生物質(zhì)焦油直接還原煉鐵機(jī)理與動(dòng)力學(xué)規(guī)律研究.pdf

1、生物質(zhì)資源具有分布廣泛、資源豐富、碳中性等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的化石能源相比具有極大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)和社會(huì)效益。若將生物質(zhì)應(yīng)用于煉鐵行業(yè)，定能帶來(lái)技術(shù)革新與成本優(yōu)化。本文針對(duì)生物質(zhì)碳基直接還原動(dòng)力學(xué)條件差、產(chǎn)品灰分含量高、還原產(chǎn)物需磁選分離等問(wèn)題，提出將生物質(zhì)熱解副產(chǎn)物——焦油作為還原劑，開(kāi)展生物質(zhì)直接還原煉鐵實(shí)驗(yàn)研究，為開(kāi)發(fā)高效的生物質(zhì)焦油直接還原煉鐵技術(shù)提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。
　　首先，分別選取不同還原劑（生物質(zhì)焦油、活性炭粉、煤粉

2、、廢輪胎裂解炭黑）作為還原介質(zhì)，探討不同還原劑對(duì)直接還原鐵產(chǎn)品質(zhì)量的影響。結(jié)果表明:采用生物質(zhì)焦油作為還原劑，能夠促進(jìn)還原過(guò)程中的傳熱傳質(zhì)效率，進(jìn)而提升還原鐵產(chǎn)品質(zhì)量。
　　其次，對(duì)影響焦油還原煉鐵過(guò)程的因素（鐵礦粉預(yù)熱溫度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、鐵礦粉與焦油當(dāng)量比以及還原氣氛）進(jìn)行探討。研究發(fā)現(xiàn):(1)直接還原鐵產(chǎn)品還原度隨著鐵礦粉預(yù)熱溫度的升高先增加后減小，當(dāng)預(yù)熱溫度為450℃時(shí)，鐵產(chǎn)品還原度最大為70.62％。(2)還原溫度對(duì)

3、直接還原鐵產(chǎn)品的質(zhì)量影響顯著，增加反應(yīng)的溫度，能明顯提高還原鐵產(chǎn)品的還原度，當(dāng)溫度超過(guò)1000℃時(shí)，繼續(xù)增加還原溫度，影響減弱。(3)在還原初始階段，還原度隨反應(yīng)時(shí)間的增加，上升速率快，當(dāng)還原超過(guò)45min時(shí)，繼續(xù)增加反應(yīng)時(shí)間還原鐵產(chǎn)品質(zhì)量有一定程度的下降。(4)水蒸氣與二氧化碳?xì)夥漳軌虼龠M(jìn)直接還原煉鐵反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而提高還原鐵產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，確定了焦油還原煉鐵的最佳工況，當(dāng)鐵礦粉預(yù)熱溫度450℃，反應(yīng)溫度為1000℃，焦油與鐵