郭斯茂
,
郭烈锦
,
聂立
,
金辉
,
葛志伟
,
吕友军
,
房慧
工程热物理学报
本文成功建立了煤超临界水气化动力学模型,其中包括煤在超临界水中热解、液化、固相残碳及液化产物的蒸汽重整等均相和非相反应.该动力学模型能准确反应煤在超临界水中气化特征.在前述第一部分工作的基础上,耦合该气化动力学模型,对煤在超临界水流化床中气化过程进行了建模.通过该模型研究了宽温度参数范围下反应器内典型反应速率、反应组分分布演变规律,揭示了反应器内部化学反应特征与气化规律.研究加深了对超临界水流化床内煤气化过程的认识,对超临界水流化床反应器的优化、放大以及实际运行具有指导意义.
关键词:
煤气化
,
超临界水气化
,
流化床
,
气化反应动力学
,
数值模拟
王建国
,
李永旺
,
韩怡卓
,
孙予罕
,
房倚天
,
赵建涛
,
秦张峰
催化学报
煤炭是中国最重要的能源.煤炭的有效利用不仅要提高效率,而且要降低污染物和温室气体二氧化碳的排放.相对于传统的煤燃烧利用技术,煤经气化生产各种化学产品被认为是先进的煤洁净利用的重要途径.几乎所有的目前由日趋枯竭的石油资源生产的化学产品,都可经煤气化从合成气转化获得.本文介绍了中国科学院山西煤炭化学研究所近年来在煤经气化制液体燃料及其高温煤气净化方面的研究进展,主要包括煤的灰熔聚流化床气化、高温气体净化、浆态床反应器铁基催化剂费托合成、低碳醇合成以及一步法二甲醚合成等技术.
关键词:
煤制液体燃料
,
煤气化
,
高温气体净化
,
费托合成
,
低碳醇
,
二甲醚
吴玉新
,
仇晓龙
,
张大龙
,
张建胜
,
张海
,
吕俊复
工程热物理学报
煤的气化火焰中，湍流脉动与煤颗粒气化过程间存在着强烈的相互作用。为了在全尺度范围内直接模拟这种相互作用，本文采用一维湍流模型（ODT）与煤的气化过程相耦合，在Kolmogorov尺度下对煤气化火焰区域进行数值模拟，得到了二维平面煤气化火焰的瞬态结构。模拟结果表明，大尺度涡团能够显著改变火焰的结构，并诱发局部小尺度涡团的产生。颗粒粒径决定湍流-气化过程作用的尺度范围，粒径较小的煤颗粒容易受到气体温度和速度脉动的影响，从而改变其运动轨迹和气化反应进程。
关键词:
煤气化
,
一维湍流模型
,
全尺度湍流脉动
,
数值模拟
张福明
,
曹朝真
,
徐辉
钢铁
阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状,分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题.基于气基竖炉直接还原工艺的特点,对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究.指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向.参照唐山地区的原料和能源价格,对年产量为80万t/a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析,分析结果表明:原燃料价格波动对DRI成本影响显著,其中还原气成本约占DRI生产成本的10％～25％;若按DRI替代转炉废钢计算效益,要求天然气价格低于1.8元/m3.
关键词:
炼铁
,
直接还原
,
竖炉
,
球团
,
煤制气
郭斯茂
,
郭烈锦
,
聂立
,
金辉
,
葛志伟
,
吕友军
,
房慧
工程热物理学报
煤的超临界水气化是极具发展前景的高效洁净煤炭转化技术.本实验室发明新型超临界水流化床反应器,避免了管式反应器中出现的结焦堵塞现象,实现了高浓度煤浆的高效连续气化.本文对超临界水流化床反应器内的物理过程进行了数学建模,并对宽广的温度参数范围下反应器内温度场、流场、以及颗粒停留时间演变规律等进行数值模拟分析,揭示了反应器内部各物理场的特征,加深了对超临界水流化床内流动传热过程的认识,对反应器的运行与设计具有理论参考价值.
关键词:
煤气化
,
超临界水气化
,
流化床
,
数值模拟
张琦
,
刘然
,
刘朝卿
,
李燕江
,
李建鹏
,
吕庆
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2016.05.018
在高炉喷吹煤造气冶炼条件下,研究在低温区块状带不同H2含量和不同温度对矿石还原情况的影响.试验结果表明:当还原温度为900℃时,还原速率随着H2含量的增加而逐渐变大,当还原气氛一定时,还原速率随着还原温度的增加而逐渐变大;还原后的球团主要物相是单质铁,并含有少量的镁钛铁矿(Mg,Fe)(Fe,Ti)O3、镁铝尖晶石(MgAl2O4)和镁橄榄石(Mg2SiO4);随着还原温度的增加,镁钛铁矿(Mg,Fe)(Fe,Ti)O3首先开始消失,镁铝尖晶石(MgAl2O4)和镁橄榄石(Mg2SiO4)逐渐减少,并且随着还原温度的增加,H2的还原能力显著加强,铁矿石失氧速率增加,生成的金属铁发生聚集,导致球团内部留下小细孔.
关键词:
高炉
,
球团矿
,
块状带
,
还原
,
富氢
,
煤造气
朱二涛
,
李福民
,
卢建光
,
吕庆
钢铁钒钛
doi:10.7513/j.issn.1004-7638.2017.01.018
为克服喷吹煤粉给高炉冶炼带来的不利影响,提出了由造气炉燃烧普通煤产生煤气,自风口喷入高炉替代喷吹煤粉的新工艺,研究工艺参数对煤造气质量的影响规律.结果表明,气化剂流量增加,煤气中CO+H2含量和煤气热值先升高后降低;CO+H2含量和煤气热值随着反应温度、料层厚度、富氧率的增加而增加.当气化剂流量1.0 m3/h、反应温度1 000℃、料层厚度1 000 mm、富氧率15％时,煤气质量达到最佳值,CO+H2含量达到79.37％,煤气热值达到10 229.51 kJ/m3.
关键词:
高炉喷吹
,
煤造气
,
气化剂
,
温度
,
料层厚度
,
富氧率
张奔
,
赵志龙
,
郭豪
,
全强
,
薛庆斌
钢铁研究
在分析国内外直接还原铁市场的基础上,探讨了气基竖炉直接还原炼铁技术发展的市场空间.在中国钢铁行业结构调整过程中,气基竖炉技术由于具有节能环保和产品优质的优势,将会成为我国非高炉炼铁发展最重要的方向.从原料、产品、工艺特性、机械设备等方面对MIDREX和Energiron 2种气基竖炉工艺进行了综合比较,探讨了其各自的优缺点.随着技术进步以及全球经济、资源、能源条件的变化,气基竖炉技术正朝着设备大型化、气源多样化、矿源扩大化的方向发展.
关键词:
直接还原铁
,
气基竖炉
,
煤制气
,
钒钛磁铁矿
周渝生
,
钱晖
,
齐渊洪
,
刘冬梅
,
冯华堂
,
袁万能
钢铁
在分析比较了几种主要煤制气和直接还原工艺的基础上,结合中国的资源特点,提出了180万t/a规模壳牌煤气化与HYL/Energiron竖炉生产直接还原铁的联合工艺流程,并对联合工艺的主要参数进行了计算。结果表明：联合流程在能耗及环保指标上与传统高炉相比具有一定先进性。并对国内不同地区和原料条件下的生产技术经济指标进行了对比,为煤制气生产直接还原铁的工程化提供方案参考。
关键词:
煤制气
,
直接还原
,
竖炉
