【摘要】：當(dāng)前隨著國(guó)家對(duì)鋼鐵去產(chǎn)能和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力下,降本增效已成為冶金企業(yè)緊迫任務(wù),一方面高爐大型化及冶煉技術(shù)的發(fā)展對(duì)焦炭熱性質(zhì)提出更高的要求;另一方面我國(guó)優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源短缺,迫使企業(yè)尋求擴(kuò)大煉焦煤資源。搗固煉焦具有相應(yīng)的成本優(yōu)勢(shì),其焦炭具有低顯氣孔率、高冷態(tài)強(qiáng)度和反應(yīng)性偏高等特點(diǎn),但是3200m3以上大高爐生產(chǎn)很難應(yīng)用。為此,本文通過(guò)利用連續(xù)熱失重裝置測(cè)定混合焦炭與CO2的反應(yīng)行為,以不同種類的頂裝焦與搗固焦為實(shí)驗(yàn)焦樣,通過(guò)上下分層混合試驗(yàn)、1:1比例等溫等反應(yīng)性試驗(yàn)、不同比例等溫試驗(yàn)以及不同比例非等溫試驗(yàn),考察混合焦炭各自焦炭的熱態(tài)性質(zhì)變化規(guī)律,為高爐生產(chǎn)使用混合焦炭提供理論依據(jù)。下層焦炭的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于上層焦炭,下層焦炭的反應(yīng)后強(qiáng)度遠(yuǎn)低于上層焦炭,說(shuō)明混合焦炭與CO2存在位置效應(yīng),即距離氧化氣源越近或者越先接觸氧化性氣體,焦炭的反應(yīng)性越高;在32%的等反應(yīng)性的1:1混合焦炭反應(yīng)研究中,搗固焦的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率要遠(yuǎn)大于頂裝焦,反應(yīng)后強(qiáng)度要遠(yuǎn)低于頂裝焦,利用反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析,頂裝焦的活化能Ea要高于搗固焦,說(shuō)明CO2優(yōu)先與混合焦炭中的搗固焦進(jìn)行碳溶反應(yīng),在高爐實(shí)際生產(chǎn)中添加搗固焦可保護(hù)頂裝焦的骨架支撐作用。在不同比例混合焦炭的等溫以及非等溫研究中,隨著搗固焦混入比例的增大,混合焦炭整體的反應(yīng)性逐漸增加,整體的反應(yīng)后強(qiáng)度逐漸降低,其中搗固焦均表現(xiàn)出反應(yīng)性增大、反應(yīng)后強(qiáng)度減小的趨勢(shì),頂裝焦均表現(xiàn)出反應(yīng)性減小,反應(yīng)后強(qiáng)度增大的趨勢(shì),說(shuō)明搗固焦與頂裝焦在熱性質(zhì)方面具有良好的互補(bǔ)性。通過(guò)全面研究頂裝與搗固混合焦的熱態(tài)反應(yīng)性變化規(guī)律,對(duì)拓寬高爐焦來(lái)源和提高高爐操作利用系數(shù)具有重要的理論和實(shí)際意義。
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TF526.1
【圖文】：

圖 1-3 焦炭氣化過(guò)程Fig.1-3 Coke gasification process焦炭的溶損反應(yīng)主要有以下 5 個(gè)步驟組成：(1)反應(yīng)氣體 CO2在濃度差和氣流的作用下從外界穿過(guò)氣膜擴(kuò)散至焦炭顆粒表面；(2)CO2氣體從顆粒表面擴(kuò)散至氣孔孔道內(nèi)；(3)CO2在焦炭顆粒內(nèi)部的氣孔壁表面進(jìn)行氣化反應(yīng)，導(dǎo)致氣孔孔徑變大，氣孔穿透貫通，閉氣孔被打通形成外氣孔；(4)反應(yīng)生產(chǎn)的 CO 氣體在濃度差的作用下從焦然顆粒內(nèi)部氣孔擴(kuò)散至顆粒外表面；(5)從內(nèi)部氣孔擴(kuò)散出來(lái)的 CO 氣體與在表面反應(yīng)生成的 CO 氣體在濃度差的推動(dòng)下擴(kuò)散至 CO2主體氣體中。其中，步驟(1)和步驟(5)是外擴(kuò)散過(guò)程，步驟(2)和步驟(4)是內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程，這四個(gè)步驟都屬于物理過(guò)程，其擴(kuò)散速率的大小受到濃度差的控制。步驟(3)屬于化學(xué)過(guò)程，包括 CO2氣體的吸附、化學(xué)反應(yīng)和 CO 氣體的解吸，其被稱為本征動(dòng)力學(xué)過(guò)程，反應(yīng)速率的大小受指前因子、活化能大小等控制。

58圖 3-24 頂裝焦與搗固焦的 SEM 圖像Fig.3-24 the SEM pictures of top loading coke and tamping coke

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本文編號(hào)：2720684