Введение
Экспериментальный стенд «регенератор» для исследования процессов высокотемпературной энерготехнологической переработки природного газа 22
2-1. Высокотемпературный регенеративный нагреватель 25
2-2. Основные системы и агрегаты стенда 27
Математическая модель паровой некаталитической конверсии метана в теплообменнике регенеративного типа 39
3-1. Механизм реакции паровой некаталитической конверсии метана 39
3-2. Расчет состава газа паровой некаталитической конверсии метана 47
3-3. Основные уравнения математической модели паровой некаталитической конверсии метана в теплообменнике регенеративного типа 54
3-4. Результаты расчетов 68
Экспериментальное исследование процесса высокотемпературной некаталитической конверсии природного газа в регенеративных нагревателях 76
4-1. Методика проведения экспериментального исследования 76
4-2. Влияние температуры насадки на состав сухого конвертированного газа 76
4-3. Содержание водяных паров и углерода в конвертированном газе 81
4-4. Влияние расхода парометановой смеси на состав конвертированного газа... 82
4-5. Влияние неизотермичности поля температуры в радиальном направлении на состав конвертированного газа 83
4-6. О выделении углерода в насадке 84
4-7. Обсуждение результатов экспериментального исследования 85
4-8. О соответствии эксперимента с теоретическим расчетом 86
Экспериментальное исследование процессов термического разложения природного газа 88
5-1. Возможные пути повышения эффективности термического разложения природного газа 88
5-2. Результаты исследования пиролиза природного газа в насадке регенеративного газонагревателя 92
5-3. Пиролиз природного газа в свободном объеме регенеративного газонагревателя 105
Сравнительный анализ различных методов пиролиза и конверсии природного газа 110
6-1. Энергетические затраты на получение водорода различными методами 112
6-2. Сопоставительный анализ выбросов двуокиси углерода при получении водорода различными методами 135
7. Использование продуктов высокотемпературной энерготехнологической переработки природного газа для процессов прямого восстановления железа 140
7-1. Современное состояние и перспективы развития производства металлизированного сырья 140
7-2. Анализ процессов прямого восстановления железа 141
8. Математическая модель газового восстановления слоя железорудных материалов 147
8-1. Физико-химические процессы газового восстановления 147
8-2. Моделирование восстановительных процессов 163
8-3. Расчет восстановления одиночного окатыша 165
8-4. Расчет восстановления неподвижного слоя железорудных материалов 174
9. Экспериментальное исследование восстановления окатышей в реторте 180
9-1. Методика проведения экспериментов. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных. Использование различных газов-восстановителей 180
9-2. Изменение температурных полей и состава восстановительного газа в процессе восстановления 186
9-3. Свойства металлизированного продукта 190
10. Расчетное исследование восстановления неподвижного слоя железорудных материалов 193
10-1. Макрокинетические стадии реакции восстановления 193
10-2. Зависимость хода восстановления от условий проведения процесса 195
10-3. Влияние удельного расхода газа на показатели восстановления 198
10-4. Двухстадийное восстановление 204
11. Описание и расчет новой технологии прямого восстановления железа с использованием в качестве восстановительного агента продуктов высокотемпературной энерготехнологической переработки природного газа 206
11-1. Возможные технологические схемы и параметры процессов 206
11-2. Установка с открытым контуром восстановительного газа 208
11-3. Установка с системой рециркуляции восстановительного газа 210
12. Установка по прямому восстановлению железа череповецкого металлургического комбината (АО Северсталь) 220
12-1. Конструкция и параметры работы установки прямого восстановления ЧерМК 220
12-2. Основные агрегаты, узлы и системы установки 224
12-3. Работа установки при восстановлении рудных материалов 229
12-4. Переработка цинкосодержащих отходов металлургического производства... 232
13. Выводы 240
14. Литература 243
15. Приложение 258
