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CO气氛下碱土金属氧化物对金属铁析出行为的影响

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中国科学：技术科学 2012年第11期42卷 1388-1394页

作者：赵志龙唐惠庆张奔郭占成北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

在粉铁矿气基还原过程中,碱土金属氧化物对颗粒表面金属铁析出行为有很大影响.本文模拟矿石颗粒表面气固反应条件,通过原位观察方法,从微观角度揭示碱土金属氧化物对还原后金属铁析出形态和显微结构演变等的影响.实验结果表明,掺入MgO... 详细信息

在粉铁矿气基还原过程中,碱土金属氧化物对颗粒表面金属铁析出行为有很大影响.本文模拟矿石颗粒表面气固反应条件,通过原位观察方法,从微观角度揭示碱土金属氧化物对还原后金属铁析出形态和显微结构演变等的影响.实验结果表明,掺入MgO对CO还原铁氧化物过程起抑制作用,而CaO,SrO和BaO起促进作用.碱土金属氧化物均能改变金属铁的析出形态,达到抑制铁晶须生长的最低掺入摩尔分数(NAO)与掺入阳离子半径(2Ar)、核外电子层数(2An)有关,符合NAO1.310-5r2A2(nA2)～(1/2)的关系.

关键词：气基还原 CO气氛原位观察碱土金属氧化物

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氢气氛下半焦有机硫的脱除动力学

化工学报 2004年第8期55卷 1335-1340页

作者：刘军利唐惠庆郭占成中国科学院过程工程研究所北京100080

研究了半焦颗粒在氢气氛下有机硫脱除的本征动力学行为 .实验采用微分反应器 ,研究结果表明 ,半焦颗粒的脱硫与气氛、温度和半焦硫含量有关 .通过比较粒子反应模型和随机孔模型 ,粒子反应模型仅适合于处理半焦颗粒氢气气氛脱硫的初始阶... 详细信息

研究了半焦颗粒在氢气氛下有机硫脱除的本征动力学行为 .实验采用微分反应器 ,研究结果表明 ,半焦颗粒的脱硫与气氛、温度和半焦硫含量有关 .通过比较粒子反应模型和随机孔模型 ,粒子反应模型仅适合于处理半焦颗粒氢气气氛脱硫的初始阶段 ,而随机孔模型符合整个脱硫过程 .

关键词：半焦脱硫有机硫粒子反应模型随机孔模型

折流式移动床反应器内粉铁矿煤气还原模拟算法的研究

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钢铁研究学报 2002年第5期14卷 6-11页

作者：唐惠庆郭占成姚雨中国科学院过程工程研究所北京100080

以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础 ,通过分析折流式移动床反应器中煤气预还原粉铁矿的传热和传质过程 ,并结合粉铁矿煤气还原的动力学数据 ,全面考虑了煤气和粉铁矿的热力学性能数据 ,建立了粉铁矿在折流式移动床中的... 详细信息

以质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律为基础 ,通过分析折流式移动床反应器中煤气预还原粉铁矿的传热和传质过程 ,并结合粉铁矿煤气还原的动力学数据 ,全面考虑了煤气和粉铁矿的热力学性能数据 ,建立了粉铁矿在折流式移动床中的还原数学模型 ,为优化折流式移动床干燥器的设计和粉铁矿还原的实验研究提供了可靠的理论依据。

关键词：折流式移动床反应器粉铁矿煤气还原模拟算法数学模型

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微型流化床中气氛对还原度的影响

钢铁研究学报 2014年第4期26卷 18-23页

作者：林银河郭占成唐惠庆北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

为了过程优化和提高反应的还原度,设计了两步法试验。试验采用的是微型流化床反应器,能够确保反应器空间中的每一个颗粒都处于相同的温度和气体浓度。试验结果表明,预还原阶段形成的颗粒表观形貌对还原度有着重要的影响,终还原阶段中的C... 详细信息

为了过程优化和提高反应的还原度,设计了两步法试验。试验采用的是微型流化床反应器,能够确保反应器空间中的每一个颗粒都处于相同的温度和气体浓度。试验结果表明,预还原阶段形成的颗粒表观形貌对还原度有着重要的影响,终还原阶段中的CO在混合气体中所占的比例直接影响着还原速率的大小。合理的控制还原反应速率,延长反应时间,有利于还原度的提高。当CO在混合气体中所占的比例为83%时,巴西矿粉的还原度达到了88%。

关键词：铁矿粉还原两步法还原表观形貌还原度

CO还原Fe_2O_3过程中金属铁析出的微观行为

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钢铁研究学报 2012年第11期24卷 23-28,62页

作者：赵志龙唐惠庆郭占成北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

通过原位观察和同步热分析的方式,研究气固两相界面还原反应时金属铁析出形态、矿相结构演变过程,明确金属铁的析出形态与显微结构、黏结特性之间的关系。结果表明,CO气氛下Fe2O3还原时金属铁主要以纤维状生成的铁晶须为主,还原速率是... 详细信息

通过原位观察和同步热分析的方式,研究气固两相界面还原反应时金属铁析出形态、矿相结构演变过程,明确金属铁的析出形态与显微结构、黏结特性之间的关系。结果表明,CO气氛下Fe2O3还原时金属铁主要以纤维状生成的铁晶须为主,还原速率是决定这种形态差异的主要原因;在Fe2O3→Fe3O4→FeO中只会因晶格转变产生体积大小变化,且伴有裂纹和孔洞的发生,没有铁晶须生成;在FeO→Fe中出现铁晶须形核和生长,且铁晶须是100%的纯金属铁。要避免铁晶须生成,就要在FeO→Fe转变时抑制铁原子的定向迁移。

关键词：炼铁原位观察气基还原铁晶须黏结

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两相流中煤粉的燃烧机理及动力学特征

燃料化学学报 2013年第1期41卷 33-39页

作者：李振钢郭占成唐惠庆北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

利用微型流化床动力学分析仪研究了两相流条件下无烟煤粉的燃烧反应机理和动力学特征,并与热重法所得结果进行比较分析。结果表明,当温度大于850℃时,煤粉燃烧机理发生了变化,燃烧气态产物的生成比例也随之改变;当气速大于0.10 m/s时,... 详细信息

利用微型流化床动力学分析仪研究了两相流条件下无烟煤粉的燃烧反应机理和动力学特征,并与热重法所得结果进行比较分析。结果表明,当温度大于850℃时,煤粉燃烧机理发生了变化,燃烧气态产物的生成比例也随之改变;当气速大于0.10 m/s时,气体扩散限制基本被消除,煤粉燃烧反应速率主要受界面化学反应控制;煤粉燃烧反应速率随着氧气分压的增大呈幂函数形式增长,且氧气分压对煤粉静置燃烧的影响更加显著。煤氧两相流燃烧的表观活化能与静置燃烧相比降低了49 kJ/mol,相同温度条件下两相流燃烧的界面化学反应阻力也明显小于热重法测试结果。

关键词：两相流煤粉氧浓度燃烧机理动力学

折流式移动流化床改质焦炉煤气预还原铁矿粉的数值模拟

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钢铁研究学报 2012年第10期24卷 20-25页

作者：唐惠庆毛莹郭占成叶树峰北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190

建立了折流式移动流化床内利用改质焦炉煤气进行气基粉铁矿预还原的数学模型。模型求解采用FLUENT和PHOENICS的联合求解。冷态工况的数值模拟结果和试验结果进行了比较。通过比较床层平均压降和分析气固相的流动行为,对提出的数学模型... 详细信息

建立了折流式移动流化床内利用改质焦炉煤气进行气基粉铁矿预还原的数学模型。模型求解采用FLUENT和PHOENICS的联合求解。冷态工况的数值模拟结果和试验结果进行了比较。通过比较床层平均压降和分析气固相的流动行为,对提出的数学模型的可靠性进行了验证。利用所建立的数学模型对利用该反应器和采用改质COG(焦炉煤气)对铁矿粉预还原的工艺过程进行了热态模拟。在模拟的工况条件下,指出了反应器内分布板布置上的缺陷;反应器必须采用气体分布板振动才可以保持气固正常流动,同时保持较小的流化气速。还原气温度的整体降幅达到770K,气相还原势的利用率达到35%,矿粉的还原分数达到0.7,反映出该反应器内良好的气固换热和对还原势的利用率。该反应器在一个紧凑的结构下实现了对还原气热能和还原势的梯级利用。

关键词：折流式移动流化床焦炉煤气铁矿粉数值模拟

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折流移动床干燥行为研究

化学工程 2002年第6期30卷 20-24,40页

作者：金鑫郭占成唐惠庆宋波北京科技大学冶金学院北京100083 中国科学院过程工程研究所北京100080

在折流移动床流动特性研究的基础上 ,以小米为干燥对象 ,对此新型反应器在干燥中的应用进行了研究 ,实验观察并分析了各种操作条件对干燥效果的影响。结果表明 ,折流移动床完全可以用于较大颗粒的干燥 ,并且具有产物均匀且易于调控的优... 详细信息

在折流移动床流动特性研究的基础上 ,以小米为干燥对象 ,对此新型反应器在干燥中的应用进行了研究 ,实验观察并分析了各种操作条件对干燥效果的影响。结果表明 ,折流移动床完全可以用于较大颗粒的干燥 ,并且具有产物均匀且易于调控的优点 ,同时多层床的实现 ,提高了干燥过程中热能的利用率 ,装置低压损的特性减少了动力消耗。同时建立了干燥模型 ,对该过程进行了模拟。

关键词：折流移动床干燥模型干燥装置研究

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还原气氛对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响

北京科技大学学报 2013年第3期35卷 273-281页

作者：邵剑华郭占成唐惠庆北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室北京100083

采用热态可视流化床装置研究了973～1173 K不同气氛条件对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响.研究发现,一定表观气速条件下温度和还原气氛组成对失流时铁矿粉的金属化率影响不大,而失流时颗粒微观形态受还原气种类和温度的影响较显著,但... 详细信息

采用热态可视流化床装置研究了973～1173 K不同气氛条件对流态化还原铁矿粉黏结失流的影响.研究发现,一定表观气速条件下温度和还原气氛组成对失流时铁矿粉的金属化率影响不大,而失流时颗粒微观形态受还原气种类和温度的影响较显著,但还原气体积分数对形态的影响较小.此外,流化时间随着还原气体积分数的增大而逐渐缩矩,并通过线性拟合得到了不同温度时二者间的数学关系式.

关键词：流化床铁矿石还原流态化气氛