半焦孔隙结构特征及气化反应的实验研究

发布时间：2025-06-28 04:44

　　钢铁企业作为高能耗,高污染行业的代表,节能降耗提高经济效益是企业生存和发展的必由之路。焦炭作为高炉炼铁不可缺少的原料,因其价格昂贵,一直是炼钢成本居高不下的主要因素之一;为了降低成本,提高经济效益,寻找替代焦碳的替代燃料刻不容缓。半焦由于反应性好,价格低廉,而且物化特性与焦炭相似,可用于替代焦炭的研究。在高炉的软熔带,焦炭不可避免的会发生熔损反应,降低了焦炭的强度,造成了高炉炉况恶化,且增大了焦比,使成本升高;本文希望利用半焦来替代软熔带因熔损反应损失的部分焦炭,降低焦比,提高经济效益。利用压汞法和低温氮气吸附法对半焦和焦炭的孔隙结构、孔表面积、孔体积等物化特性进行了对比研究,结果表明:半焦和焦炭内部孔隙结构呈“墨水瓶”状或网络状发杂结构;大孔和中孔的体积决定了两种煤焦孔体积的大小,小孔和微孔的孔表面积决定了两种煤焦孔表面积的大小;且半焦的孔表面积和总孔体积分别是焦炭的5倍多和2倍多,充分说明半焦的孔隙结构比焦炭发达。利用STA449F3热重分析仪分析了粒度大小、CO₂气体流量大小以及升温速率的快慢对半焦和焦炭气化反应的影响。研究结果表明:粒度越小半焦的气化反应温度...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的提出
        1.1.1 选题的背景
        1.1.2 研究目的和意义
    1.2 煤的气化原理及影响因素
        1.2.1 煤焦气化反应过程分析
        1.2.2 煤的气化反应机理
        1.2.3 煤焦的反应性
        1.2.4 煤焦气化原理及主要影响因素
        1.2.5 煤炭气化的意义
    1.3 半焦的发展
        1.3.1 半焦的应用及研究现状
        1.3.2 半焦生产的主要炉型
        1.3.3 半焦的生产工艺
    1.4 主要研究方法和内容
2 半焦和焦炭孔隙结构研究
    2.1 样品制备及分析
        2.1.1 样品制备
        2.1.2 样品的工业和元素分析
    2.2 压汞法
        2.2.1 压汞仪的工作原理
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 半焦的测定结果及分析
        2.2.4 焦炭的测定结果的分析
    2.3 低温氮气吸附法
        2.3.1 氮气吸附法原理
        2.3.2 实验测定结果及分析
    2.4 小结
3 半焦和焦炭气化反应的实验研究
    3.1 粒度对气化反应的影响
        3.1.1 实验条件
        3.1.2 实验结果及分析
    3.2 CO₂气体流量对半焦气化反应的影响
        3.2.1 实验条件
        3.2.2 实验结果及分析
    3.3 升温速率对气化反应的影响
        3.3.1 实验条件
        3.3.2 实验结果及分析
    3.4 小结
4 半焦-CO₂气化反应动力学的研究
    4.1 常用的气化反应动力学模型
    4.2 动力学参数
        4.2.1 等转化率法
        4.2.2 动力学参数的计算
        4.2.3 微分法求反应活化能
    4.3 最概然机理函数的推断
        4.3.1 y(a)函数的定义
        4.3.2 最概然函数的推断
    4.4 小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士论文取得的成果
致谢



本文编号：4054444