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H-C-O体系质量及化学平衡衡算图的开发
被引量：
4
1
作者
沈峰满
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期12-17,共6页
制备满足直接还原铁工艺要求的富氢还原气体是确保直接还原铁工艺能否取得成功的关键环节之一,因此解决还原气体制备参数的选择问题至关重要。基于物质衡算及化学热力学平衡原理,创新性地构建了“H-C-O体系质量及化学平衡衡算图”(H-C-...
制备满足直接还原铁工艺要求的富氢还原气体是确保直接还原铁工艺能否取得成功的关键环节之一,因此解决还原气体制备参数的选择问题至关重要。基于物质衡算及化学热力学平衡原理,创新性地构建了“H-C-O体系质量及化学平衡衡算图”(H-C-O衡算图),开发了由H-C-O衡算图确定制备富氢还原气体工艺参数的图解法。介绍了包括n_(H_(2)O)/n_(CH_(4))标尺和nCO_(2)/nCH4标尺制作过程等在内的H-C-O衡算图制作原理、使用方法和包括确定各种气体在H-C-O衡算图中的位置、制备给定n_(H_(2))/n_(CO)还原气体组成时1 mol CH_(4)气体应配加的H_(2)O和CO_(2)物质的量、制备任意给定组成气体的气源配比情况下配加气体的物质的量以及制备富氢还原气体工艺时的析碳区域等功能。以采用天然气(NG)与焦炉煤气(COG)的混合气体(30%NG+70%COG,体积分数)为制备富氢还原气体的气源,运用H-C-O衡算图确定需添加的CO与CO_(2)混合气体的物质的量为例,详细介绍了H-C-O衡算图的使用方法。同时,简要地介绍了采用天然气或焦炉煤气重整制备富氢还原气体工艺过程中“临界析碳曲线”和“析碳”区域,讨论了制备富氢还原气体工艺时的重整温度、体系总压、还原气体n_(H_(2))/n_(CO)比值对临界析碳曲线和析碳区域的影响,为天然气重整或焦炉煤气重整制备富氢还原气体工艺参数的选择提供了新的理论指导依据。
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关键词
富氢直接还原铁
富氢还原气体
H-C-O体系
质量衡算
化学热力学平衡
天然气或焦炉煤气重整
原文传递
关于天然气重整制备富氢还原气体过程中析碳问题的调控--H-C-O体系质量及化学平衡衡算图的应用例
被引量：
1
2
作者
沈峰满
章苇玲
+3 位作者
郑艾军
郑海燕
丁智敏
李季
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期9-16,共8页
采用天然气重整或焦炉煤气重整工艺制备富氢还原气体时,若操作参数控制不当将会出现碳的析出问题,影响制备富氢气体工序的稳定顺行,因此研究控制制备富氢还原气体过程中的析碳非常必要。应用“H-C-O体系质量及化学平衡衡算图”和化学平...
采用天然气重整或焦炉煤气重整工艺制备富氢还原气体时,若操作参数控制不当将会出现碳的析出问题,影响制备富氢气体工序的稳定顺行,因此研究控制制备富氢还原气体过程中的析碳非常必要。应用“H-C-O体系质量及化学平衡衡算图”和化学平衡原理,探讨了天然气重整或焦炉煤气重整工艺制备富氢还原气体过程中的“析碳”问题。在假设天然气重整或焦炉煤气重整体系处于临界析碳状态的前提下,确定了析碳曲线与还原气体n_(H_(2))/n_(CO)、重整温度和体系总压等因素的对应关系,从热力学角度给出了天然气重整或焦炉煤气重整制备富氢还原气体工艺中的临界析碳曲线、“析碳区”与“非析碳区”以及控制析碳且能满足直接还原铁要求的给定n_(H_(2))/n_(CO)值富氢还原气体制备时的重整温度与体系总压等工艺参数。结果表明,为了确保n_(H_(2))/n_(CO)和有效成分φ(H_(2))+φ(CO)合量同时满足直接还原气体组成要求,在体系总压P_(tot)=0.1 MPa条件下重整温度须高于800℃;随着体系总压的升高,CH4的转化率呈下降趋势;对于低n_(H_(2))/n_(CO)(=2),随着体系总压的升高析碳区域将增大;但对于n_(H_(2))/n_(CO)(=5),随着体系总压的升高析碳区域反而变小,这是因为当n_(H_(2))/n_(CO)较低时,碳的气化反应为主流反应,提高压力将增强析碳,而当n_(H_(2))/n_(CO)较高时,甲烷分解反应为主流反应,压力升高将妨碍甲烷分解,抑制了析碳的缘故;另外,体系总压过高将无法获得有效成分φ(H_(2))+φ(CO)合量满足直接还原铁工艺要求的还原气体。
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关键词
富氢直接还原铁
富氢还原气体
天然气重整或焦炉煤气重整
H-C-O体系质量及化学平衡衡算图
析碳控制
热力学分析
原文传递
题名
H-C-O体系质量及化学平衡衡算图的开发
被引量：
4
1
作者
沈峰满
机构
东北大学冶金学院
出处
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期12-17,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(NSFC52274322,NSFC51974073)。
文摘
制备满足直接还原铁工艺要求的富氢还原气体是确保直接还原铁工艺能否取得成功的关键环节之一,因此解决还原气体制备参数的选择问题至关重要。基于物质衡算及化学热力学平衡原理,创新性地构建了“H-C-O体系质量及化学平衡衡算图”(H-C-O衡算图),开发了由H-C-O衡算图确定制备富氢还原气体工艺参数的图解法。介绍了包括n_(H_(2)O)/n_(CH_(4))标尺和nCO_(2)/nCH4标尺制作过程等在内的H-C-O衡算图制作原理、使用方法和包括确定各种气体在H-C-O衡算图中的位置、制备给定n_(H_(2))/n_(CO)还原气体组成时1 mol CH_(4)气体应配加的H_(2)O和CO_(2)物质的量、制备任意给定组成气体的气源配比情况下配加气体的物质的量以及制备富氢还原气体工艺时的析碳区域等功能。以采用天然气(NG)与焦炉煤气(COG)的混合气体(30%NG+70%COG,体积分数)为制备富氢还原气体的气源,运用H-C-O衡算图确定需添加的CO与CO_(2)混合气体的物质的量为例,详细介绍了H-C-O衡算图的使用方法。同时,简要地介绍了采用天然气或焦炉煤气重整制备富氢还原气体工艺过程中“临界析碳曲线”和“析碳”区域,讨论了制备富氢还原气体工艺时的重整温度、体系总压、还原气体n_(H_(2))/n_(CO)比值对临界析碳曲线和析碳区域的影响,为天然气重整或焦炉煤气重整制备富氢还原气体工艺参数的选择提供了新的理论指导依据。
关键词
富氢直接还原铁
富氢还原气体
H-C-O体系
质量衡算
化学热力学平衡
天然气或焦炉煤气重整
Keywords
hydrogen
-
rich
direct
reduction
iron
hydrogen
-
rich
reduction
gas
H-C-O
system
mass
balance
chemical
thermodynamic
equilibrium
natural
gas
reforming
or
coke
oven
gas
reforming
分类号
TF55 [冶金工程—钢铁冶金]
原文传递
题名
关于天然气重整制备富氢还原气体过程中析碳问题的调控--H-C-O体系质量及化学平衡衡算图的应用例
被引量：
1
2
作者
沈峰满
章苇玲
郑艾军
郑海燕
丁智敏
李季
机构
东北大学冶金学院
宝钢湛江钢铁有限公司制造管理部
河钢集团宣化钢铁集团有限责任公司
出处
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期9-16,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(NSFC52274322,NSFC51974073)。
文摘
采用天然气重整或焦炉煤气重整工艺制备富氢还原气体时,若操作参数控制不当将会出现碳的析出问题,影响制备富氢气体工序的稳定顺行,因此研究控制制备富氢还原气体过程中的析碳非常必要。应用“H-C-O体系质量及化学平衡衡算图”和化学平衡原理,探讨了天然气重整或焦炉煤气重整工艺制备富氢还原气体过程中的“析碳”问题。在假设天然气重整或焦炉煤气重整体系处于临界析碳状态的前提下,确定了析碳曲线与还原气体n_(H_(2))/n_(CO)、重整温度和体系总压等因素的对应关系,从热力学角度给出了天然气重整或焦炉煤气重整制备富氢还原气体工艺中的临界析碳曲线、“析碳区”与“非析碳区”以及控制析碳且能满足直接还原铁要求的给定n_(H_(2))/n_(CO)值富氢还原气体制备时的重整温度与体系总压等工艺参数。结果表明,为了确保n_(H_(2))/n_(CO)和有效成分φ(H_(2))+φ(CO)合量同时满足直接还原气体组成要求,在体系总压P_(tot)=0.1 MPa条件下重整温度须高于800℃;随着体系总压的升高,CH4的转化率呈下降趋势;对于低n_(H_(2))/n_(CO)(=2),随着体系总压的升高析碳区域将增大;但对于n_(H_(2))/n_(CO)(=5),随着体系总压的升高析碳区域反而变小,这是因为当n_(H_(2))/n_(CO)较低时,碳的气化反应为主流反应,提高压力将增强析碳,而当n_(H_(2))/n_(CO)较高时,甲烷分解反应为主流反应,压力升高将妨碍甲烷分解,抑制了析碳的缘故;另外,体系总压过高将无法获得有效成分φ(H_(2))+φ(CO)合量满足直接还原铁工艺要求的还原气体。
关键词
富氢直接还原铁
富氢还原气体
天然气重整或焦炉煤气重整
H-C-O体系质量及化学平衡衡算图
析碳控制
热力学分析
Keywords
hydrogen
-
rich
direct
reduction
iron
hydrogen
-
rich
reducing
gas
natural
gas
reforming
or
coke
oven
gas
reforming
H-C-O
system
mass
balance
and
chemical
equilibrium
diagram
control
of
carbon
deposition
thermody-namic
analysis
分类号
TF55 [冶金工程—钢铁冶金]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
H-C-O体系质量及化学平衡衡算图的开发
沈峰满
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
原文传递
2
关于天然气重整制备富氢还原气体过程中析碳问题的调控--H-C-O体系质量及化学平衡衡算图的应用例
沈峰满
章苇玲
郑艾军
郑海燕
丁智敏
李季
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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