焦?fàn)t煤氣改質(zhì)熱力學(xué)分析及直接還原鐵礦石實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國焦?fàn)t煤氣雖然資源豐富，但是利用率較低。焦?fàn)t煤氣中含有大量的H2、CO和CH4組份，可以用來還原鐵礦石。焦?fàn)t煤氣重整產(chǎn)生的合成氣來直接還原鐵礦石，是未來鋼鐵企業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，循環(huán)利用資源的重要工藝。
　　本論文目的是將焦?fàn)t煤氣改質(zhì)產(chǎn)生的合成氣對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原的研究。本論文的研究工作，主要分為兩個(gè)方面：第一，是將焦?fàn)t煤氣進(jìn)行二氧化碳重整改質(zhì)從而產(chǎn)生清潔能源氫氣和一氧化碳，本研究為焦?fàn)t煤氣重整改質(zhì)提供了理論依據(jù)。第二，是將產(chǎn)生的合成

2、氣進(jìn)行氣基直接還原實(shí)驗(yàn)。本研究為實(shí)際生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)信息和理論依據(jù)，具有重要的應(yīng)用前景。
　　焦?fàn)t煤氣二氧化碳改質(zhì)，是利用HSC7.0熱力學(xué)軟件，對(duì)其進(jìn)行熱力學(xué)分析。對(duì)改質(zhì)過程中溫度、壓力、CH4/CO2比以及H2/CO比進(jìn)行研究并探索其變化趨勢(shì)和規(guī)律，確定最好的直接還原參數(shù)。
　　結(jié)果表明：提高反應(yīng)溫度，有利于提高CH4和CO2轉(zhuǎn)化率、H2和CO選擇性。在100KPa下，當(dāng)CH4/CO2=1、溫度在600～1000℃時(shí)，CH

3、4和CO2的轉(zhuǎn)化率分別為55.33～97.78％、53～99.43%，H2和 CO的選擇性分別是21.69～98.86%、18.15～100%。當(dāng)CH4/CO2比變小時(shí)，CH4的轉(zhuǎn)化率變大，CO選擇性變大而H2的選擇性變小。CH4/CO2比和溫度是調(diào)節(jié)H2/CO比的重要指標(biāo)。壓力是調(diào)節(jié)H2/CO比的一個(gè)過程量，但是不影響最終的H2/CO比。綜合考慮，當(dāng)溫度在1000℃、CH4/CO2=1、壓力在100KPa是較好的焦?fàn)t煤氣改質(zhì)環(huán)境。

4、r>　　混合氣直接還原鐵礦石研究采用 KSZ-03礦石冶金性能綜合測(cè)定儀，考察不同的氣體混合比例以及還原溫度對(duì)鐵礦石還原度的影響。最后在進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步分析，深度分析影響還原度的原因。
　　研究結(jié)果表明，溫度在650～850℃時(shí)，氫氣的還原效果比CO的還原效果好。混合氣還原鐵礦石反應(yīng)中，H2/CO的比例越高還原效果越好。混合氣還原鐵礦石反應(yīng)中，溫度在850℃時(shí)還原效果越好。還原過程中顆粒粘結(jié)現(xiàn)象是影響還原的重要因素