[SKD11]流態(tài)化還原煉鐵技術(shù)
發(fā)布：公司新聞 點(diǎn)擊次發(fā)布時間：2014-07-06
[SKD11]流態(tài)化還原煉鐵技術(shù)
流態(tài)化（fluidization）是一種由于流體向上流過固體顆粒堆積的床層而使得固體顆粒具有一般流體性質(zhì)的物理現(xiàn)象，是現(xiàn)代多相相際接觸的工程技術(shù)。使用流態(tài)化技術(shù)的流化床反應(yīng)器因具有相際接觸面積大，溫度、濃度均勻，傳熱傳質(zhì)條件好，運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)。
高爐煉鐵技術(shù)在礦產(chǎn)資源受限和環(huán)保壓力增大等形勢下，將面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。鐵礦石對外依存度過高、鐵礦石粒度越來越小和焦炭資源枯竭等狀況，迫使人們加快步伐探索改進(jìn)或替代高爐工藝的非高爐型煉鐵工藝。以氣固流態(tài)化還原技術(shù)為代表的非高爐煉鐵工藝逐步受到重視。
新工藝的建立和發(fā)展需要理論研究作為支撐。目前國內(nèi)對于流態(tài)化還原煉鐵過程中的氣固兩相流規(guī)律的認(rèn)識還不夠深入，特別是對不同屬性鐵礦粉的流態(tài)化特性、不同操作條件下的流態(tài)化還原特性，以及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)對流態(tài)化還原過程的影響等相關(guān)研究還不夠充分，基于流態(tài)化還原技術(shù)的新工藝要成熟應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)還有明顯距離。
隨著適用于煉鐵的優(yōu)質(zhì)鐵礦資源不斷減少、粒度越來越細(xì)，使用球團(tuán)礦會增加生產(chǎn)成本，直接采用粉礦進(jìn)行流態(tài)化還原成為煉鐵技術(shù)發(fā)展中被考慮的一種重要途徑。該工藝可直接使用粉礦，省去傳統(tǒng)的燒結(jié)、球團(tuán)和煉焦流程，大大縮短鐵前工序，有利于環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用，而且擁有高的換熱、傳質(zhì)和輸送效率，因其理論上的經(jīng)濟(jì)可行性與傳統(tǒng)高爐工藝形成鮮明對比而備受關(guān)注。
因此，研究顆粒屬性對流化特性的影響，對指導(dǎo)特定流化特性要求的生產(chǎn)工藝的物料選擇和制備具有重要意義。而合理的床體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部構(gòu)件設(shè)計(jì)可以有效地改善流態(tài)化過程中氣體的分布和氣泡狀態(tài)，是流化床反應(yīng)器的放大及工業(yè)化應(yīng)用的重要前提。
對于流態(tài)化還原的煉鐵技術(shù)發(fā)展而言，須要進(jìn)一步開展理論與實(shí)驗(yàn)研究，可借助物理模型和數(shù)值模擬，研究不同粒徑及分布、不同微觀性質(zhì)、不同成分與密度的鐵礦粉的流化過程及性質(zhì)，得出鐵礦粉屬性與流化性質(zhì)的相互關(guān)系；研究針對鐵礦粉流化的不同床體形狀及尺寸和內(nèi)部構(gòu)件如分布板、氣泡控制部件等對鐵礦粉流化流態(tài)的影響，研究黏結(jié)失流產(chǎn)生的原因和條件，尋求適于鐵礦粉流化的床體設(shè)計(jì)的變量和參數(shù)，以及改善內(nèi)部流體力學(xué)條件的適宜的物理量及參數(shù)、多級流化床反應(yīng)器或不同流型的流化床反應(yīng)器的銜接參數(shù)等。鐵礦粉在流態(tài)化狀態(tài)下表現(xiàn)出的動力學(xué)特性與傳統(tǒng)鐵礦粉還原的差異，以及不同還原條件（如溫度、壓力、氣體成分組成等）對流態(tài)化還原過程的影響也同樣值得進(jìn)一步研究，以確定鐵礦粉流態(tài)化還原的熱力學(xué)和動力學(xué)適宜條件，避免黏結(jié)失流，并提高還原氣體利用率和生產(chǎn)效率等。還須研究反應(yīng)器的放大問題，提出系列有關(guān)流化床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及運(yùn)行優(yōu)化的控制參數(shù)，以適應(yīng)新工藝的發(fā)展要求，促進(jìn)我國流態(tài)化還原煉鐵新工藝的工業(yè)化應(yīng)用。
發(fā)展流態(tài)化技術(shù)須重視基礎(chǔ)研究
流態(tài)化技術(shù)可以把固體散料懸浮于運(yùn)動的流體之中，使顆粒與顆粒之間脫離接觸，從而消除顆粒間的內(nèi)摩擦現(xiàn)象，使固體顆粒具有一般流體的特性，以期得到良好的物理化學(xué)條件。流態(tài)化技術(shù)很早就被引入冶金行業(yè)，成為非高爐煉鐵技術(shù)氣基還原流程中的一類重要工藝。流態(tài)化技術(shù)在直接還原煉鐵過程中主要有鐵礦粉磁化焙燒、粉鐵礦預(yù)熱和低度預(yù)還原、生產(chǎn)直接還原鐵的冶金功能。
我國從上世紀(jì)50年代后期開始流態(tài)化煉鐵技術(shù)的研究。1973年~1982年，為了開發(fā)攀枝花資源，我國進(jìn)行了3次流態(tài)化還原綜合回收釩鈦鐵的試驗(yàn)研究。中國科學(xué)院結(jié)合資源特點(diǎn)對貧鐵礦、多金屬共生礦的綜合利用，開展了流態(tài)化還原過程和設(shè)備的研究；鋼鐵研究總院于2004年提出低溫快速預(yù)還原煉鐵方法(FROL TS)，并隨后對工藝流程進(jìn)行了探索，取得一定效果。除此之外，還有針對鐵礦及鐵氧化物微粉的低溫還原特性的研究，探索了小粒徑礦粉進(jìn)行流態(tài)化還原的技術(shù)特點(diǎn)。使用流態(tài)化技術(shù)的代表性非高爐煉鐵工藝的床層結(jié)構(gòu)、還原氣和物料特性見附表。
氣固兩相流相關(guān)研究進(jìn)展
在流態(tài)化過程中，固體顆粒在流動的氣體或液體中呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)，具有流體的性質(zhì)，其狀態(tài)受流體屬性、固體顆粒屬性、床體結(jié)構(gòu)、操作條件和相間作用的影響。
物料屬性對流化狀態(tài)的影響。研究顆粒及氣體屬性對流態(tài)化狀態(tài)的影響具有重要意義，特別是對工業(yè)應(yīng)用原料的制備和選取具有指導(dǎo)作用，從而使原料對流態(tài)化過程的不利影響降低到最小，并最大限度地服務(wù)于需要的流態(tài)化狀態(tài)。
流態(tài)床的預(yù)還原反應(yīng)器中的鐵礦粉等物料與還原氣體在流態(tài)化過程中相互作用，其動力學(xué)行為可促進(jìn)兩相之間的動量、熱量和質(zhì)量交換，為鐵礦粉的還原反應(yīng)創(chuàng)造良好的條件。為有效發(fā)揮流化床反應(yīng)器的還原效果，開展氣固兩相流的理論研究很有必要，基礎(chǔ)性研究成果將促進(jìn)流態(tài)化技術(shù)發(fā)展及工業(yè)應(yīng)用。
國外早在1947年就有研究人士用金剛砂研究了粒度和粒度分布對流化質(zhì)量的影響，并作了定性的描述。在針對不同平均粒徑以及粒徑分布對流化狀態(tài)的影響研究中，得出的一般結(jié)論為：大粒子趨于增加流化的湍流強(qiáng)度，小粒子則趨于減弱流體的湍流強(qiáng)度，并且在粗粒床中加入細(xì)顆粒的作用是降低平均粒徑從而改變與平均粒徑有關(guān)的流化性質(zhì)。
床體結(jié)構(gòu)對流態(tài)化狀態(tài)的影響。在流態(tài)化反應(yīng)器從實(shí)驗(yàn)室級試驗(yàn)到半工業(yè)試驗(yàn)直至工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模試驗(yàn)的逐漸放大過程中，出現(xiàn)氣泡的短路現(xiàn)象逐漸嚴(yán)重，氣體反混逐漸加劇，致使反應(yīng)選擇性變差，轉(zhuǎn)化率降低，不利于工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)行。而實(shí)踐證明，通過合理的流化床反應(yīng)器設(shè)計(jì)可以很好地改善這個問題。流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式很多，但一般由床層殼體、內(nèi)部裝置、換熱裝置、氣固分離裝置等組成，研究各個部分的工作特性，對控制床層內(nèi)部狀態(tài)和指導(dǎo)反應(yīng)器設(shè)計(jì)具有重要意義。
為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)需要，大型化、連續(xù)性、穩(wěn)定性生產(chǎn)變得非常重要。針對顆粒的還原度控制、還原氣體的利用率提高、系統(tǒng)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)行要求，流化床反應(yīng)器趨向于循環(huán)流化床、多級流化床串聯(lián)，鼓泡床、快速流化床、噴動床等多種流化床混合使用，各反應(yīng)器相互獨(dú)立又相互協(xié)作的方向發(fā)展，對流化床的設(shè)計(jì)和運(yùn)行控制也提出了更高的要求。
蘇州浩凱模具有限公司長期供應(yīng)SKD11,SLD,SKD11模具鋼,冷作模具鋼,SKD11熱處理硬度,SKD11用途,SKD11批發(fā)價格,日本日立金屬SKD11代理商,歡迎選購.
設(shè)備采購