焦炉煤气催化制甲烷和低碳醇研究进展

冶金煤气是冶金工业产生的气体,处理不当会造成严重的碳排放及空气污染,使钢铁行业碳中和面临巨大挑战。冶金煤气,尤其是其中的焦炉煤气,不仅可作为燃料使用,而且其富含的碳、氢元素是重要的化工资源。通过钢化联产工艺制造化学品实现钢铁行业减排,有望解决温室气体排放、资源浪费、能源消耗和空气污染等环境和能源问题。在催化固碳工艺中,以焦炉煤气催化制甲烷和低碳醇等产品因其过程具有工艺路线短、操作可行性强等优点最受关注。首先介绍了焦炉煤气催化制甲烷和甲醇的工艺条件及反应机理,并介绍助剂和载体等因素对催化剂抗积炭能力及稳定性的影响。其次,强调了构建具有高活性和稳定性的双活性中心对焦炉煤气制其他低碳醇催化剂设计的重要性,并阐述了前体结构和助剂等因素对改性费托合成催化剂和改性甲醇催化剂的影响机制。从反应条件看,甲烷化需较高温度,而制甲醇需较高压力;从工艺复杂程度看,甲烷化最简单,而制甲酸最复杂;从耗氢量看,甲酸不需消耗氢气,而甲烷化耗氢量最大。钢化联产应在综合考虑各种现实因素及产品经济效益的基础上,因地制宜开展催化降碳,不断推动钢化联产技术的创新及清洁能源技术的发展。

冷轧带钢卷内凸缺陷的分析与研究

对于厚度较薄的冷轧带钢卷,在卷取完成后卸卷时很容易产生内凸缺陷,影响了带钢质量,降低了带钢的成材率。为了分析冷轧带钢卷的内凸缺陷的产生原因,本文把冷轧带钢卷径向弹性模量作常量处理,假设带钢卷为各向同性,得出带钢卷产生内凸的原因及形貌公式,并进一步分析和研究了带钢厚度、卷取初始张力以及带钢层间摩擦因数对钢卷内凸缺陷的影响。研究表明,在其他影响因素条件相同的前提下,单一影响因素增大都将引起冷轧带钢卷内层受径向压力增大,从而使冷轧带钢卷越容易产生内凸缺陷。

铁水预脱磷温度对脱磷渣结构及行为的分析与探讨

为探究不同铁水温度下脱磷熔渣结构演变对脱磷效果及磷迁移富集行为的影响,在铁水温度为1340~1420℃条件下进行了实验室试验,利用XRD、SEM-EDS、FTIR和Raman光谱对试验后脱磷终渣的结构进行了表征。热力学理论分析表明,随着温度的升高,磷的分配比逐渐降低。铁水脱磷试验表明,当铁水温度为1380℃时,铁水脱磷效率最高,温度过高或过低均不利于脱磷,且铁水硅质量分数随着温度的升高逐渐降低。XRD和SEM-EDS分析结果表明,磷主要富集在2CaO·SiO_(2)结晶区,富磷相由2CaO·SiO_(2)-3CaO·P_(2)O_(5)固溶体组成,温度的升高会降低富磷相的比例。拉曼和红外分析结果表明,Si—O—Si键受温度升高的影响较小。当温度较低时,炉渣中Q^(1)(Si)、Q^(2)(Si)和Q^(3)(Si)的含量增加。当温度升至1380℃时,Si—O—Si键断裂,Q^(0)(Si)增大。低聚合度的硅酸盐结构促进磷的迁移和聚集,以Q^(1)(P)形式存在的磷逐渐增加。当温度为1380~1420℃时,较高的铁水温度抑制了磷的迁移,进入渣中的硅往往以高聚合度的形式存在,随着脱硅反应的进行,渣的聚合度逐渐增加。此外,由于FeO_(6)八面体的显著增加和硅酸盐聚合度的提高,磷向硅氧网络结构中的迁移受到抑制,以Q^(0)(P)形式存在的磷逐渐增加,磷在炉渣中的扩散程度增加。可以为钢铁企业解决铁水磷质量分数超标问题和控制合理的预脱磷温度提供理论指导和参考。