[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于生產(chǎn)可燃?xì)夂虳RI的生物質(zhì)含鐵團(tuán)塊及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710146942.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108570525B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏汝飛;龍紅明;李家新;王平;孟慶民;春鐵軍;狄瞻霞;余正偉;李寧;王凱祥
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C21B13/00
• 分類(lèi)號(hào): C21B13/00;C22B5/12;C22B1/243;C22B1/16
• 代理公司: 安徽知問(wèn)律師事務(wù)所 34134
• 代理人: 平靜

本發(fā)明的一種用于生產(chǎn)可燃?xì)夂虳RI的生物質(zhì)含鐵團(tuán)塊及其制備方法，屬于煉鐵技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的含鐵團(tuán)塊包括含鐵原料、生物質(zhì)、添加劑和粘結(jié)劑，各組分按如下質(zhì)量份數(shù)組成：生物質(zhì)50?60份；含鐵原料100?200份；添加劑5?10份；粘結(jié)劑3?5份；所述的添加劑包括碳酸鈉、紅土鎳礦、白云石和草木灰。本發(fā)明的含鐵團(tuán)塊降低了生物質(zhì)及其分解產(chǎn)物熱穩(wěn)定性，生物質(zhì)作為鐵氧化物的還原劑以及可燃性氣體的C源和H源，鐵氧化物充當(dāng)鋼制備的鐵源以及碳反應(yīng)生成CO的氧源，促進(jìn)了焦油及生物質(zhì)其他分解產(chǎn)物的催化裂解，提高了生物質(zhì)氣化產(chǎn)率的同時(shí)提高了DRI的金屬化率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種用于生產(chǎn)可燃?xì)夂虳RI的生物質(zhì)含鐵團(tuán)塊及其制備方法。

背景技術(shù)

生物質(zhì)能(biomass energy)是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，是一種可再生能源。生物質(zhì)能具有可再生、低污染、分布廣泛等優(yōu)點(diǎn)。合理利用生物質(zhì)能源，可有效減少對(duì)礦物能源的依賴(lài)，通過(guò)減輕能源消費(fèi)給環(huán)境造成的污染。如今生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)和利用已經(jīng)成為國(guó)際關(guān)注的焦點(diǎn)，生物質(zhì)能技術(shù)具有相當(dāng)廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)有的生物質(zhì)在應(yīng)用的過(guò)程中，往往對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行氣化，生物質(zhì)氣化是在一定的熱力學(xué)條件下，借助于空氣部分(或者氧氣)、水蒸氣的作用，使生物質(zhì)的高聚物發(fā)生熱解、氧化、還原重整反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為一氧化碳，氫氣和低分子烴類(lèi)等可燃?xì)怏w的過(guò)程。

鋼鐵工業(yè)系指生產(chǎn)生鐵、鋼、鋼材、工業(yè)純鐵和鐵合金的工業(yè)，是世界所有工業(yè)化國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)之一。與此同時(shí)，鋼鐵工業(yè)也是資源、能源密集型產(chǎn)業(yè)，也是典型的高物耗、高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中消耗大量的鐵礦石、煤炭、水等有限資源，同時(shí)又排放大量的廢棄物，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。我國(guó)鋼鐵企業(yè)能耗約占用了全國(guó)總能耗的10％，廢水、固體廢棄物、廢氣排放量分別占全國(guó)工業(yè)污染物排放總量的14％，17％，16％。目前，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展面臨能源和環(huán)境的雙重制約，能源和環(huán)境己成為影響鋼鐵工業(yè)生存和發(fā)展的重大問(wèn)題。推進(jìn)鋼鐵工業(yè)的節(jié)能減排政策，加大節(jié)能減排力度、提高能源利用效率，發(fā)展以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟(jì)”，才能促進(jìn)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，可以將生物質(zhì)應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)中，利用生物質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)煉鐵工藝的煤和焦碳。

其中：DRI為直接還原鐵(Direct Reduced Iron)是精鐵粉或氧化鐵在爐內(nèi)經(jīng)還原形成的低碳多孔狀物質(zhì)，其化學(xué)成分穩(wěn)定，雜質(zhì)含量少，主要用作電爐煉鋼的原料，也可作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的冷卻劑。

經(jīng)檢索，已有相關(guān)的技術(shù)人員開(kāi)展此方面的研究，例如：青島理工大學(xué)進(jìn)行相關(guān)的研究，并申請(qǐng)了專(zhuān)利：一種基于生物質(zhì)的直接還原煉鐵裝置及方法(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01110408416.3，申請(qǐng)日：2011-12-09)和一種基于生物質(zhì)熱解焦油的直接還原煉鐵裝置和方法(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01310107214.4，申請(qǐng)日2013-03-29)，其采用生物質(zhì)熱解焦油替代煤和天然氣進(jìn)行直接還原煉鐵，從而減小了煉鐵工藝對(duì)化石能源的依賴(lài)，改善直接還原鐵產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)還能減少對(duì)環(huán)境的危害。但是該方法往往是將生物質(zhì)作為燃料的替代品，但是生物質(zhì)在還原礦石過(guò)程中，同時(shí)伴隨著生物質(zhì)的裂解，此過(guò)程中生物質(zhì)易發(fā)生裂解不完全而產(chǎn)生大量的焦油，不僅造成生物質(zhì)能源的浪費(fèi)，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，此問(wèn)題亟需解決。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中，焦油產(chǎn)率較高、氣化產(chǎn)率較低和DRI金屬化率低的不足，提供一種用于生產(chǎn)可燃?xì)夂虳RI的生物質(zhì)含鐵團(tuán)塊及其制備方法；

其中提供的一種用于生產(chǎn)可燃?xì)夂虳RI的生物質(zhì)含鐵團(tuán)塊，含鐵團(tuán)塊中的生物質(zhì)被氣化生成可燃性氣體，鐵氧化物被還原生成直接還原鐵，可以降低焦油含量，同時(shí)提高氣化產(chǎn)率；進(jìn)一步的可以提高金屬化率；