有压热闷渣微粉对环氧涂料的性能影响

以有压热闷渣为研究对象,采用超细立式粉磨机处理有压热闷渣形成微粉,利用有压热闷渣微粉替代传统防腐填料与环氧树脂、二甲苯、正丁醇及聚酰胺形成有压热闷渣/环氧复合防腐涂料.根据《色漆和清漆摆杆阻尼试验》(GB/T 1730—2007)、《漆膜划圈试验》(GB/T 1720—2020)、《色漆和清漆耐磨性的测定旋转橡胶砂轮法》(GB/T 1768—2006)、《漆膜、腻子膜柔韧性测定法》(GB/T 1731—2020)测定涂层的硬度、附着力、耐磨性、柔韧性,《色漆和清漆耐中性盐雾性能》(GB/T 1771—2007)与《漆膜吸水率测定法》(HG/T 3344—2012)测定涂层的耐盐雾性能及吸水率.采用接触角测量仪、精密阻抗测试仪和电化学工作站测定涂层的接触角、阻抗模量和腐蚀电位.采用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪和激光粒度分析仪测试微观形貌、化学成分、矿物组成和粒度分布.研究有压热闷渣微粉对环氧复合防腐涂料涂层力学性能、防腐性能的影响,及其作用机理.结果表明有压热闷渣的主要矿物成分C_(3)S、C_(2)S、Ca(OH)_(2)、C_(2)F、RO相和f-CaO等,其具有硅酸盐特性可以提高耐久性.利用超细立式粉磨机对有压热闷渣进行加工,有利于f-CaO矿化,减小颗粒粒径、增大比表面积.当有压热闷渣微粉的粒径均匀度为2.240,其添加量为5%时有压热闷渣/环氧复合防腐涂料涂层的性能最佳,即摆杆硬度测试结果为115.75 s、附着力为3级、磨损量最小、柔韧性为4 mm、阻抗模量为10^(6.1)Ω·cm^(2)、腐蚀电位E为0.143 V.有压热闷渣微粉作为一种刚性粒子,将其加入环氧涂料体系中,一方面可以改善涂层的硬度、耐摩擦、力学等性能,另一方面合理的粒径均匀度可以增强涂层的密实度,提升防腐性能.开启有压热闷渣在非建材领域高值化利用的新途径,实现钢铁行业“以废增效”、涂料行业“以废降本”的目的.

复合粘结剂对球团高温固结的影响及机理

膨润土是球团矿生产过程中的主要粘结剂,能显著改善原料成球性、提升球团质量,但较高的SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量会造成炼铁生产渣量增加.添加少量有机粘结剂替代部分膨润土已成为改善球团性能的必要手段.本文考察了有机粘结剂P替代部分膨润土对球团高温强度的影响,结合激光闪射法和热重法(TG)研究了有机粘结剂对磁铁矿球团内部结构及传热、传质的影响.结果表明,复合粘结剂可以替代部分膨润土,适量有机组分的增加有利于预热球、焙烧球强度的提升和球团的氧化.主要原因是有机粘结剂P经过高温后热解,并在球团内部形成适量孔隙,球团热传导系数降低,内部升温梯度减缓,避免了球团表层因过快氧化结晶而形成致密的氧化层.同时,细小的孔隙有利于氧气进入球团内部,促进Fe_(3)O_(4)氧化成Fe_(2)O_(3),氧化分数fTGA随着有机粘结剂P的添加而逐渐升高,由90.80%提至92.17%.

烧结烟气钙基脱硫副产物资源化利用研究进展

烧结烟气是钢铁工业的主要污染源之一,烧结烟气脱硫已经成为大气污染治理的重要方面。近年来,随着烧结脱硫处理设备的大量使用,脱硫副产物的处理越来越受到重视。本文从烧结烟气钙基脱硫工艺特点入手,分析了不同烧结烟气脱硫副产物的理化特性,阐述了国内外脱硫副产物资源化利用的现状以及在利用过程中存在的问题,并提出烧结烟气脱硫副产物高附加值、大宗量、无二次污染资源化利用的主要方向。

烧结燃料对烟气中挥发性有机物释放的影响

采用PF-300便携式甲烷、总烃、非甲烷总烃测试仪对烧结杯试验产生的烟气挥发性有机物含量进行分析,研究混合料水分、固体燃料质量分数和燃料种类对烧结烟气挥发性有机物释放的影响。研究结果表明:挥发性有机物在烧结过程中持续释放,在烧结过程的后1/3段其排放浓度明显降低;适宜的水分、较低的固体燃料消耗有利于降低挥发性有机物排放,同时,煤粉作为燃料时挥发性有机物排放明显比焦粉的挥发性有机物排放高且排放总质量与固体燃料的挥发分正相关,而非甲烷总烃的产生量不受燃料种类的影响,说明挥发分不是非甲烷总烃产生的决定性因素。

铁矿石烧结过程中的二噁英检测方法研究

摘要铁矿石烧结过程是二噁英产生的重要来源，烧结烟气的复杂性和二噁英的痕量／超痕量特性使二嚼英的检测成为难题。针对铁矿石烧结特性，制定了适用于烧结杯实验和烧结机现场的二噁英采样方法，采用高分辨气相色谱（HRGC）／高分辨质谱（HRMS）对烟气中的二噁英进行检测。通过检测分析，4种采样内标物质回收率均在75％～110％，说明采样及检测过程准确、可靠，烧结杯实验和烧结机现场烟气的二嚼英毒性当量浓度分别为0．50、0．43figTEQ／m3，与权威机构检测结果基本吻合，该方法可为铁矿石烧结过程二嚼英检测提供技术支持。

基于添加尿素的铁矿烧结过程二噁英减排技术研究

铁矿烧结过程是二噁英排放的主要污染源之一。研究了铁矿烧结过程中添加尿素对烧结烟气二噁英减排的影响。结果表明,烧结料层中混匀加入0.020%、0.035%、0.050%(质量分数)的固态尿素后,二噁英的排放质量浓度分别为0.20、0.12、0.20ng TEQ/m3,与未加尿素时的二噁英排放质量浓度(0.50ng TEQ/m3)相比均有大幅度降低。尿素混匀加入对二噁英的减排效果优于定点加入,固态尿素对二噁英的减排效果优于液态尿素。最后阐述了尿素对烧结过程二噁英的减排机制。

烟气循环烧结热风罩内气流数值模拟及优化

烟气循环技术是基于部分热废气被再次引入烧结过程的原理而开发的一种新型烧结模式,对提高烧结余热利用率、降低污染物排放和烧结能耗具有显著效果.但循环烟气在烟气罩内流动状态、烟气罩漏风状况等对烟气循环的效果及稳定性至关重要.为此,对某钢厂循环烟气罩内烟气流动状态及漏风状况进行模拟,结果表明:现有烟气罩人孔打开时虽然在一定程度上削弱了烟气进入形成漩涡的强度,但并未改善烟气旋转流动,导致料面上烟气流速不均;通过优化烟气罩内导流板结构和数量,削弱了烟气罩内烟气旋转流动,明显改善了循环烟气的流动,使烟气分布更均匀;同时烟气罩漏风状况大大改善,优化后使A侧漏风口由漏风1.2 m^(3)·s^(-1)变为吸风2.4 m^(3)·s^(-1),有利于烧结生产的顺行.

热废气循环条件下的烧结过程反应解析

基于铁矿烧结过程中的物理化学反应,研究其传热与传质过程。通过建立模型对料层内气流平均速度、压力分布、料层温度以及烟气成分和体积分数进行模拟计算,分析热废气循环条件下的各烧结反应行为,并结合烧结现场工艺状况,对模型进行验证。结果表明:烟气中的CO2受焦粉燃烧和熔剂热分解影响,体积分数由最初的9.93%上升至13.10%,烟气中CO体积分数随着燃烧反应的进行略有增加。在靠近点火端的料层高温区域,料层中的水分开始蒸发,循环烟气中H2O体积分数为5.2%;烟气经过湿料,水分发生冷凝,料层中含水量由初始时刻的6.0%升高到10.5%,产生过湿现象。同时,对现场工艺进行测试,气体流速的波动范围在0.10~1.00 m/s之间时,烧结过程中O2、CO和CO2体积分数变化的模拟结果与现场测试结果相吻合。

基于Pt-Ce-Ti催化剂的烧结烟气CO氧化性能研究

为减少烧结烟气中CO排放,采用浸渍法制备了一系列Pt-Ce-Ti催化剂,并在模拟的烧结烟气中测试了催化剂的CO催化氧化性能。首先,通过改变TiO_(2)载体上Pt的质量分数,研究了Pt质量分数与催化剂活性的关系;其次,通过共浸渍掺杂和载体的形式,研究了CeO_(2)对催化剂活性的影响;然后,研究了催化剂的抗SO_(2)性能;最后,通过XRD,BET和XPS等表征手段研究了催化剂活性差异的机理。研究结果表明:催化剂活性随着Pt质量分数提高而提高;在Pt质量分数为0.1%的基础上以CeO_(2)为载体或微量掺杂,可以提高催化剂的活性,Pt_(0.1%) /TiO_(2)、Pt_(0.1%) /CeO_(2)和Pt_(0.1%) Ce_(0.1%)/TiO_(2)催化剂在120℃活性分别为6.80%,84.84%和99.99%;Pt_(0.1%) Ce_(0.1%)/TiO_(2)的抗硫能力突出,在SO_(2)体积分数为0.003%的混合气中,CO平均氧化率为87.0%。催化剂中Pt质量分数越高,CO吸附和反应位点越多,催化剂活性越高。加入CeO_(2)会增加催化剂表面吸附氧数量,增强催化氧化过程供氧能力,提高催化剂的活性。TiO_(2)可以促使水分子解离成羟基,促进CO催化氧化过程,并与SO_(2)形成竞争吸附作用,提高催化剂抗SO_(2)性能。

基于n(Fe_2O_3)/n(CaO)的铁矿粉烧结液相流动性测定方法

针对以碱度(R=w(CaO)/w(SiO_2),w为质量分数)控制混合料CaO的添加量的铁矿粉液相流动性检测方法(R值法)在评价SiO_2质量分数不同的铁矿粉时结论与烧结生产存在差异的问题,提出以混合料铁钙的物质的量比(n(Fe_2O_3)/n(CaO))控制CaO添加量的铁矿粉液相流动性检测方法(N值法)。分别以化学纯试剂和铁矿粉为原料,对比研究了R值法和N值法对液相流动性指数检测结果的影响;并基于2种检测结果进行优化配矿—烧结杯试验。研究结果表明:R值法测得液相流动性指数与铁矿粉中SiO_2质量分数有明显的线性正相关关系,掩盖了铁矿粉真实的液相流动特性;N值法可以显著减小SiO_2含量对铁矿粉液相流动性指数的影响。基于N值法的优化配矿—烧结产质量指标与R值法相比,成品率、利用系数、转鼓强度分别提高4.62%,0.11 t/(m^2·h)和1.91%,固体燃耗降低1.96 kg/t。

一种基于动态电阻测量的铁矿粉同化性检测新方法

在分析测量铁矿粉最低同化温度方法优缺点的基础上,基于测量同化反应前后接触面物质导电性变化,提出判断同化反应时机的方法(电阻法)。以不同类型铁矿粉为原料,对比研究传统观察法和电阻法对铁矿粉最低同化温度检测结果的影响,分析同化反应试样在不同温度时反应界面微观结构及矿相组成。研究结果表明:2种方法测量的铁矿粉最低同化温度结果存在差异,但变化规律相同。未同化试样中,铁矿粉与CaO接触面处有明显分界线,部分细小黏附颗粒铁矿粉与CaO发生固相反应生成铁酸钙。在恰好同化试样中,接触面的分界线变成锯齿状,铁矿粉与CaO反应形成厚度为0.2~0.4mm铁酸钙层。在过同化试样中,CaO全面扩散进入铁矿粉中,铁矿粉逐渐熔合形成整体。

面向污染物减排的烧结烟气循环研究与应用进展

对比了已有的5种典型烧结烟气循环工艺特点与应用情况,介绍了烧结烟气循环工艺的研究进展,研究了宝钢开发的BSFGR工艺对烧结烟气中O2、CO、SO2、NOX等成分排放规律的影响。结果表明,当循环烟气中O2含量从21%降至18%时,烧结烟气中O2、SO2、NOX含量均有所降低,CO含量升高,烧结烟气总排放量及各污染物排放量降低,节能减排效果显著。

工业燃煤废气挥发性有机物催化减排研究进展

工业燃煤是挥发性有机物(VOCs)主要排放源之一,VOCs是臭氧和二次有机气溶胶形成的关键前驱体,对环境和人体健康造成危害。总结现阶段常见的VOCs治理方法及减排技术,综述燃煤工业废气VOCs催化燃烧技术中催化剂选型及开发等方面的研究进展,对比分析钙钛矿型催化剂掺杂改性、制备方法等对其催化VOCs活性的影响,且对工业燃煤废气多污染物协同减排技术进行展望。钙钛矿作为具有发展前景的重要催化材料,将其应用于工业烟气VOCs减排领域具有较高的可行性,开发高效稳定且具多污染物协同减排功效的钙钛矿型催化剂具有重要的应用价值。

焦煤比对烧结烟气中挥发性有机物排放特性的影响

采用PF-300便携式甲烷､总烃､非甲烷总烃测试仪对烧结杯实验产生的烟气进行挥发性有机物含量分析,研究了烧结燃料焦煤比对烟气挥发性有机物排放特性的影响,结果表明:挥发性有机物在烧结过程中持续释放,其排放趋势与NOx相一致;TVOCs和MHC的生成与煤粉和焦粉的挥发分有显著的相关性,以煤粉为主要燃料时,适当配加焦粉不仅对TVOCs和MHC具有物理减排效应,还存在煤焦混合协同减排的效应.同时对国内某钢铁烧结机进行TVOCs排放浓度及分样组成检测,表明:该钢铁烧结机烟气中挥发性有机物排放浓度较高,其结果与烧结杯实验所得曲线一致;烧结工序VOCs分样检测主要化合物为乳酸乙酯､丙酮､苯､甲苯､正己烷等.

纳米形貌对Ce-V催化剂降解氯苯活性影响

利用水热合成法制备了Ce-V催化剂,研究了纳米形貌对Ce-V催化剂降解氯苯活性的影响。通过NaOH/氨水调节溶液化学环境、添加表面修饰剂P123,对Ce-V催化剂晶粒生长方向进行调控,分别获得纳米立方状(CV-1)、纳米颗粒状(CV-2)和纳米棒状(CV-3)形貌的催化剂。对比不同纳米形貌催化剂降解氯苯活性差异,并利用XRD,BET和TEM对Ce-V催化剂理化特性进行了表征。结果表明:三种Ce-V催化剂纳米颗粒大小顺序为CV-1>CV-2>CV-3,降解活性顺序为CV-3>CV-2>CV-1。其中,氨水调节后的CV-2和CV-3催化剂中形成了CeVO 4新相,缓解了VO x在催化剂表面团聚,有效提升了催化剂氯苯降解活性。Ce-V催化剂动力学计算结果说明,CV-3的表观活化能最高,为(9.26±3.76)kJ·mol^(-1),与实测结果一致。

2500m^3高炉炉缸炉底侵蚀监测模型的开发与应用

高炉炉缸炉底是影响高炉寿命的限制性环节之一。为了避免发生严重侵蚀甚至烧穿等重大事故,针对马钢2 500 m^3高炉,开发了利用热电偶或者冷却设备数据监测炉缸炉底侵蚀监测模型。采用该模型,监测了马钢2 500 m^3高炉的炭砖残存厚度变化。该模型可用于判断炉缸炉底是处于侵蚀阶段还是处于堆积阶段,对高炉操作者分析、判断和调节炉况有指导作用。

铁矿烧结烟气半干法脱硫灰亚临界水热非均相氧化

采用亚临界水热氧化法对铁矿烧结烟气半干法脱硫灰进行氧化,采用单因素变量法考察初始压强、温度、固液比、反应时间对脱硫灰中Ca SO3氧化的影响。结果表明,适当增加初始压强、提高氧化温度、降低固液比及增加氧化时间可有效改善脱硫灰中Ca SO3的氧化效果,温度对Ca SO3氧化影响最显著。在初始压强4 MPa、反应温度240℃、反应时间120 min、固液质量比为1:30的条件下,脱硫灰中Ca SO4定向析出,呈纤维状,为脱硫灰水热氧化同步合成Ca SO4晶须提供了可能。

铁矿烧结烟气半干法脱硫灰除杂及水热非均相低温快速氧化

铁矿烧结半干法烟气脱硫灰因含有大量性质不稳定的亚硫酸钙,无法得到有效利用,脱硫灰的氧化改性是实现其大规模或高值化利用的重要手段。脱硫灰中的碳酸钙是限制其氧化改性的主要因素,碳酸钙与亚硫酸钙两者相互包覆,降低了亚硫酸钙氧化反应的比表面积,限制其氧化速度。利用L(+)-抗坏血酸和冰醋酸两种弱酸作为对碳酸钙的脱除剂,其中浓度为0.4 g/g的冰醋酸可将脱硫中亚硫酸钙含量最高提升至81.17%,最大增幅达69.71%。采用亚临界水热非均相氧化法对不同因素对脱硫灰中亚硫酸钙氧化率的影响进行了研究。结果表明除杂后亚硫酸钙的氧化速率明显增加。在温度140℃、时间30 min、初始压力2 MPa、初始固液比1:30、转速300 r/min条件下,亚硫酸钙氧化率达98.72%,实现了脱硫灰低温快速氧化,产物初步具备制备大长径比硫酸钙晶须生长基础条件。