基于改质焦炉煤气直接还原铁矿石的基础研究

发布时间：2024-01-06 10:35

　　直接还原铁是一种优质的炼钢原料,其成分稳定,有害杂质元素含量低,可以作为电炉炼钢的原料和转炉炼钢的冷却剂。尽管中国的天然气资源有限,不足以用来规模发展直接还原铁工业,但可以充分利用煤中的碳氢化合物资源,将其高效改质成富氢多元还原气,进而生产直接还原铁,并实现二氧化碳的减排。本文以铁精矿为研究对象,利用热重法,进行多组元富氢气体直接还原实验研究。论文首先通过热力学计算了改质焦炉煤气直接还原铁矿石流程中的铁氧化物还原与碳沉积条件,理论分析了碳沉积的热力学条件(碳活度、反应温度与含碳析出相组成等)。之后,通过研究单一气体(H2与CO)和富氢混合气体直接还原铁矿石,获得气体还原铁矿石物相转变规律,并进行了动力学分析。针对铁矿石还原过程的碳沉积问题展开了相关研究,并对矿石的破碎现象进行了机理解释。在此基础上建立数学模型,以改质焦炉煤气为气源,对竖炉还原部分进行了数值模拟。通过热力学计算分析了铁氧化物还原过程中的气体成分、气体利用率、气体用量等参数。计算了 C-H-O平衡体系下石墨的析出线与Fe3C的生成线。结果表明,以焦炉煤气为气源进行直接还原铁生产的碳沉积不可避免。对于铁基材料,计算了 CO-...

【文章页数】：170 页

【学位级别】：博士

本文编号：3877218