高炉炉顶煤气中HCl气体脱除的动力学研究

【摘要】：高炉喷煤技术的发展、布袋除尘工艺的推广以及高炉煤气余压发电技术的应用都极大地促进了钢铁行业的发展。然而,煤气中HCl气体对整个高炉生产过程的影响逐渐显现出来,主要表现在煤气管道的腐蚀、热风炉蓄热室格子砖结渣、布袋除尘箱内壁结渣、TRT机组叶片结垢等,严重影响了高炉生产的正常运行。因此,对高炉炉顶煤气中HCl气体脱除的研究具有重要意义。通过建立数学模型研究脱氯反应过程动力学,得出脱氯剂与煤气中HCl气体的反应主要受化学反应控制,同时产物层的扩散控制也不容忽视。采用气体脱除实验装置研究了无尘条件下和含尘条件下煤气气体成分中CO、CO2、N2、H2含量对高炉炉顶煤气中HCl气体脱除过程的影响,并进一步研究了煤气中炉尘含量对高炉炉顶煤气中HCl气体脱除过程的影响。从中可以得出以下主要结论:高炉煤气中CO2含量增加,脱氯剂的一次穿透时间与穿透氯容量降低,煤气脱氯效果有所恶化;高炉煤气中CO含量与N2含量增加,脱氯剂的一次穿透时间与穿透氯容量增加,煤气脱氯效果有所改善;高炉煤气中H2含量对煤气脱氯效果没有明显的影响。含尘条件下煤气成分对脱氯剂一次穿透时间和穿透氯容量的影响规律与无尘条件下煤气成分对脱氯剂一次穿透时间和穿透氯容量的影响规律没有明显变化,但含尘条件下脱氯剂的一次穿透时间与穿透氯容量明显高于无尘条件下脱氯剂的一次穿透时间与穿透氯容量。炉尘对高炉煤气脱氯反应速度的影响很大,当高炉煤气中的含尘量处在20g/m3~30g/m3范围内,高炉煤气脱氯效果比较好,高炉炉顶煤气中HCl气体脱除工艺适宜的实施地点应该是重力除尘器后,布袋除尘器前。 【关键词】：高炉煤气 氯化氢 动力学 穿透时间 穿透氯容量
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 文献综述10-21
• 1.1 高炉炉顶煤气中氯的主要来源10-11
• 1.1.1 来自含铁物料中的氯10-11
• 1.1.2 来自燃料中的氯11
• 1.2 氯的主要赋存状态11-13
• 1.2.1 氯在铁矿石中的赋存状态11-12
• 1.2.2 氯在煤炭中的赋存状态12
• 1.2.3 氯在焦炭中的赋存状态12
• 1.2.4 氯在高炉煤气中的赋存状态12-13
• 1.3 高炉炉顶煤气中HCl的主要危害13-16
• 1.3.1 对煤气管道的危害13
• 1.3.2 对布袋除尘的危害13-14
• 1.3.3 对TRT的危害14-15
• 1.3.4 对热风炉的危害15-16
• 1.3.5 对环境的危害16
• 1.4 煤气脱氯技术的发展16-19
• 1.4.1 脱氯的反应机理及脱氯技术16-17
• 1.4.2 国内外煤气脱氯技术的发展17-18
• 1.4.3 脱氯剂研究现状18-19
• 1.5 高炉炉顶煤气脱氯的意义19
• 1.6 主要研究内容19-21
• 第2章 HCl气体脱除的动力学研究21-33
• 2.1 脱氯反应动力学模型21-27
• 2.2 确定动力学参数的数学描述27-29
• 2.3 动力学参数的确定29-32
• 2.3.1 数学模型下的参数确定29
• 2.3.2 脱氯剂的试验参数确定29-32
• 2.4 小结32-33
• 第3章 煤气成分对高炉炉顶煤气脱氯过程的影响33-43
• 3.1 试验设备33
• 3.2 试验过程33-34
• 3.3 试验方案34-35
• 3.4 CO_2含量对高炉煤气中HCl脱除过程的影响35-37
• 3.5 CO含量对高炉煤气中HCl脱除过程的影响37-38
• 3.6 N_2对高炉煤气中HCl脱除过程的影响38-40
• 3.7 H_2对高炉煤气中HCl脱除过程的影响40-41
• 3.8 小结41-43
• 第4章 含尘条件下煤气成分对高炉炉顶煤气脱氯过程的影响43-53
• 4.1 试验过程43
• 4.2 试验方案43-44
• 4.3 CO_2对含尘高炉煤气中HCl脱除过程的影响44-46
• 4.4 CO对含尘高炉煤气中HCl脱除过程的影响46-48
• 4.5 N_2对含尘高炉煤气中HCl脱除过程的影响48-50
• 4.6 H_2对含尘高炉煤气中HCl脱除过程的影响50-52
• 4.7 小结52-53
• 第5章 炉尘含量对高炉炉顶煤气脱氯过程的影响53-58
• 5.1 试验过程53
• 5.2 试验方案53-54
• 5.3 炉尘含量对脱氯效果的影响54-57
• 5.4 小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 导师简介64
• 企业导师简介64-65
• 作者简介65-66
• 学位论文数据集66

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