生物质燃料应用于铁矿烧结的研究-新能源.PDF

生物质燃料应用于铁矿烧结的研究 链接：/tech/107967.html 来源：中国新能源网 生物质燃料应用于铁矿烧结的研究 范晓慧，季志云，甘敏，姜涛，陈许玲，李文琦，王强，余志元，黄晓贤，袁礼顺 (中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙，410083) 摘要：通过烧结杯试验对2种木炭、1种固体成型锯末替代焦粉进行研究。研究结果表明：随着生物质燃料替代焦粉 质量分数的提高，烧结适宜水分呈增加趋势，且生物质燃烧速度快使垂直烧结速度提高，而料层最高温度降 低使烧结矿熔融区铁酸钙质量分数减小，大孔薄壁结构增加，造成烧结矿成品率和转鼓强度降低；当此3种生物质 燃料分别替代质量分数为40%的焦粉进行烧结时，烧结速度均升高，但烧结矿成品率和转鼓强度降低，且生物质的燃 料比(即固定碳与挥发分的质量比)越低，其替代焦粉的适宜质量分数也越低，经过炭化的生物质能获得更好的烧结指 标；通过降低生物质燃料的热量置换比以及适当提高生物质的平均粒径，提高了料层的最高温度，从而强化生物质燃 料的铁矿烧结，提高了烧结矿产量和质量。 在我国高炉含铁炉料结构中，烧结矿质量分数一般在75%以上，是高炉炼铁的主要含铁炉料。而烧结工序能耗在钢 铁企业中仅次于炼铁工序能耗，居第2位，一般为企业总能耗的9%~12%，且固体燃料消耗占烧结工序总能耗的75%~8 [1−4] 0% 。我国铁矿烧结主 要采用焦粉、无烟煤等化石燃料，其 燃烧排放的烟气中含有大量的温室气体CO 以及污染性气体SO 和NO 2 x x 等，是钢铁工业的主要大气污染源[5−7] ，因此，寻求清洁且价廉的燃料替代焦粉、无燃煤等化石燃料是缓解我国环境污染和能源紧缺双重压力的重要途径。 生物质能是由植物光合作用固定于地球上的太阳能，是一种清洁可再生能源，其来源十分丰富，资源量大。由于生 物质燃料N和S质量分数低，且燃烧产生的CO 参与大气碳循环，可以有效降低CO ，SO 和NO 的排放量[8−13] 2 x x x 。2004 年澳大利亚联 邦科学与工业研究组织(CSI RO)采用红桉树炭化得到的木炭替代焦粉进行了烧结试 验研究[14] ；2007年荷兰柯罗斯(Corus)技术与发展研究中心研究了橄榄树残渣、向日葵壳、杏仁壳等生物质燃料分别取代25%的 焦粉对烧结料层热波曲线的影响[15] 。目前，针对我国的原料结构，还没有应用生物质燃料进行烧结的研究报道。为此，本文作者拟通过研究生物质燃料 种类、替代焦粉质量分数的研究，以便揭示生物质作燃料的烧结特性，并采用强化措施提高烧结矿的产量和质量。 1原料性能及试验方法 1.1原料性能 本试验在混匀铁料中配加石灰石、白云石、生石灰3种熔剂，以及燃料和烧结返矿生产57.5%(质量分数，下同)TFe ，4.82%SiO，2.0%MgO以及碱度R为2.0的烧结矿。混匀铁料、熔剂、返矿的化学成分和配比见表1。 2 本试验采用的燃料有1种焦粉、3种生物质燃料。生物质燃料分别为2种木炭和1种锯末。焦粉为焦炭破碎的副产物， 木炭为木材炭化得到的产品，锯末是固体成型燃料。各种燃料的化学成分及工业分析、灰分成分、粒度组成分别见表 2~4。 由表2可知：从化学成分看，木炭1#的C质量分数最高，而锯末的C质量分数最低；焦粉的H质量分数最低，而锯末 的H质量分数最高；从工业分析来看，与焦粉相比，生物质燃料的灰分质量分数较低，挥发分质量分数高，特别是未 经炭化处理的锯末，挥发分质量分数高达84.74%，而灰分只有1.99%。木炭的热值比焦粉的大，而锯末的热值比焦粉 的热值低得多。 由表3可知：焦粉灰分中的SiO 和AlO 2 2 3 的质量分数高，而 生物质燃料应用于铁矿烧结的研究 链接：/tech/107967.html 来源：中国新能源网 生物质灰分中CaO质量分数高；生物 质灰分中的CaO和MgO的总质量分数比SiO 和AlO 的总质量分数高，其灰分呈