流化床作為主體反應(yīng)器用于煉鐵工藝中,除具有非高爐煉鐵工藝所共有的優(yōu)勢(shì)——擺脫對(duì)冶金焦的依賴(lài)以外,還具有可以直接利用粉礦,氣固接觸效率高,傳質(zhì)傳熱快等優(yōu)點(diǎn),從而被認(rèn)為是最高效的直接還原流程反應(yīng)器。但是,鐵礦粉在流態(tài)化直接還原過(guò)程中存在的粘結(jié)失流問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了流態(tài)化工藝的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。尤其是粒徑小于100μm的細(xì)鐵精礦粉,雖然此類(lèi)礦粉在我國(guó)具有更高的產(chǎn)量和更低的價(jià)格,并且使用過(guò)程中具有更快的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能,但是因?yàn)闃O易發(fā)生粘結(jié)失流,而難以應(yīng)用于流態(tài)化直接還原過(guò)程中。針對(duì)上述問(wèn)題,本文采用錐形流化床,解決了小于100 μm細(xì)鐵精礦粉直接還原過(guò)程中的失流問(wèn)題,并系統(tǒng)研究了防止失流的機(jī)理,考察了錐形流化床設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)細(xì)鐵粉礦直接還原過(guò)程中流化行為的影響,通過(guò)錐形流化床低溫預(yù)還原造粒-高溫深還原的"兩步法"工藝,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)細(xì)鐵粉礦直接還原過(guò)程強(qiáng)化,取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下:(1)對(duì)比了細(xì)鐵粉礦在錐形流化床和普通柱形流化床內(nèi)的流化行為和還原性能。研究發(fā)現(xiàn),在柱形流化床內(nèi),該粒級(jí)的細(xì)鐵精礦粉由于終端氣速的限制,只能在不超過(guò)700℃的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定流化,當(dāng)溫度高于700℃時(shí),將會(huì)在金屬化率40.0%以...

【文章頁(yè)數(shù)】：138 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 流態(tài)化直接還原煉鐵技術(shù)
        1.1.1 典型的流態(tài)化煉鐵工藝
        1.1.2 流態(tài)化煉鐵技術(shù)存在的主要問(wèn)題
    1.2 粘結(jié)失流研究現(xiàn)狀
        1.2.1 粘結(jié)失流影響因素
        1.2.2 粘結(jié)失流機(jī)理
            1.2.2.1 粘結(jié)研究歷程
            1.2.2.2 粘結(jié)失流模型
        1.2.3 防止失流措施
        1.2.4 錐形流化床特征及其在防止失流中應(yīng)用
    1.3 本論文研究思路
2 細(xì)鐵礦粉在錐形流化床和柱形流化床中直接還原對(duì)比研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及方法
        2.2.3 表征及計(jì)算方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 氣速對(duì)直接還原的影響
            2.3.1.1 氣速對(duì)柱形流化床內(nèi)直接還原的影響
            2.3.1.2 氣速對(duì)錐形流化床內(nèi)直接還原的影響
        2.3.2 溫度對(duì)直接還原的影響
    2.4 本章小結(jié)
3 錐形流化床內(nèi)H₂還原鐵礦粉表面形貌規(guī)律及其對(duì)粘結(jié)失流的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)
    3.3 結(jié)果與討論:
        3.3.1 H₂氣氛下直接還原鐵表面形貌
        3.3.2 H₂氣氛下表面形貌生成機(jī)制
        3.3.3 H₂含量及流速對(duì)流化行為的影響,及其與表面形貌的關(guān)系
    3.4 本章小結(jié):
4 錐形流化床內(nèi)聚團(tuán)行為及其機(jī)理分析
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 柱形流化床失流特征
        4.3.2 錐形床內(nèi)聚團(tuán)行為規(guī)律
            4.3.2.1 聚團(tuán)快速生成階段
            4.3.2.2 聚團(tuán)穩(wěn)定生長(zhǎng)階段
            4.3.2.3 聚團(tuán)二次生長(zhǎng)階段
    4.4 本章小結(jié)
5 錐形流化床設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)直接還原的影響及聚團(tuán)流化模型
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)材料
        5.2.2 表征及計(jì)算方法
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.4 理論模型
        5.4.1 模型計(jì)算結(jié)果
        5.4.2 修正聚團(tuán)流化模型在錐形流化床中的應(yīng)用
    5.5. 本章小結(jié)
6 錐形流化床直接還原過(guò)程強(qiáng)化
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟及分析方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 高溫直接還原流化行為
        6.3.2 預(yù)還原條件對(duì)高溫深還原的影響
        6.3.3 深還原條件對(duì)過(guò)程強(qiáng)化的影響
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷及發(fā)表文章目錄
致謝



本文編號(hào)：3994416