高溫熔態(tài)氫冶金技術(shù)研究

高溫熔態(tài)氫冶金技術(shù)爭論引言融復(fù)原技術(shù)日益受到各國冶金工作者的關(guān)注。以Corex工藝為代表的非高爐煉鐵工藝的產(chǎn)業(yè)化，使熔融復(fù)原的開發(fā)取得了突破性的進(jìn)展，但是Corex流程仍望徹底轉(zhuǎn)變鋼鐵行業(yè)的環(huán)境現(xiàn)狀，為鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)進(jìn)展帶來了期望。〔HismeltDiosCorex〔Corex、Finex〕以及高爐等。鐵浴式熔融復(fù)原法可以直接使用粉礦進(jìn)展全煤冶煉，它HismeltHismelt而實(shí)現(xiàn)降低熱負(fù)荷和節(jié)能降耗的工藝可行性進(jìn)展了爭論。高溫氫復(fù)原熱力學(xué)高溫氫復(fù)原熱力學(xué)計(jì)算對(duì)于鐵礦石低溫復(fù)原有：高溫反響：由式〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕〔5〕可得：由式和式2平衡圖，見圖1、2。由圖1和圖2可知，鐵礦熔態(tài)復(fù)原平衡態(tài)氣氛中的H和2CO含量要高于固態(tài)復(fù)原。在溫度為1,500℃時(shí)，用H和CO復(fù)原熔態(tài)氧化亞2HCO45.681.8%。21CO2H2復(fù)原氧化亞鐵平衡圖C-HOHO-CO-CO體系平衡成分計(jì)算2 2 2 2C-HOHO-CO-CO體系的獨(dú)立反響。2 2 2 2則有：平衡態(tài)氣體組分含量進(jìn)展計(jì)算。1,5000.1MPa，在不同初始條件下計(jì)算系2體系的平衡成分與氧氣參加量的關(guān)系。由圖3可知，平衡體系2 2 242 2 2CO42水和二氧化碳含量漸漸削減，氫氣和一氧化碳含量漸漸增加。計(jì)算覺察，在1,500℃，0.1MPa下，當(dāng)C：O2：123C-HOHO-CO-CO體系平衡成分與氧含量的關(guān)系2 2 2 24C-HOHO-CO-CO體系平衡成分與碳含量的關(guān)系2 2 2 220mol，20molC-H2體系的平衡成分與溫度的關(guān)系曲線。由圖5可知，隨著溫度的2 2 2COHO的含量略有增加，而HCO的含量則略有下2 2 2620mol，2 2 2 2系曲線。由圖6可以看出，在1,500℃下，體系壓力的變化對(duì)平衡組分含量的影響并不顯著。5C-HOHO-CO-CO體系平衡成分與溫度的關(guān)系2 2 2 26C-HOHO-CO-CO體系平衡成分與壓力的關(guān)系2 2 2 2高溫氫冶金流程分析Hismelt7碳過剩HO27高溫氫冶金模式由圖可知，O-CO-CO體系的平衡成分中只有CO和H2 2 2 2 2OCOH不能降低2 2 2碳也格外簡潔與HO發(fā)生反響(式17)，從而使HO又轉(zhuǎn)變?yōu)镠2 2 2所需的熱量。碳缺乏由圖4可知，在1,500HO和22HOCO不斷削減，而COHCH的摩2 2 2 2HOCOHismelt2 2Hismelt的流程工藝，使鐵浴爐內(nèi)的碳處于缺乏狀態(tài)，即掌握碳的燃燒率，使C:O小于1:1。2 2 2 2 2 2C:O隨著的上升HHO不斷上升；而當(dāng)C:O肯定時(shí)，HC越高，HHO2 2 2 2 2也越高。圖為不同H:C條件下，噸鐵復(fù)原能耗變化曲線。由圖8可知，隨著H/22而全氫熔態(tài)復(fù)原的噸鐵理論能耗約為0.85GJ。因此，向熔煉爐內(nèi)噴吹氫氣，噸，HC和C:O越高，噸鐵理論復(fù)原能耗2題。全氫操作

圖8噸鐵能耗與H/〔HC〕關(guān)系2 23.2水，這將會(huì)徹底轉(zhuǎn)變現(xiàn)代鋼鐵廠的流程模式。由式和圖29。91,400～1,600℃的溫度范圍內(nèi)，鐵礦石固態(tài)和熔態(tài)氫氣復(fù)原量要高于固態(tài)復(fù)原。與低溫氫冶金工藝〔700℃左右〕相比，高溫熔態(tài)鐵礦石氫制氫技術(shù)的根本突破。9熱力學(xué)噸鐵耗氫量隨溫度變化曲線全氫與富氫熔融復(fù)原2H2抱負(fù)的。氫氣用于鐵礦粉的復(fù)原，Midrex、Hyl-Ⅲ等直接復(fù)原工藝中更是使用的混合氣體。目前Corex流程豎爐復(fù)原所用的復(fù)原氣體中H2 2CO3:7。鐵流程也是重大課題。全氫模式的優(yōu)勢在于生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品。結(jié)論℃碳過剩的條件下，在C-HOHOCO-CO體系的氣體平2 2 2 2