不同反应性炭的气化差异及对铁矿还原的影响

作     者：魏汝飞 柯技 李家新 郑宝松 龙红明 WEI Ru-fei;KE Ji;LI Jia-xin;ZHENG Bao-song;LONG Hong-ming

作者机构：安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002 日照钢铁控股集团有限公司炼铁制造部山东日照276806 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2022年第57卷第3期

页      面：27-35页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1860113) 

主　　题：氧气高炉 煤气化 高反应性炭 气化反应 铁矿石还原 煤气调质 

摘      要：纯氧高炉和煤气化耦合联产是降低炼铁和煤气化工艺能耗和碳排放的重要手段,而研究不同反应性炭的气化差异及其对铁矿石还原影响是实现煤气调质与降低焦比的关键。在模拟纯氧高炉与煤气化耦合联产工艺条件下进行了木炭、兰炭、焦炭的气化和烧结矿、球团矿的还原试验研究。研究结果表明,3种炭与CO_(2)和水蒸气的反应性由强到弱的顺序为木炭兰炭焦炭,与CO_(2)开始反应温度依次为650.0、730.0、877.5℃,与水蒸气开始反应温度依次为613.5、672.0、841.5℃,3种炭与水蒸气反应特征温度均低于与CO_(2)的反应温度。木炭、兰炭、焦炭与CO_(2)反应活化能依次为109.51、119.31、176.84 kJ/mol,与水蒸气反应活化能依次为167.59、211.67、238.65 kJ/mol,3种炭中木炭反应性最强,其活化能最低。高反应性炭的加入可以促进铁矿的还原,木炭和兰炭促进作用都优于焦炭。与不加炭时相比,加入反应性最强的木炭后烧结矿还原度提高了13.72%,球团矿还原度提高了18.37%。与加焦炭的相比,加入反应性最强的木炭后烧结矿还原度提高了2.07%,球团矿的还原度提高了14.98%。在高炉冶炼中,可以使用适量的高反应炭代替焦炭,一方面降低焦比,另一方面可以促进CO_(2)、水蒸气向CO、H2转化,提高煤气品质。