裂解的影响
    2.4 本章小结
第3章 烧结矿净化、重整焦炉煤气的热力学分析
    3.1 Aspen Plus简介
    3.2 热力学分析原理
    3.3 热力学模型建立
        3.3.1 模型基本假设
        3.3.2 热力学模拟流程的建立
        3.3.3 热力学分析基本参数确定
    3.4 结果分析
        3.4.1 反应温度对焦炉煤气成分影响
        3.4.2 水碳比对焦炉煤气成分的影响
        3.4.3 铁碳比对焦炉煤气成分的影响
        3.4.4 反应压力对平衡状态的影响
    3.5 本章小结
第4章 烧结矿净化、重整焦炉煤气的热平衡分析
    4.1 热平衡分析基础
        4.1.1 焦炉煤气所提供的热量
        4.1.2 水蒸气所提供的热量
        4.1.3 焦油所提供的热量
        4.1.4 烧结矿所提供的热量
        4.1.5 热力学平衡关系式
    4.2 模型建立
        4.2.1 模型基本假设
        4.2.2 热平衡分析模型建立
        4.2.3 热平衡分析基本参数确定
    4.3 结果分析
        4.3.1 烧结矿加入量对系统平衡的影响
        4.3.2 烧结矿加入温度对系统平衡的影响
        4.3.3 焦炉煤气加入温度对系统平衡的影响
        4.3.4 水碳比对系统平衡的影响
        4.3.5 反应压力对系统平衡的影响
    4.4 焦炉煤气净化、重整系统举例
        4.4.1 基本数据选择
        4.4.2 系统流程建立
        4.4.3 计算结果
        4.4.4 经济性分析
    4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文



本文编号：4034571