新法铝热真空还原镁工艺及热力学分析

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文新法铝热真空还原镁工艺及热力学分析作者姓名：谢兴指导教师：王承阳副教授东北大学材料与冶金学院翼予?孤㈦，、≯姑捕：榭／评阅人：妥彤羔涛。a～沙东北大学2014年6月万方数据AMaster’SThesisinEngineeringThermophysicsMagnesiumProductionbyAluminothermicReductioninVacuumandThermodynamicAnalysisByXieXingSupervisor：ProfessorWangChengyangNortheasternUniversityJu

2、ne2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=正思。学位论文作者签名：谚暂戋日期：h彤．6、伽学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两∥学位论文作者签名：徽签字日期：≯ofLf、6、L6导师签名：签字日期：万方数据东北大学硕士学位论文搐要新法铝热真空还原镁工艺及热力学分析摘要近些年，镁及镁合金开始代替钢铁和铝合金，广泛应用于各个领域，生产和消耗呈现快速上升趋势。辽宁省菱镁矿资源丰富，质量优良，以菱镁矿为原材料炼制金属镁将在辽宁实现。通过熵产率的概念在不可逆过程热力学关于热工和化工上的应用，从节能的角度，分析和优化热过程和热设备具有很重要的意义。能源和环境是全世界共同关心的重要问题，同时也是社会经济发展的重要问题。在开

4、发各种清洁能源和合理用能的的同时，做好耗能设备的节能和研究转变传统工艺路线节能工作也是十分必要的。镁产业在能源的消耗量上是巨大的，通过单质镁生产工艺的研究与能量消耗分析，在提高单质镁品质的同时对节能减排也有着重要意义。对单质镁生产过程进行分析，运用经典热力学有效能和能级的概念，可以评价和分析用能过程，也可以评价和分析系统的热力学完善性，以其热力学完善性意义上的薄弱环节作为节能的主要方向。但是经典热力学分析法不能揭示热过程和热备中中有效能损失的动力学原因，而运用熵产率的分析方法可以揭示热过程和热设备中有效能损失的动力学原因，从而弥补了有效能分析方法和能级分析方法的不

5、足。本文根据设计的反应，给定新的工艺参数，根据新给定的温度压力等参数条件分析反应的吉布斯自由能，判定反应在新工艺参数下满足生产所需要求。在新工艺参数条件下优化生产设备，对生产设备建立数学物理模型，在数值上模拟设备的温度场，得到设备各处温度满足工艺要求。运用热力学的相关理论，将具体生产系统作为研究对象，以单质镁生产过程产生的熵增作为主要研究手段，分析系统的热力学完善度和有效能损失的动力学原因。应用最小熵产率原理，讨论铝热冶炼镁工艺对环境造成的影响，在满足工艺要求的条件下以熵增最少为目的，提高能源的利用率，减少污染和浪费。本文定义温度场熵分析的模型，并对对炉体内物料的

6、传热进行温度场熵的分析。揭示炉体内物料的厚度以及炉体的直径对炉体内部温度场熵的影响，以便根据实际情况和分析数据来改进镁冶炼还原罐的炉体尺寸。以及揭示加入物料的多少，以便达到最小的II万方数据东北大学硕士学位论文摘要热量损失和熵产，从而达到节能减排的目的。关键词：镁还原，热力学分析，温度场，熵分析，铝热法III万方数据东北大学硕士学位论文AbstractMagnesiumProductionbyAluminothermicReductioninVacuumandThermodynamicAnalysisAbstractInrecentyears，theproduct

7、ionandcorksumptionpresentsofmagnesiumandmagnesiumalbybecomethefastrisingtrend，andinsteadofsteelandaluminumalloytOwidelyusedinvariousfields．RichandexcellentqualitymagnesiteresourcesinLiaoningprovince．andmagnesiteasmaterialrefiningmetalmagnesiumwillberealizedinLiaoning．Throughtheconcept

8、ofent