大学生科研训练计划立项答辩生物质在冶金中的应用研究.ppt
生物质在冶金中的应用研究,指导老师,项目成员,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,2,4,课题意义,1,2,3,5,研究现状,研究内容,技术路线,可行性分析,6,进度安排,目录,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,3,1.课题意义,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,4,高品质热量,水泥、石棉等原材料,传统处理方法存在问题,高炉熔渣,化学法回收热量,热量没有回收浪费大量新水污染空气渣需要风干,温度高达1773K,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,5,2007-2009年我国钢铁工业各个工序吨钢能耗,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,6,Production 108 ton/year,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,7,2.研究现状,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,8,各种干式粒化装置与物理介质相整合，以热水、蒸汽、热风的形式回收热量。,将旋转粒化器（RCA）与工业吸热化学反应相整合。,物理法,化学法,齐渊洪蔡九菊。,T.AkiyamaJ.YagiN.Maruoka,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,9,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,10,英国克凡纳金属公司(Kvaerner Metals)最先研制；目前尚处在应用研究阶段，有个别试验装置应用；受到广泛关注；日本、澳大利亚正在进行工业化应用研究，成果已近实用化,物理热回收技术转杯粒化器流化床热能回收法,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,11,化学热回收技术热态成型生产陶瓷产品,微晶玻璃；作为路基或碎石的替代品；生产节能型建材（XP砖）等。,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,12,化学热回收技术制氢,日本科技人员提出了利用熔渣显热，进行吸热反应即甲烷和水蒸汽裂变反应，通过该反应制造氢气的工艺。探讨了采用下述反应制氢的可能性：CH4+H2O=CO+3H2 H298=-206 kJ/mol 另一种可能的方法是采用CO2/CH4混合气体作为熔渣的冷却剂，进行如下制氢反应：CH4+CO2=2CO+2H2H298=-247kJ/mol,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,13,化学热回收技术制煤气,高炉溶渣在处理过程中需要快速冷却，进行大量放热，而煤气化正好是一个吸热过程，需要给热载体不断加热、升温，确保气化所需的反应温度。,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,14,3.研究内容,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,15,选取了如下四个吸热反应进行余热回收的研究：煤的气化反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)甲烷-水蒸气重整反应：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)沼气制氢反应：CH4(g)+CO2(g)=CO(g)+H2(g)石灰石分解反应：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)分析不同熔渣粒度、不同气 体流速对反应速率的影响比较各个吸热反应回收热量的情况,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,16,4.技术路线,2023/2/1,1.利用Enthalpy-exergy diagram选取吸热反应,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,17,热力学第一定律,热力学第二定律,能量品位,利用石灰石分解回收高炉渣热量的Enthalpy-exergy 简图,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,18,实验装置简图,2.实验确定适宜的渣粒度和气体流速,2023/2/1,热损失回收介质的物理热焓回收介质的化学热焓渣的物理热焓渣的化学热焓,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,19,3.比较各个吸热反应回收热量的情况,热回收前后的热焓平衡：,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,20,5.可行性分析,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,21,涉及问题明确理论成熟,技术可行性,研究方法成熟技术应用广泛有例可循,可行,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,22,实验进程可行性,重庆市重点实验室，仪器设备齐全，资料丰富,团队知识结构合理，具有合作精神，具有项目实施管理经验,指导老师经验丰富、对冶金过程熟悉，时间进度合理,研究条件,人员构成,其它,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,23,6.进度计划,2023/2/1,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,24,2023/2/1,附录1：预期成果,项目技术研究报告一份；EI境内核心期刊和CSCD核心期刊各发表一篇论文。,2023/2/1,生物质在冶金中的应用研究,25,2023/2/1,附录2：经费预算,2023/2/1,化学法回收高炉熔渣余热的实验研究,26,2023/2/1,2023/2/1,化学法回收高炉熔渣余热的实验研究,27,谢谢大家请各位老师、同学批评指正！,
