生物質(zhì)焦油直接還原煉鐵機(jī)理與動力學(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，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)勢和社會效益。若將生物質(zhì)應(yīng)用于煉鐵行業(yè)，定能帶來技術(shù)革新與成本優(yōu)化。本文針對生物質(zhì)碳基直接還原動力學(xué)條件差、產(chǎn)品灰分含量高、還原產(chǎn)物需磁選分離等問題，提出將生物質(zhì)熱解副產(chǎn)物——焦油作為還原劑，開展生物質(zhì)直接還原煉鐵實驗研究，為開發(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，對影響焦油還原煉鐵過程的因素（鐵礦粉預(yù)熱溫度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、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，鐵產(chǎn)品還原度最大為70.62％。(2)還原溫度對

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1000℃時，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)時間的增加，上升速率快，當(dāng)還原超過45min時，繼續(xù)增加反應(yīng)時間還原鐵產(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。通過正交實驗，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