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数值模拟φ(CO)∶φ(H_(2))对直接还原竖炉反应过程的影响
被引量:
1
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作者
田旭
周恒
+3 位作者
黄健
蔡皓宇
寇明银
吴胜利
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期34-40,57,共8页
随着制氢技术的发展,气基直接还原竖炉使用绿色H_(2)作为还原剂进行生产变得可行。在诸多非高炉炼铁技术中,富氢直接还原竖炉工艺有望解决传统高炉长流程工艺CO_(2)排放高的问题。但富氢直接还原竖炉面临的共性问题是还原煤气中H_(2)体...
随着制氢技术的发展,气基直接还原竖炉使用绿色H_(2)作为还原剂进行生产变得可行。在诸多非高炉炼铁技术中,富氢直接还原竖炉工艺有望解决传统高炉长流程工艺CO_(2)排放高的问题。但富氢直接还原竖炉面临的共性问题是还原煤气中H_(2)体积分数过高时还原吸热导致炉内热量不足,从而影响煤气利用率和金属化率。如何调整还原煤气φ(CO)∶φ(H_(2)),使CO还原过程释放热量来弥补H_(2)还原吸收的热量,并配合其他操作参数及炉型结构的优化,实现充分利用还原煤气中物理能与化学能,从而提高煤气利用率及金属化率,成为富氢直接还原竖炉亟需解决的问题。建立了富氢直接还原竖炉二维CFD数学模型,考察还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))对竖炉内温度场、浓度场分布的影响规律。数学模型的正确性通过与实际工厂数据对比得以验证。模拟结果显示,当还原煤气中H_(2)体积分数上升时,竖炉内温度整体持续下降。随着还原煤气中H_(2)体积分数逐渐升高,H_(2)利用系数逐渐下降、CO利用系数缓慢增长,煤气综合利用系数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为60%时,综合利用系数达到最高,为0.28。随着H_(2)体积分数的升高,竖炉出口铁摩尔分数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为40%~50%时,铁摩尔分数最高可达95.67%。实际生产过程中,还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))维持在40%∶60%左右可获得较高的煤气利用率及产品金属化率。
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关键词
富氢直接还原竖炉
φ(CO)∶φ(H_(2))
反应过程
数值模拟
煤气利用率
原文传递
题名
数值模拟φ(CO)∶φ(H_(2))对直接还原竖炉反应过程的影响
被引量:
1
1
作者
田旭
周恒
黄健
蔡皓宇
寇明银
吴胜利
机构
北京
科技大学冶金与生态工程学院
北京
科技大学自动化学院
北京建龙重工集团有限公司炼铁技术部
出处
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期34-40,57,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51904023)
北京科技大学青年教师学科交叉研究资助项目(中央高校基本科研业务费专项资金资助项目)(FRF-IDRY-21-027)。
文摘
随着制氢技术的发展,气基直接还原竖炉使用绿色H_(2)作为还原剂进行生产变得可行。在诸多非高炉炼铁技术中,富氢直接还原竖炉工艺有望解决传统高炉长流程工艺CO_(2)排放高的问题。但富氢直接还原竖炉面临的共性问题是还原煤气中H_(2)体积分数过高时还原吸热导致炉内热量不足,从而影响煤气利用率和金属化率。如何调整还原煤气φ(CO)∶φ(H_(2)),使CO还原过程释放热量来弥补H_(2)还原吸收的热量,并配合其他操作参数及炉型结构的优化,实现充分利用还原煤气中物理能与化学能,从而提高煤气利用率及金属化率,成为富氢直接还原竖炉亟需解决的问题。建立了富氢直接还原竖炉二维CFD数学模型,考察还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))对竖炉内温度场、浓度场分布的影响规律。数学模型的正确性通过与实际工厂数据对比得以验证。模拟结果显示,当还原煤气中H_(2)体积分数上升时,竖炉内温度整体持续下降。随着还原煤气中H_(2)体积分数逐渐升高,H_(2)利用系数逐渐下降、CO利用系数缓慢增长,煤气综合利用系数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为60%时,综合利用系数达到最高,为0.28。随着H_(2)体积分数的升高,竖炉出口铁摩尔分数呈现先上升后下降的趋势,当H_(2)体积分数为40%~50%时,铁摩尔分数最高可达95.67%。实际生产过程中,还原煤气中φ(CO)∶φ(H_(2))维持在40%∶60%左右可获得较高的煤气利用率及产品金属化率。
关键词
富氢直接还原竖炉
φ(CO)∶φ(H_(2))
反应过程
数值模拟
煤气利用率
Keywords
hydrogen-enriched direct reduction shaft furnace
φ(CO)∶φ(H_(2))
reaction process
numerical simula-tion
gas utilization coefficient
分类号
TF554 [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
数值模拟φ(CO)∶φ(H_(2))对直接还原竖炉反应过程的影响
田旭
周恒
黄健
蔡皓宇
寇明银
吴胜利
《钢铁》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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