烧结料层内自热效应与次生铁酸钙系矿物耦合促进VOCs燃烧机理及调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51904127
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0415.资源循环利用
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

How to cost-effectively reduce VOCs emission of iron ore sintering process is a new challenge for iron and steel industry at present. As there are great thermodynamic and kinetic conditions to harmlessly convert VOCs to CO2 and H2O in the iron ore sintering bed, the new thought of De-VOCs in sintering bed is proposed. The project aims to in situ efficiently promote the combustion process of VOCs to CO2 and H2O by making full use of the high temperature, oxygen potential coupled with the secondary calcium ferrite minerals in the sintering bed. The formation and combustion behaviors of VOCs in different regions and the direct combustion kinetic of VOCs in the unsteady state, multicomponent and different temperature gradient of sintering bed will be investigated. The rate-determining step of the direct combustion of VOCs in sintering bed, which will provide guidance for optimizing of sintering working conditions, will be revealed. Then the adsorption and reaction behaviors (such as reaction intermediates, pathways and activation energy), catalytic combustion kinetics of VOCs and O2 by the secondary calcium ferrite minerals will be system-depth studied. The catalytic combustion mechanism of VOCs by calcium ferrite minerals will be also disclosed in these studies, and which will guide the optimizing of the reaction behaviors of calcium ferrite minerals. Furthermore, the regulation will be proposed to reduce the VOCs emission by changing the height of sinter bed to expand the combustion zone combined with optimizing the reaction behaviors of calcium ferrite minerals to increase the combustion rate of VOCs. The results of the project will enrich the theories of De-VOCs process during sintering process. The project will also provide the indispensable theoretical guidance and technical support for developing a new process to reduce VOCs emission during iron ore sintering process.
高效低成本减少铁矿烧结工序VOCs排放是当前钢铁企业面临的新挑战。鉴于烧结料层内具备将VOCs无毒性转化为CO2、H2O的良好热、动力学条件,本项目提出“强化烧结料层内VOCs燃烧”的“系内VOCs脱除”新思路,充分利用料层内高温高氧势,耦合自生成的铁酸钙系矿物,“就地”高效促进VOCs燃烧成CO2和H2O。通过研究非稳态、多组分、多温度梯度料层内不同区域VOCs的生成和燃烧行为,以及VOCs直接燃烧反应动力学,揭示其燃烧控速环节,为优化烧结工质条件提供指导;通过研究次生铁酸钙系矿物对VOCs、O2吸附反应行为(反应中间体、路径、活化能)及其燃烧动力学的影响规律,明晰其催化VOCs燃烧机理,为优化铁酸钙系矿物反应行为提供依据;阐明联合调控料层高度以扩展燃烧区域和铁酸钙系矿物反应行为以提高燃烧速率的VOCs减排机制,完善烧结系内VOCs脱除理论,为开发新一代烧结VOCs减排工艺提供基础。

结项摘要

围绕烧结过程VOCs高效率、低成本、无害化减排,开展了基于铁矿烧结过程自热效应与次生铁酸钙系矿物协同促进VOCs氧化燃烧的基础研究。系统研究了固体燃料、轧钢油泥等烧结原辅料燃烧过程VOCs生成规律,明晰了烧结过程VOCs形成机理;揭示了VOCs与O2直接燃烧反应动力学及其控速环节,明晰了CO、H2O、CO2等组分对VOCs直接燃烧的影响规律;查明了烧结常见铁酸钙系矿物的氧物种类型及其反应活性,揭示了铁酸钙系矿物对VOCs的吸附反应行为和催化VOCs氧化燃烧规律,明确了铁酸钙系矿物催化VOCs氧化燃烧机理;揭示了扩展高温区域以延长VOCs氧化反应时间与优化铁酸钙系矿物生成行为以催化VOCs燃烧的烧结过程VOCs减排机制,补充和完善了促进烧结过程VOCs氧化燃烧成无害化CO2和H2O的基础理论。. 在理论研究基础上,查明了料层高度对烧结过程VOCs氧化燃烧行为的影响规律,明确了扩展高温区域以延长反应时间的烧结VOCs减排方向;查明了优化石灰石粒度对烧结过程VOCs氧化燃烧的影响规律,明晰了优化铁酸钙系矿物生成行以催化VOCs氧化燃烧的烧结过程VOCs减排方向,最终形成联合调控扩展高温区域和优化铁酸钙系矿物生成行为的烧结VOCs减排工艺。在该工艺下烧结VOCs排放的最大体积浓度、平均体积浓度、吨烧结矿VOCs排放量分别降低约76.0%、77.2%、68.6%,实现烧结过程VOCs高效率、低成本、无害化减排。. 开发的基于料层内自热效应与次生铁酸钙促进VOCs燃烧的烧结过程VOCs减排工艺,已在方大特钢科技股份有限公司、九江萍钢钢铁有限公司等钢铁企业进行了探索性实践应用,取得较好的VOCs减排效果,可为烧结烟气超低排放与钢铁工业的绿色低碳发展提供技术支撑,相关研究成果发表学术论文10篇(SCI检索6篇,EI检索1篇)。项目执行期间,项目负责人由助理研究员晋升为副研究员,并入选江西省科学院杰出青年。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Reduction of NOx emission based on optimizing the proportions of mill scale and coke breeze during sintering process
优化烧结过程氧化皮和焦粉比例减少NOx排放
  • DOI:
    10.1007/s12613-020-2103-3
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhigang Que;Xianbin Ai;Shengli Wu
  • 通讯作者:
    Shengli Wu
Thermal behavior and gas products of cold rolling oily sludge by TG-MS and Py-EGA/MS
TG-MS 和 Py-EGA/MS 冷轧含油污泥的热行为和气体产物
  • DOI:
    10.1016/j.egyr.2022.02.012
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Energy Reports
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Yinxuan Fu;Zhigang Que;Jinming Shi;Xianbin Ai;Wu Zou
  • 通讯作者:
    Wu Zou
基于调控含钙化合物反应行为的烧结过程NOx减排研究进展
  • DOI:
    10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20190224
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    钢铁
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴胜利;阙志刚;艾仙斌
  • 通讯作者:
    艾仙斌
Pyrolysis and Volatile Evolution Behaviors of Cold-Rolling Oily Sludge
冷轧含油污泥的热解及挥发演化行为
  • DOI:
    10.3390/pr10030543
  • 发表时间:
    2022-03-01
  • 期刊:
    PROCESSES
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Que, Zhigang;Fu, Yinxuan;Xu, Chunbao
  • 通讯作者:
    Xu, Chunbao
Density functional theory study of CO adsorption on the CaFe2O4 (001) surface
CaFe2O4(001)表面CO吸附的密度泛函理论研究
  • DOI:
    10.2355/isijinternational.isijint-2020-666
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ISIJ International
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Zhigang Que;Xianbin Ai;Hao Jiang
  • 通讯作者:
    Hao Jiang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于固体燃料粒度优化的烧结过程NO_x减排
  • DOI:
    10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20190012
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国冶金
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阙志刚;王金生;艾仙斌;吴胜利
  • 通讯作者:
    吴胜利
基于降解氯源活性的烧结过程二噁英生成抑制技术研究进展
  • DOI:
    10.16056/j.1005-7676.2019.02.006
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    能源研究与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阙志刚;吴胜利;艾仙斌;王金生
  • 通讯作者:
    王金生
固体燃料类型及其燃烧行为对烧结过程NO_x排放的影响
  • DOI:
    10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20180259
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    钢铁研究学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    阙志刚;吴胜利;艾仙斌;范敏;熊继海
  • 通讯作者:
    熊继海

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

阙志刚的其他基金

FeOx与水原位协同催化超临界甲醇反应—破乳—分离轧钢油泥机理及调控
  • 批准号:
    52364053
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32.00 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码