钢铁研究学报

作者：于樾¹, 王锋¹, 齐渊洪¹, 王宏斌², 杨永强³, 韩涛³

单位：1.钢铁研究总院有限公司先进钢铁流程及材料国家重点实验室,北京100081;；2.河钢集团宣钢公司,河北宣化075100;；3.河钢集团宣钢技术中心,河北宣化075100

关键词：焦炉煤气重整,平衡组分,温度,压力,热力学计算

基金：河北省重点研发计划资助项目(21314001D);黑龙江省“揭榜挂帅”科技攻关资助项目(2022ZXJ09C03);山西省重大专项“揭榜挂帅”资助项目(ZDJB08)

为明确焦炉煤气重整工艺中温度及组分对焦炉煤气重整平衡组分的影响规律,对CH₄-H₂-CO-CO₂-H₂O-O₂竖炉焦炉煤气体系自重整过程中温度、压力、O₂、CO₂和H₂O的变化规律进行了热力学平衡模拟研究。结果表明:高温以及较低的体系压力对焦炉煤气自重整有利,但CH₄转化率较低。在给定焦炉煤气成分及条件下,焦炉煤气重整过程中加入O₂会使CH₄转化变得容易,计算得到的O₂最佳加入量为5.69%(摩尔分数),此时CH₄转化率已经达到99.48%,还原气平衡组分中H₂的摩尔分数可由68.39%提升至75.99%,CO摩尔分数由4.36%提升至18.12%,H₂与CO体积比降至4.19;CO₂加入量是调节焦炉煤气平衡组分中H₂与CO体积比的重要手段,当CO₂加入量为7.84%(摩尔分数)时,焦炉煤气基本转化完全,平衡组分H₂与CO体积比由7.07降低至3.04,当CO₂加入量大于17.75%(摩尔分数)后,H₂与CO体积比降低到了2.0以下。水蒸气是增加焦炉煤气重整平衡组分中H₂含量的主要途径,当水蒸气加入量为6.44%(摩尔分数)时,此时平衡组分中的CH₄转化率达到98.56%,H₂含量增加约1.29倍,H₂与CO体积比达到谷值4.57。

来源：2023年第10期

《钢铁研究学报》期刊编辑部

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