我國煉鋼產(chǎn)業(yè)和煉焦產(chǎn)業(yè)數(shù)量多,規(guī)模大。鋼渣和焦?fàn)t煤氣（COG）作為煉鋼和煉焦過程的副產(chǎn)品迫切需要合理利用。本論文主要以合理利用鋼渣和焦?fàn)t煤氣為主要目標(biāo),圍繞焦?fàn)t煤氣水蒸氣重整制氫及煉鋼爐渣對其的促進(jìn)機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。初步探索了焦?fàn)t煤氣水蒸氣重整制氫的動力學(xué)反應(yīng)機(jī)制;用浸漬法制備出的Ni-Ca/Al₂O₃為重整催化劑;基于鋼渣制備高性能CO₂吸附劑,并與焦?fàn)t煤氣水蒸氣催化重整耦合以提高其制氫效率;在不同工況下對鋼渣（鋼渣CaO和鋼渣浸出渣）促進(jìn)焦?fàn)t煤氣水蒸氣重整制氫效率進(jìn)行評價。主要研究結(jié)果如下:基于Chemkin計算平臺和所編制詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理,用苯和甲苯作為焦油�；�,對粗焦?fàn)t煤氣水蒸氣重整過程進(jìn)行了模擬研究。定量考察了水碳比、氧氣濃度、溫度、進(jìn)氣量對重整過程的影響。水碳比的增加有利于甲烷的轉(zhuǎn)化和氫氣的增益;氧氣濃度的增加有利于甲烷轉(zhuǎn)化,但是和氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)會降低氫氣增益率;入口軸向流速的增大會降低甲烷的轉(zhuǎn)化率,同時降低產(chǎn)氫效率。利用鋼渣為原料制備出鋼渣源CaO,具有很好的CO₂吸附吸能。在60... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國焦化廠數(shù)量分布云圖（2017年統(tǒng)計）

1 緒論工業(yè)原料或能源。工業(yè)固體廢物較廢水、廢氣容易實現(xiàn)資源化。鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)品種類非常多，是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其他絕大部分行業(yè)的材料都來自鋼鐵行業(yè)。近年來鋼鐵行業(yè)規(guī)模持續(xù)增長，鋼渣的排放量隨著我國鋼鐵工業(yè)的速發(fā)展而增加,合理有效地利用鋼渣成為近年來研究的重要課題。

圖 2-1 水碳比和氧氣濃度對焦?fàn)t煤氣水蒸氣重整制氫反應(yīng)的影響((a) CH4轉(zhuǎn)化率；((b) H2增益率；(c) CO 選擇性；(d) CO2選擇性)Figure 2-1 Effect of steam-carbon ratio and concentration of oxygen on coke oven gas steamreforming hydrogen production ((a) CH4conversion; (b) H2amplification radio;(c) CO selectivity;(d) CO2selectivity)圖 2-1 (a)給出了水碳比和氧氣濃度對焦?fàn)t煤氣水蒸氣重整反應(yīng)中 CH4轉(zhuǎn)化的影響。CH4轉(zhuǎn)化率隨著水碳比和氧氣濃度的上升而升高，O2與 COG 的比值每提升 4%，CH4轉(zhuǎn)化率可提高 2.5%左右，水碳比每提升 1，CH4轉(zhuǎn)化率可以提高3%。O2基本在反應(yīng)器入口處被耗盡，主要與 CH4和 H2發(fā)生氧化反應(yīng)。注入氧氣的濃度越高，甲烷通過氧化反應(yīng)消耗的越多。隨后，混合氣體進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部，CH4和 H2O 在高溫狀態(tài)下發(fā)生重整反應(yīng)，水蒸氣的含量決定了在反應(yīng)器內(nèi)部 CH4的轉(zhuǎn)化率。因此，H2O 和 O2含量的適當(dāng)增加，可以使 CH4轉(zhuǎn)化率提高，但是考慮到實際工程操作中，水量太大會帶走大量熱量，造成反應(yīng)器內(nèi)部溫度不穩(wěn)定，水碳比不能設(shè)置過高。圖 2-1 (b)給出了水碳比和氧氣濃度對焦?fàn)t煤氣水蒸氣重整反應(yīng) H2增益率的影響。水碳比越高，H2增益率越高。隨著水碳比的提高，繼續(xù)提升水碳比對氫

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Ni/MgO/Al2O3催化劑上以1-甲基萘為模型化合物高溫焦?fàn)t煤氣焦油的催化轉(zhuǎn)化[J]. 楊軍,汪學(xué)廣,李林,沈葵,魯雄剛,丁偉中.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報. 2010(09)
[2]X射線衍射原理及在材料分析中的應(yīng)用[J]. 李霞,滕曉云.  物理通報. 2008(09)
[3]帶能譜分析的掃描電子顯微鏡在材料分析中的應(yīng)用[J]. 王英姿,侯憲欽.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2007(09)
[4]掃描電子顯微鏡及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 朱琳.  吉林化工學(xué)院學(xué)報. 2007(02)

博士論文
[1]轉(zhuǎn)爐鋼渣中鐵的還原回收及制備高膠凝性水淬渣的方法研究[D]. 郭輝.華南理工大學(xué) 2018
[2]鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)多周期優(yōu)化調(diào)度模型研究[D]. 趙賢聰.北京科技大學(xué) 2018
[3]以鋼鐵行業(yè)固廢為原料的高強(qiáng)高性能混凝土研究[D]. 崔孝煒.北京科技大學(xué) 2017
[4]利用鋼渣制備高鈣高鐵陶瓷的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究[D]. 趙立華.北京科技大學(xué) 2017
[5]鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集研究[D]. 田思聰.清華大學(xué) 2016
[6]鋼渣中有價組元回收及資源化利用的基礎(chǔ)研究[D]. 崔玉元.東北大學(xué) 2013
[7]焦?fàn)t煤氣重整透氧膜研究及材料優(yōu)化[D]. 沈培俊.上海大學(xué) 2011
[8]透氧膜反應(yīng)器焦?fàn)t煤氣重整制氫催化劑研究[D]. 楊志彬.上海大學(xué) 2011
[9]焦?fàn)t煤氣中氫氣和甲烷的吸附分離[D]. 劉艷娜.大連理工大學(xué) 2010
[10]焦?fàn)t煤氣催化轉(zhuǎn)化制氫鎳基催化劑的研究[D]. 程紅偉.上海大學(xué) 2009

碩士論文
[1]焦粉基CO2吸附劑制備、改性及性能評價[D]. 張學(xué)偉.太原理工大學(xué) 2018
[2]鋼渣中f-CaO膨脹性研究[D]. 呂楊.北京化工大學(xué) 2017
[3]鋼鐵企業(yè)剩余煤氣高效再利用研究[D]. 周雪鹿.西安建筑科技大學(xué) 2017
[4]轉(zhuǎn)爐鋼渣浸出脫磷及含磷浸出液吸附除磷研究[D]. 譙勇.重慶大學(xué) 2017
[5]鋼渣磁選分離及尾渣用于燒結(jié)工藝研究[D]. 朱廣太.重慶大學(xué) 2016
[6]C40大摻量鋼渣集料水泥混凝土的性能研究[D]. 張亞曼.山東交通學(xué)院 2016
[7]利用水化—碳酸化鋼渣和脫硫灰制備建材制品[D]. 王靜茹.大連理工大學(xué) 2016
[8]鋼渣改性及其對水泥基材料性能影響試驗研究[D]. 侯克偉.安徽建筑大學(xué) 2016
[9]焦?fàn)t煤氣自重整還原鐵礦的特性研究[D]. 張江斌.重慶大學(xué) 2016
[10]轉(zhuǎn)爐鋼渣處理技術(shù)優(yōu)化[D]. 穆艷春.山東大學(xué) 2015



本文編號：3017892