氯化镁中试热解炉热工过程数值计算研究

为了探究MgCl_(2)喷雾热解工艺中的核心设备热解炉内的复杂热过程,提高工艺产品质量和设备使用寿命,采用欧拉-拉格朗日方法建立了气固两相流传热与热解反应耦合的数学模型,研究了热解炉稳定运行时的温度场、颗粒分解过程和HCl分布情况,并探讨了进口气体温度和流量对MgO转化率和HCl分布的影响。结果表明,在研究范围内,随着进口烟气温度和流量的增加,产品转化率逐渐提高。当烟气入口流量为1.5 m^(3)/s、入口温度为1423 K时和烟气入口温度为1273 K、入口流量为2.25 m^(3)/s时,产品转化率均达到100%。随着颗粒向下运动,HCl浓度逐渐增大,在出料口处HCl达到最大质量分数为6.5%。此外,随着进口烟气温度和流量的增加,出料口处的HCl浓度呈现先增后减的变化规律。对应HCl浓度最大值时的进口烟气温度和流量分别为1373 K和1.75 m^(3)/s。

球团回转窑煤粉供入量预测

球团回转窑煤粉供入量的预测对回转窑精准控制和建设智能工厂都至关重要。然而,煤粉供入量与众多因素有关,只依据煤粉的历史数据建立模型进行预测,效果难以满足实际生产需求。因此,建立了基于XGBoost的煤粉消耗量预测模型,对影响煤粉消耗量的众多因素进行筛选,确定影响煤粉消耗量的关键影响因素。以某球团厂为应用案例,开展了煤粉供入量预测研究。煤粉消耗量预测结果的平均相对误差为7.22%,生产状态平稳时的预测平均相对误差为6.1%,生产波动较大时的预测平均相对误差为8.9%,预测结果精度较高。

典型钢铁生产流程理论极限能耗与CO_(2)排放分析

高炉-转炉流程是钢铁生产的主要流程,该流程也是典型的铁-煤化工过程,其物质、能源消耗和CO_(2)排放一直居高不下,在双碳目标下,钢铁生产流程节能与CO_(2)排放面临巨大压力和挑战。因此,以典型高炉-转炉长流程炼钢以及电弧炉短流程炼钢工艺为基础的极致能耗和CO_(2)排放的研究具有重要意义。围绕钢铁生产过程反应机理,采用热力学和热化学理论,对相应的生产工艺进行假设,基于实际的原料、燃料参数和反应条件,从工序和全流程的角度计算了典型钢铁生产过程的理论极限能耗和理论CO_(2)排放量,并剖析了其影响因素。结果表明,轧制过程为冷装料情况下,原料为全铁水时高炉-转炉长流程的理论极限能耗(以标准煤计)和CO_(2)排放为389.29 kg/t和824.08 kg/t(以CO_(2)计);15%废钢比的条件下,高炉-转炉长流程的理论极限能耗(以标准煤计)和CO_(2)排放减少,为338.56 kg/t和681.30 kg/t(以CO_(2)计)。采用电炉短流程炼钢工艺时,钢铁生产过程的能耗进一步降低,如采用100%废钢时,短流程炼钢工艺的理论极限能耗(以标准煤计)和CO_(2)排放分别为72.76 kg/t和328.79 kg/t(以CO_(2)计);而当原料为DRI或铁水时,电炉炼钢工序的能耗减少,但不利于全流程能耗的降低。探讨了不同原料结构、冶炼工艺对全流程能耗和CO_(2)排放的影响,以期为钢铁生产流程极致能效、极限碳排放分析提供理论依据,从而挖掘典型钢铁生产流程节能降碳潜力,助力钢铁行业碳达峰碳中和目标实现。