流化床中CO还原1～3 mm铁矿粉的研究.doc

第３ｌ卷第３期 ２０１０年７月  钢铁钒钛 ｍ０Ｎ鲫ｒＥ正Ｌ ＶＡＮＡＤＩＵＭ’兀ＴＡＮＩＵＭ  Ｖ０１．３１。Ｎｏ．３ ＪｕＬｙ ２０１０ 流化床中Ｃｏ还原１～３ ｍｍ铁矿粉研究 庞建明，郭培民，赵沛 （钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室，北京１０００８１） 摘要：在自制的公斤级高温流化床中研究了ＣＯ还原１—３衄矿粉的还原行为。随着时间的增加，样品的还原 率增加，气体利用率却在下降，说明还原前期反应速度快，后期反应慢；温度越高，样品的还原率越大，气体的利用 率越高，但随着还原时间的增加，差距在逐步缩小。当还原温度为８５０℃时，前２０ ｍｉｎ的还原率为８０％，气体利用 率为８％左右，这说明高温下，ＣＯ还原ｌ一３ ｍｍ铁矿粉的反应速度是很快的。温度越高，表观反应速率常数越大， 而且增加的幅度也越来越大；随着气速的增加，铁矿粉的还原率增加，并且几乎成线性关系，表明高温下，使用ＣＯ 气体作为还原剂时，可以允许更高的气速，从而可以提高设备的生产效率。随着料层高度的增加，金属化率与还原 率不断下降，然而气体利用率却在不断升高。试验中ＣＯ还原ｌ－３ ｍｌｎ铁矿粉时的表观活化能为５９．１１ Ｉｄ／ｍｏｌ。 关键词：流化床；铁矿粉；Ｃ０；还原率 中图分类号：ＴＦ５３３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—７６３８（２０１０）０３—００１５—０５ Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  ｔｈｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ １—－３ ｍｎｌ Ｉｒｏｎ Ｏｒｅ Ｐｏｗｄｅｒ ｂｙ ＣＯ ｉｎ Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ Ｐａｎｇ Ｊｉａｎｍｉｎｇ，Ｇｕｏ Ｐｅｉｍｉｎ，Ｚｈａｏ．Ｐｅｉ （Ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ  Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｉｒｏｎ  ａｎｄ  Ｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｌｌｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ  ｐｏｗｄｅｒ ｂｙ ｉｎ ｈｏｍｅｍａｄｅ ｋｇ—ｓｃａｌｅ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ惴ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｇａｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｌａｓｔｓ ｌｏｎｇｅｒ ｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｓ ｆａｓｔｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅ ｉｔ ｂｅ－ ｃｏｍｅｓ ｓｌｏｗｅｒ ｉｎ ｌａｔｔｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｇａｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ａｒｅ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｂｅ— ｃｏｍｅｓ ｓｍａｌｌｅｒ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｇａｓ  ｒｅａｃｈ ａｂｏｕｔ ８％ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ８０％ ｆｏｒ ２０ ｍｌｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｔ ８５０℃。ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｂｙ ＣＯ ｉｓ ｖｅｒｙ ｆａｓｔ．Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｉｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ａｐｐａｒｅｎｔ ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｃｏｎｓｔａｎｔ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｂｅｃｏｍｅｓ ｂｉｇｇｅｒ．Ｔｈｅ ｉｎ— ｏｆ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｗｉｔｈ ｇａｓ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｐｅｒｆｏｒｍｓ ｑｕｉｔｅ ｇｏｏｄ ｌｉｎｅａｒｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｈｉｇｈｅｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｇａｓ  ｂｅ ｕｓｅｄ  ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｒｅａｃｔＯｒ ｗｈｅｎ ＣＯ ｉｓ ｕｓｅｄ鹪ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｇａｓ．Ｗｉｔｈ