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直接还原铁技术? 直接还原铁是铁矿在固态条件下直接还原为铁,可以用来作为冶炼优质钢、特殊钢的纯净原料,也可作为铸造、铁合金、粉末冶金等工艺的含铁原料。这种工艺是不用焦碳炼铁,原料也是使用冷压球团不用烧结矿,所以是一种优质、低耗、低污染的炼铁新工艺,也是全世界钢铁冶金的前沿技术之一。 直接还原炼铁工艺有气基法和煤基法两种,按主体设备可分为竖炉法、回转窑法、转底炉法、反应罐法、罐式炉法和流化床法等。目前,世界上90%以上的直接还原铁产量是用气基法生产出来的。但是天然气资源有限、价高,使生产量增长不快。用煤作还原剂在技术上也已过关,可以用块矿,球团矿或粉矿作铁原料(如竖炉、流化床、转底炉和回转窑等)。但是,因为要求原燃料条件高(矿石品位要大于66%,含SiO2+Al2O3杂质要小于3%,煤中灰分要低等),规模小,设备寿命低,生产成本高和某些技术问题等原因,致使直接还原铁生产在全世界没有得到迅速发展。因此,高炉炼铁生产工艺将在较长时间内仍将占有主导地位。 1. 直接还原铁的质量要求 直接还原铁是电炉冶炼优质钢种的好原料,所以要求的质量要高(包括化学成份和物理性能),且希望其产品质量要均匀、稳定。 1.1 化学成份 直接还原铁的含铁量应大于90%,金属化率要>90%。含SiO2每升高1%,要多加2%的石灰,渣量增加30Kg/t,电炉多耗电18.5kwh。所以,要求直接还原铁所用原料含铁品位要高:赤铁矿应>66.5%,磁铁矿>67.5%,脉石(SiO2+Al2O3)量<3%~5%。直接还原铁的金属化率每提高1%,可以节约能耗8~10度电/t。直接还原铁含C<0.3%,P<0.03%,S<0.03%,Pb、Sn、As、Sb、Bi等有害元素是微量。 1.2 物理性能 回转窑、竖炉、旋转床等工艺生产的直接还原铁是以球团矿为原料,要求粒度在5~30mm。隧道窑工艺生产的还原铁大多数是瓦片状或棒状,长度为250~380mm,堆密度在1.7~2.0t/m3。 生产过程中产生的3~5mm磁性粉料,必须进行压块,才能用于炼钢。强度:取决于生产工艺方法、原料性能和还原温度。改进原料性能和提高温度有利于提高产品强度。产品强度一般>500N/cm2。 2. 直接还原铁产生工艺技术介绍 2.1 竖炉法 气基竖炉法MIDREX、HYL法直接还原铁产生中占有绝对优势,该工艺技术成熟、设备可靠,单位投资少,生产率高(容积利用系数可达8~12t/m3&#8226;d),单炉产量大(最高达180万t/年)等优点。经过不断改进,其生产技术不断完善,实现规模化生产。 (1) MIDREX技术 Midrex法标准流程由还原气制备和还原竖炉两部分组成。 还原气制备:将净化后含CO与H2约70%的炉顶气加压送入混合室,与当量天然气混合送入换热器预热,后进入1100℃左右有 镍基催化剂 的反应管进行催化裂化反应,转化成CO24%~36%、H260%~70%、CH43%~6%和870℃的还原气。后从风口区吹入竖炉。 竖炉断面呈圆形,分为预热段、还原段和冷却段。选用块矿和球团矿原料,从炉顶加料管装入,被上升的热还原气干燥、预热、还原。随着温度升高,还原反映加速,炉料在800℃以上的还原段停留4~6小时。新海绵铁进入冷却段完成终还原和渗碳反应,同时被自下而上通入的冷却气冷却至<100℃。还原铁的排出速度用出铁器调节。产品典型成分如下: 产品化学成分(%) 工艺/成分 Tfe ηFe SiO2 Al2O3 CaO MgO C P S Midrex 91-93 92-95 2.0-5.5 0.5-1.5 0.2-1.6 0.3-1.1 0.7-2.5 0.07 0.01 -0.03 工艺多用球团和块矿混合炉料。球团粒度9-16mm占95%,球团冷压强度>2450N/球,块矿粒度10~35mm占85%;要有高软化温度和中等还原性;化学成分铁量要高,酸性脉石低(≯3%-5%),CaO<2.5%,MgO<1.0%,TiO<0.15%,S<0.008%。为放宽对矿石含硫要求,Midrex法改用净化炉顶气作冷却气。在冷却海绵铁的同时被热海绵铁脱硫,从冷却段排出后再作为裂化剂,可容许用含硫0.02%矿石。 现今Midrex法作业指标为:产品金属化率86%~96%,有效容积利用系数10 t/m3&#8226;d,能耗10.47GJ/t,电114kWh/t,水1.64m3/t。 Arex法是Midrex法的新改进,天然气被氧气(或空气)部分氧化后送入竖炉,利用新生热海绵铁催化裂化,省去了还原气重整炉。改进后吨铁电耗可降低50Kwh。 (2) HYL(罐式)法与HYL-Ⅲ(竖炉)法。 HYL法由4座罐式反应炉和1座还原气重整炉构成。该工艺作业稳定、设备可靠。产品含碳2%左右,不易再氧化,不发生炉料粘结;只因还原气要反复冷却、加热,系统热效率低,能耗偏高,气体消耗为20.93GJ/t;1975年后再没建新厂。 对HYL罐式法作出改革,保留原还原制备工艺,但将还原气重整转化与气体加热合一;4个罐式反应炉改为连续式竖炉,称HYL-Ⅲ竖炉法。 该工艺采用高氢还原气,高还原温度(900-960℃)和0.4-0.6MPa高压作业。改善还原动力学,加速还原发应;含硫气不通过重整炉,延长了催化剂和催化管使用寿命;还原和冷却作业分别控制,能对产品金属化率和含碳量进行大范围调节,产品平均金属化率90.9%、控制碳量1.5%-3.0%,质量稳定;配置CO2吸收塔,选择性地脱除还原气中H2O和CO2,提高还原气利用率;重整炉产生高压蒸汽发电。最低生产能耗为10.43-11.2 GJ/t,电耗90kWh/t。HYL(罐式)法已逐渐被HYL-Ⅲ(竖炉)法取代,合计产量占世界总产量的25%左右。 该法的新改进是天然气进入反应器直接裂解,生产高碳(3.8%)DRI产品。最近又推出HYL-Hytemp生产系统。将热还原铁(650℃) 气力输送 到电炉车间,喷入电炉。冶炼时间缩短,电极和耐火材料消耗降低,金属收率提高。吨钢电耗降低112kW&#8226;h,电极消耗降低0.55kg,冶炼时间缩短16min,产率提高16%,吨钢成本可降低4.6美元。 2.2 气基流化工艺 (1)F1NMEF工艺 该工艺使用<12mm粒度矿粉(脉石<3%,低硅高铁),在流化床上干燥,被加热到100℃,送入反应器结构顶端的闭锁料斗系统中,加压1.1MPa后,通过4个串联液化床反应器,铁粉在重力作用下从上方反应器向下流动,与作为还原剂的重整天然气逆向而行。产品含铁92%,金属化率92%~95%,含碳0.5%~3.0%,以FeC形式存在。现世界上已有三套这种装置,1999年奥钢联建第一套,第二套在西澳BNP公司,能力250万吨/年,埃及建的第三套,年能力115万吨。该工艺的优点成本低、质量好。 (1) Circored和Circofer工艺 两种工艺核心设备都包括一座循环液化床和一座普通流休床。Circored是用天然气为能源,Circofer以煤为能源。铁精矿粉是经过预热后(约900℃)进入循环流化床参加反应,使动力学条件得到改善,在4个大气压条件下,铁矿与氢在630℃时可被还原(在气体环路中加入部分氢)。 2.3转底炉法 将铁矿粉、钢铁厂含铁粉尘、煤粉和粘结剂按一定比例混合,压制成含碳球团矿,送入烘干机内进行烘干,脱除水份。将干燥的含碳球团均匀地铺在转底炉上(只铺一层),在高温1200~1400℃下球团矿内氧化铁与碳反应,放出CO,在炉膛内燃烧成CO2,并形成高温废气(在1000℃以上)。一般反应只要20分钟左右。 将废气收引出预热煤气(400℃)和助燃空气(900℃),低温废气从蓄热室和换热器引出,再去烘干生球团。这时废气温度在100℃左右。从节能角度看,能源利用效率较高。转底炉的高温气体由燃烧器来提供(使用煤气加热)。 转底炉可以处理含Zn、Pb高粉尘,可以避免配入烧结矿中后,在高炉冶炼过程中Zn、Pb的富集造成的负面影响。 目前的山西翼城,河南巩义已有外径为16.3米的转底炉,年产量在7万吨,金属化率达85%,每吨铁投资为182元。 2.4开发利用 焦炉煤气 ,对含碳球团在竖炉内进行直接还原。焦炉煤气含55%左右的氢。在化学反应中,氢对氧化铁的还原率是最高的。目前,首钢准备开展这方面的工作。焦炉煤气要进行裂解,提高H2的含量,并要预热到930~950℃,在参与还原反应,反应后气体要脱除CO2,再循环利用。 用氢作还原剂存在的主要技术问题: &#9642; H2还原铁的其它氧化物都是吸热反应,需要充足的热。在满足还原和供热的煤气的最佳H2含量为32.05%。 &#9642; 富氢预还原会导致物料的粉结。采取分段供应富氢和非富氢供气制度。 3. 直接还原铁发展现状 3.1 全世界直接还原铁发展比较快,2003年产量为4960万吨,2004年为5460万吨,2005年约为6000万吨。年增长率在10%以上。在直接还原铁生产工艺中,气基直接还原占92%。 年 MIDREX HYL Ⅲ HYL Ⅰ Finmet 其他煤基 其他气基 2003 64.60 18.40 1.30 5.20 10.20 0.40 2004 64.10 18.90 1.90 2.90 12.10 0.10 2004年委内瑞拉产量783万吨,印度937万吨,墨西哥654万吨,伊朗641万吨,俄罗斯314万吨,沙特341万吨,特立尼达和多哥236万吨,中国为43万吨。 3.2 中国情况 2005年中国生产直接还原铁为约50吨,而生产能为比产量要高出20%。主要是技术、原料、成本等因素影响。 全国现有30多个直接还原铁企业,其总生产能力约60万吨。总体上讲,规模小,生产成本高,缺少高品质的原料。多数企业用隧道窑反应罐法,生产工艺落后,能耗高,环境污染严重。 (1) 天津直接还原铁厂生产实践 2004年产直接还原铁33.2万吨,2005年约产34万吨,设备作业率在98%以上。 该厂是采用DRC法煤基直接还原生产工艺:两条φ5X80m回转窑----冷却筒----产品分选----成品。 使用巴西球团矿(含铁品位68%,SiO2+Al2O3约为2%)适宜配入煤和石灰石,进行混均,从回转窑给料端加入。窑体是倾斜安装,慢速旋转,使炉料朝卸料端运动,同时,矿石被加热和还原(注意温度控制在不要使脉石熔融,以免结圈)。煤作为热源和还原剂,一部分随铁矿石同时加入,另一部分从窑的卸料端喷入窑内。供煤所燃烧的空气,通过沿窑长度方向安装在窑壳上不同位置的风机由轴向吹入窑内。热的还原产品经过冷却筒冷却,然后筛分、磁选及风选,分离出非磁性物,得到成品。来自窑内的烟气经余热锅炉回收余热(产生蒸汽),废气经布袋除尘,用废气风机送入烟囱。 操作的技术关键: &#9642; 保证窑内还原气氛,控制好风量 &#9642; 控制好窑体内各部分的适宜温度,不让脉石熔融 &#9642; 窑的卸料端保持微正压,20~30Pa 控制直接还原铁金属化率在91.1%~94.6%,质量合格率在94%,是最经济的指标。金属化率高和低,均会造成回转窑和电炉炼钢指标的恶化。(炼钢过程加入直接还原铁比例最好控制在15%~35%,并要控制好料流加入速度32~34Kg/兆瓦&#9642;分,以免出现钢水的沸腾现象以及喷溅)。 影响产品金属化率的因素是:频繁停窑、非正常条件下生产(难以调控),窑和冷却筒密封性不良、煤的成份波动和质量控制点选择不当。 (2)首钢密云冶金矿山公司煤基链篦机─ 回转窑 ─ 一步法 该公司直按还原铁年生产能力6.20万吨, &#9642; 生产工艺:配料 ─ 造球 ─ 干燥(链篦机)─ 回转窑(还原)─ 冷却 ─ 成品。 &#9642; 铁精矿水份严格控制在5.5%~6.5%。 &#9642; 造球配皂土(粘结剂)0.8%~1.0%,台时产量20±2吨。 &#9642; 链篦机带速为0.5m/min,布料厚度100~120mm。    生球抗压强度≧1.2Kg/个,落下强度≧5次/0.5m,水份控制在7.5%左右,粒度6~16mm占85%以上。 &#9642; 回转窑及热工系统操作 窑头喷煤总量在7.0±0.5吨/小时,精煤枪压力控制在60KPa,细煤枪压力控制10~14KPa。 窑尾加煤控制在800±50Kg/h,严禁窑尾煤量过值。 窑温控制:窑头箱<980℃, 1、2、3号电偶控制在1000~1040℃,短时温度不得超过1060℃; 4、5、6号电偶控制在1000±20℃; 7、8、9号电偶控制在950~1000℃; 冷烟室温度控制在700℃以下。 链篦机预热段温度控制在850~920℃ 过渡段温度控制在550~650℃ 干燥段温度控制在250~350℃ 1、2号风箱温度不得低于600℃ 回转窑电机转速控制在400~440转/分,主风机的回热风阀门开度45%~50%,转速800~850转/分,回热风机入口负压780±20KPa,温度310~350℃。干燥风机阀门开度65%~70%,转速800~850转/分。 产品质量标准的厂标是:铁品位≧88%,S≦0.04%,金属化率>90%。 (3)山东莱芜鲁中冶金矿山公司直接还原铁厂用冷固球团----回转窑工艺生产直接还原铁,年生产能力5万吨。后改为块矿回转窑法。 &#9642; 福建大田海绵铁公司用sic反应罐----隧道窑法生产直能力5万吨/年。 &#9642; 喀左海绵铁厂、哈尔滨市海绵铁厂、吉林复森海绵铁公司、吉林桦甸海绵铁厂等也具备了年生产能力2.5万吨。 查看更多 0个回答 . 5人已关注
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工程塑料耐酸泵浅解? 材质 工程塑料耐酸泵的主要材质有 超高分子量聚乙烯 , 聚偏二氟乙烯 , 聚全氟乙丙烯 等几种主要材料,其中超高分子量聚乙烯有不同的几种改性材质。每种材质针对不同的 工况而采用。超高分子量聚乙烯耐温在80度以下,聚偏二氟乙烯耐温在120度以下,聚全氟乙丙烯耐温同样是120度以下。 结构 现在市面上的工程塑料泵的结构形式主要是衬塑结构,夹板结构,整塑结构三大类。 衬塑结构的主要优点是价格便宜前期投入较少,缺点是泵的耐磨性和耐温变性较差,后期维护成本较大。 耐温变性较差的原因是,塑料和铸铁钢壳耐温变系数不同,温度变化较大衬塑层容易脱落鼓包从而导致泵体损坏而引起泄露。 耐磨性较差的原因是,因为是衬塑所以工程塑料是分子量不高(大约在300万到400万左右),分子量的降低从而导致耐磨性下降。 夹板结构是主要的优点是耐温变耐磨性较好和后期维护成本较少,缺点是价格较贵前期投入较大。 耐温变较好是原因是,结构形式的改变,泵体是整体压制成型泵头固定是由铸铁夹板与螺栓固定来提高刚性,从而避免了温变带来的缺点。 耐磨性较好是原因是,过流部件全部采用整体压制,单个成型从而保证了分子量是稳定。(分子量在450万到550万之间) 价格较贵是原因是,材料的选用和设备是占用率。单个成型的超高分子量聚乙烯产品的压制时间较长,一套模具生产周期大约在16个小时之上。 全塑结构的主要优点是耐温变耐磨性较好和后期维护成本较少,缺点是价格较贵前期投入较大和因为刚性不足只能满足小流量低扬程。 优点是原因与夹板结构相同。 缺点是塑料刚性不够,只能满足小流量和低扬程且在这一流量扬程中价格没有优势。 密封 密封主要还是三大类密封,动力密封,机械密封,填料密封。 动力密封的主要特点是价格便宜,结构简单,维修要求不高。缺点是动力密封是停车密封,由油封包裹轴套起到密封的作用,一旦油封损坏加开始泄露,且安全性不高。 机械密封的主要特点是采用动静环设计弹簧加力密封密封效果极佳且颗输送带颗粒介质,安全性高维修率低。缺点是价格较高,且维修要求较高。 填料密封的主要优点结构简单密封效果好。缺点是填料密封本来就属于可泄露密封(每小时3到5滴),且需要工人定期压紧压盖从而起到压迫密封是效果。 质量 三钟结构材质质量的有缺点上文以一一介绍了,这里主要说明一下制造精度与质量的关系。 泵都是由过流部件,轴承座部件与电机三大部分组成,其中轴承座部件是影响质量是关键部位。 轴承座的几个主要点在于,前后轴承的同心度,主轴的台阶的同心度,轴套与主轴台阶的同心度,机械密封动静环的同心度组成,由于工程塑料泵效率的问题,一般的 泵叶轮都较大,所以成品叶轮的动平衡也很重要。下面我们就说说急重要求不达标所产生的问题。 前后轴承是同心度主要是靠轴承座的前后轴承端加工精度决定的,如果同心度不够,轴承的温度会迅速升高,长时间运行可能会造成轴套碎裂从而导致密封泄露,且泵 在运行是噪音很大。 主轴台阶的同心度如果偏差很大所带来的也是密封的损坏和运行噪音很大。 轴套与主轴台阶的同心度主要取决于轴套的精度,一般是泵厂轴套都是订购的所以泵厂的质量检测手段决定了这一同心度的精度。同心度不够造成的结果与上述相同。 同理动静环的同心度保障与轴套一样。同心度不够造成的结果是动静环贴合不紧密起不到密封的作用,且容易造成多个零件的损坏。 叶轮的动平衡轻微不好主要的影响是泵的震动和噪声很大,如果是动平衡偏差很大叶轮会与泵体产生摩擦从而导致叶轮和泵体的损坏,更严重的话主轴可能会断裂。 以上是对泵类设备选择的几个重要的因素,仅供大家参考。 如果还有什么问题,欢迎大家与我探讨。本人是宜兴市灵谷塑料设备有限公司销售经理我公司是国内最早生产和销售工程塑料泵的厂家,公司创建于1987年,我们有足 够的经验与技术解决您的问题。同时欢迎大家到我公司实地考察。 本人陈磊联系电话13861497705 QQ253291418 查看更多 0个回答 . 1人已关注
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简介
职业:福建春达化工有限公司 - 化工操作员
学校:四川文理学院 - 化学系
地区:贵州省
个人简介:科学是到处为家的,不过,在任何不播种的地方,是决不会得到丰收的。查看更多
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