煤基熔融还原炼铁过程中煤气化动力学的实验研究

【摘要】：云南省的高磷铁矿资源非常丰富,惠民、罗茨两地的高磷铁矿总储量超过20亿吨。但因为含磷量较高,无法使用传统的高炉流程大量消化；另外由于惠民、罗茨的高磷铁矿富含结晶水、磁性弱、可浮性低,所以也难以通过物理法选矿提高品位。根据云南本地的资源、能源现状,可以发展直接利用煤粉与铁矿石粉为原料的非高炉炼铁新技术。煤的气化是熔融还原和煤基直接还原的一个重要过程。为说明高磷铁矿粉煤基还原过程的反应机理及其动力学行为特征,本文通过数学建模与实验研究相结合方法对惠民铁矿粉煤基的还原过程的动力学进行研究。通过研究煤-铁矿石粉在还原过程中各个阶段的结构形貌的表征以及煤-铁矿石粉还原过程的动力学行为,为高磷铁矿石煤基还原过程中煤气化过程提供理论基础。 本文运用热重分析法研究了在50-1400℃的温度范围内,普通煤粉在铁矿石煤基熔融还原过程中煤热解与煤焦气化的动力学行为。首先使用STA449F3型的热重分析仪做铁矿石粉的煤基熔融还原实验,获取熔融还原过程中的TG-DSC曲线,根据其曲线的峰值变化规律与曲线升降的趋势来探究煤在熔融还原过程中各个阶段的反应规律。然后,通过对高磷铁矿煤基熔融还原过程中的几个特殊温度段进行竖式电炉的实验,通过对各阶段物相的结构形貌及成分的分析,进一步描述铁矿石煤基熔融还原过程中煤气化的反应过程及其动力学行为。最后,利用热分析动力学的积分法构建起反应各阶段的表观动力学模型,求解出动力学参数Ea,lnA与动力学机理函数f(a)。通过对煤的热解分析过程的12种机理函数及气化分析过程的15种机理函数进行ln[g(α)/T2)]对1/T拟合作图,找到拟合相关系数最好的机理函数,建立相关动力学模型表达式： 【关键词】：煤基 熔融还原 气化 动力学模型
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TF557
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-28
• 1.1 非高炉炼铁工艺12-15
• 1.2 常见熔融还原工艺流程15-20
• 1.3 铁矿石还原的热重实验研究现状20-23
• 1.4 热分析动力学研究概况23-24
• 1.5 论文研究背景及主要研究内容24-28
• 第二章 基于热分析法的惠民铁矿煤基熔融还原炼铁的实验28-42
• 2.1 惠民高铁矿的物化特性的研究28-29
• 2.2 惠民铁矿煤基熔融还原炼铁的热分析实验研究29-36
• 2.3 实验结果的分析36-39
• 2.4 本章小结39-42
• 第三章 煤在熔融还原过程中的非熔融态气化反应的研究42-62
• 3.1 煤热解反应过程的描述42-43
• 3.2 煤热解反应特性的评价指标43-44
• 3.3 煤在非熔融态下热解反应的分析44-47
• 3.4 煤在非熔融态气化反应动力学研究47-60
• 3.5 本章小结60-62
• 第四章 煤焦在熔融还原过程中的熔融态气化反应的研究62-74
• 4.1 终还原反应概念62
• 4.2 终还原反应热力学62-63
• 4.3 终还原反应动力学模型63-66
• 4.4 煤焦在熔融态下与FeO的气化反应的动力学分析66-73
• 4.5 本章小结73-74
• 第五章 结论与展望74-78
• 5.1 本文总结74-75
• 5.2 展望75-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-86
• 附录A86-88
• 附录B88-94
• 附录C94-95

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

铁矿-煤球团反应过程动力学及模型    马兴亚,姜茂发,汪琦,王向辉

煤基熔融还原炼铁新工艺开发现状评述    周渝生;

现有主要炼铁工艺的优缺点和研发方向    周渝生;钱晖;张友平;李肇毅;范建峰;

铁矿石粉煤基直接还原的热重分析    范莉娟;吕清刚;那永洁;

HIsmelt工艺静态模型研究    张少魁;周继良;王臣;王楠;邹宗树;

含碳球团在氧化性气氛中的还原机理    汪琦,杨兆祥,孙家富,田济民,李文忠

我国难选铁矿石的研究现状及利用途径    张锦瑞;胡力可;梁银英;

四川某高磷鲕状赤褐铁矿石选矿试验研究    李广涛;张宗华;张昱;王雅静;

含碳球团—铁浴熔融还原法关键技术的应用基础研究    杜挺,杜昆

粒度对煤粒燃烧和热解影响的理论分析    薛永强,来蔚鹏,王志忠

热重法测定聚合物热降解反应动力学参数进展    刘元俊,贺传兰,邓建国,冀克俭,张银生,孙思修

溴化聚苯乙烯协同三氧化二锑阻燃PA66热分解动力学研究    徐晓楠;王芳;华菲;

含碳球团还原反应及其技术    汪琦;

B/BaCrO_4延期药热分解特性的实验研究    梁鎏鎏;马红卫;胡坤伦;

非等温法研究Ni(CH_3COO)_2·4H_2O脱水反应的动力学    唐定兴,赵芸

TiO_2/天然橡胶复合材料的制备及热效应动力学研究    丁爱武;黄茂芳;李普旺;高天明;曾宗强;

氯化钙对一氧化碳还原分解磷石膏的影响    杜亚雷;马丽萍;郑绍聪;牛学奎;王建英;

烟叶的燃烧特性研究    钟仙芳;刘春波;陈永宽;王亚明;缪明明;刘志华;

配合物K_3〔Al(C_2O_4)_3〕·3H_2O与K_3〔Cr(C_2O_4)_3〕·3H_2O的热分解反应及其动力学研究    何飞刚;

铁矿-煤球团在空气中的还原过程    汪琦,孙家富,田济民,李文忠

基于热重法的电缆材料热解动力学研究    杨玲;钮英建;

含能材料安定性的动态真空安定性研究方法    张同来;刘芮;杨利;周遵宁;

过氧化月桂酰的热分解动力学研究    臧娜;钱新明;

硝酸异丙酯热性能研究进展    王晓君;许博;刘吉平;

辽宁野猪沟鲕状赤铁矿选矿试验研究    印万忠;陆欢欢;吕振福;

辽宁某鲕状赤铁矿焙烧磁选—反浮选试验研究    吕振福;陆欢欢;韩跃新;印万忠;李艳军;

微波磁化焙烧矿的弱磁选富集铌试验研究    李解;张邦文;李保卫;赵瑞超;

立式搅拌螺旋磨矿技术在难处理金属矿产中的应用    张国旺;肖骁;肖守孝;黄礼龙;赵湘;李自强;

TDE-85环氧树脂/酸酐体系固化反应动力学研究    冯驰;吴晓青;李嘉禄;

聚氟乙烯热分解动力学研究    王成忠;李玲;宋云华;黄丽;

g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究    李佳

碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究    高传慧

污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究    熊思江

天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究    王文涛

新型稀土配合物橡胶防老剂的制备及应用研究    谢婵

木质素及其模型物在不同热化学环境下的解构    刘江燕

低挥发份劣质燃料循环流化床燃烧特性研究    李社锋

低阶煤水热改性制浆的微观机理及燃烧特性研究    赵卫东

医疗废物中典型组分的热解焚烧特性及回转式流化冷渣三段焚烧系统的数值模拟    祝红梅

基于Zn/ZnO的两步式热化学准循环制氢系统基础性研究    吕明

农业废弃物热解特性的研究    唐京禧

煤氧化的反应机理函数和热效应的研究    郑艳敏

生物质与煤混合燃烧特性的研究    马爱玲

紫外照射对皮胶原结构和性能的影响    王堃

兖州天池矿采空区防火阻化剂优选    郭龙娇

平庄古山矿煤层自燃特性的热重动力学实验研究    张丽娜

城市污泥及其与煤混烧的燃烧特性研究    王艳

微型流化床反应分析仪的应用    朱剑虹

2-氨基-5-甲基吡啶类希夫碱配合物的合成、表征及生物活性研究    刘信玉

生物质热裂解制取生物油的研究    孙玉凤

HIsmelt工艺及技术    刘文运,王学峰

镍渣制备建筑用微晶玻璃的初步研究    史伟莉;袁怀雨;马明生;王亚利;

含煤球团的冶金特性    周渝生,杨天钧,李文采,杜挺,邓开文

粉煤粒度对其燃烧特性的影响    冯俊小,乐恺,刘应书,侯庆文

Kinetics of Hydrogen Absorption in Hydrogen Storage Alloy    

固/固相反应动力学模型及其应用    罗世永,张家芸,周土平

含碳球团铁浴熔融还原法    汪琦,杨兆祥,田济民,李文忠,孙家富

高炉长寿技术的最新进展    周渝生,曹传根,甘菲芳

氢气还原氧化铁动力学的非等温热重方法研究    庞建明;郭培民;赵沛;曹朝真;

内配碳赤铁矿球团反应动力学及其模型    黄典冰，孔令坛

宝钢铁前系统节能降耗实践与思考    朱仁良;

氢碳熔融还原动力学试验研究    郑少波;孙克强;郝学彬;杨森龙;王东彦;

熔融还原国际学术讨论会概况    汤永宁

第四次熔融还原会议在北京召开    王维兴

熔融还原国际学术讨论会在沈阳召开    孙宝坤

第四次熔融还原会议    

沈阳熔融还原国际会议    

冶金部第四次熔融还原会议召开    叔平;

熔融还原技术的研究与发展    谢良贤

熔融还原的理论分析    F.Oeters;张荣生;

碳饱和铁浴内渣中氧化铬熔融还原的动力学研究    肖泽强;肖艳萍;

氢-碳熔融还原实验室试验研究    倪晓明;骆琳;杨森龙;郑少波;

熔融还原系统的概念设计和研究    刘日新;许志宏;

熔融还原工艺中煤气富氢改质初步研究    王臣;马丽;王楠;邹宗树;

熔融还原技术的现状及发展前景    赵庆杰;魏国;许力贤;田青;

氢冶金的一些基础研究及新工艺探索    郑少波;

熔融还原技术在镍渣综合利用中的应用    张志冰;吴道洪;阮立明;

昆钢应用HIsmelt工艺的可行性    杨雪峰;张竹明;唐启荣;沈峰满;

奎那那HIsmelt工厂调试生产    尼尔·古德曼;亚德里安·姆尔;梅根·约翰逊;

印尼红土镍矿熔融还原研究    潘成;白晨光;吕学伟;胡途;毛磊;

铁浴熔融反应炉数值模拟研究    孙健;马泽军;李国玮;刘文运;周继良;张殿伟;

熔融还原铁项目落户中旗    记者 崔璧君 通讯员 张小兵

熔融还原技术发展现状及未来走向③    李华

熔融还原及其耐火材料    罗星源 薛文东

德令哈市30万吨熔融还原铁项目开工    记者 王志远

大田汇鑫—— 招工与项目建设一起推进    林起煌

全面考虑 积极研发 综合利用    张建良(作者单位：北京科技大学)

高炉炼铁与熔融还原    李振洪

熔融还原和高炉炼铁，竞争力孰强孰弱?    刘文权

熔融还原及其耐火材料    罗星源 薛文东

流态化技术在世界熔融还原工艺中的应用    赵华盛　王臣 李肇毅 周渝生

高硅白云石熔融还原炼镁新技术研究    唐祁峰

铁浴碳—氢复吹终还原反应器动力学研究    张波

基于热分析及其时间序列分析的高磷铁矿还原过程动力学研究    范国锋

氧气顶吹熔融还原技术冶炼钛铁矿的试验研究    齐翼龙

熔融还原富氧冶炼高磷铁矿实验研究    邓文龙

利用富氧顶吹熔融还原技术冶炼高磷铁矿和钛铁矿的研究    李慧斌

高磷铁矿熔融还原过程中组元活度对磷行为影响研究    魏可

惠民铁矿混合预熔脱磷剂熔融还原的实验研究    李虎

高磷铁矿直接熔融还原动力学复杂性研究    范国锋

煤基熔融还原炼铁过程中煤气化动力学的实验研究    李文滔