基于多层次模型的炉顶煤气循环氧气高炉可行性研究
| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 引言 | 第13-14页 |
| 2 文献综述 | 第14-40页 |
| 2.1 高炉炼铁工艺发展现状 | 第14-16页 |
| 2.1.1 高炉炼铁节能减排的重要性 | 第14-15页 |
| 2.1.2 高炉炼铁发展趋势 | 第15-16页 |
| 2.2 氧气高炉工艺特征及研究进展 | 第16-22页 |
| 2.2.1 氧气高炉工艺特征 | 第16-17页 |
| 2.2.2 国内外典型工艺流程 | 第17-22页 |
| 2.3 氧气高炉数学模型研究进展 | 第22-34页 |
| 2.3.1 全炉能质守恒模型 | 第22-26页 |
| 2.3.2 全炉一维反应动力学模型 | 第26-28页 |
| 2.3.3 全炉多维多相流模型 | 第28-32页 |
| 2.3.4 风口回旋区燃烧模型 | 第32-34页 |
| 2.4 钢铁生产流程的能耗和碳排放研究现状 | 第34-39页 |
| 2.4.1 钢铁流程能耗研究现状 | 第34-37页 |
| 2.4.2 钢铁流程碳排放研究现状 | 第37-39页 |
| 2.5 本文研究内容 | 第39-40页 |
| 3 氧气高炉系统工艺模型 | 第40-65页 |
| 3.1 工艺模型架构 | 第40页 |
| 3.2 炉身及炉腹区传输与反应模型 | 第40-52页 |
| 3.2.1 模型简化和假设 | 第40-41页 |
| 3.2.2 控制方程 | 第41-46页 |
| 3.2.3 化学反应及熔融相变动力学 | 第46-52页 |
| 3.3 风口回旋区燃烧模型 | 第52-54页 |
| 3.3.1 物质平衡 | 第52-53页 |
| 3.3.2 能量平衡 | 第53-54页 |
| 3.4 炉外煤气能质平衡模型 | 第54-55页 |
| 3.5 模型的求解方法 | 第55-57页 |
| 3.6 模型的验证 | 第57-64页 |
| 3.6.1 莱钢3号高炉的基本参数 | 第57-59页 |
| 3.6.2 莱钢3号高炉的解剖实验和模型验证 | 第59-60页 |
| 3.6.3 欧盟ULCOS实验氧气高炉的验证分析 | 第60-64页 |
| 3.7 本章小结 | 第64-65页 |
| 4 氧气高炉可行工艺及关键参数分析 | 第65-85页 |
| 4.1 莱钢3号高炉改造方案分析 | 第65-70页 |
| 4.1.1 传统高炉与氧气高炉工艺过程的对比 | 第65-68页 |
| 4.1.2 莱钢3号高炉改造方案的选择 | 第68-70页 |
| 4.2 氧气高炉关键技术参数分析 | 第70-78页 |
| 4.2.1 基本工艺参数的限定范围 | 第71-74页 |
| 4.2.2 关键技术参数的正交试验 | 第74页 |
| 4.2.3 关键技术参数的直观分析 | 第74-78页 |
| 4.3 氧气高炉典型工况能耗和碳流分析 | 第78-83页 |
| 4.3.1 氧气高炉工艺的典型工况 | 第79-81页 |
| 4.3.2 工序能耗分析 | 第81页 |
| 4.3.3 工序碳流分析 | 第81-83页 |
| 4.4 本章小结 | 第83-85页 |
| 5 氧气高炉炉内关键过程研究 | 第85-108页 |
| 5.1 炉料下降运动行为实验研究 | 第85-90页 |
| 5.1.1 实验平台的搭建及实验方法 | 第85-87页 |
| 5.1.2 基本工况实验结果 | 第87-88页 |
| 5.1.3 参数分析 | 第88-90页 |
| 5.2 风口煤粉燃烧研究 | 第90-97页 |
| 5.2.1 风口回旋区燃烧模型 | 第91-92页 |
| 5.2.2 回旋区内燃烧过程数值模拟 | 第92-97页 |
| 5.3 煤气循环对炉内热化学过程的影响 | 第97-107页 |
| 5.3.1 炉内传输与反应过程模型 | 第97-99页 |
| 5.3.2 结果分析 | 第99-107页 |
| 5.4 本章小结 | 第107-108页 |
| 6 氧气高炉工艺对钢铁全流程能耗和碳排放的影响 | 第108-128页 |
| 6.1 钢铁流程的物质流、能量流模型 | 第108-111页 |
| 6.1.1 钢铁流程的物质流、能量流模型框架 | 第108页 |
| 6.1.2 钢铁流程的物质流、能量流平衡 | 第108-109页 |
| 6.1.3 钢铁流程能耗和碳排放的计算方法 | 第109-111页 |
| 6.2 氧气高炉钢铁流程的物质流和能量流 | 第111-119页 |
| 6.2.1 物质流和能量流分析 | 第111-117页 |
| 6.2.2 副产煤气平衡 | 第117-118页 |
| 6.2.3 电力平衡 | 第118-119页 |
| 6.3 钢铁流程能耗和碳排放分析 | 第119-126页 |
| 6.3.1 流程能耗分析 | 第119-123页 |
| 6.3.2 流程碳排放分析 | 第123-126页 |
| 6.4 本章小结 | 第126-128页 |
| 7 结论 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-143页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第143-146页 |
| 学位论文数据集 | 第146页 |
