[发明专利]一种用于生产可燃气和DRI的生物质含铁团块及其制备方法

说明书

本发明的一种用于生产可燃气和DRI的生物质含铁团块及其制备方法，属于炼铁技术领域。本发明的含铁团块包括含铁原料、生物质、添加剂和粘结剂，各组分按如下质量份数组成：生物质50‑60份；含铁原料100‑200份；添加剂5‑10份；粘结剂3‑5份；所述的添加剂包括碳酸钠、红土镍矿、白云石和草木灰。本发明的含铁团块降低了生物质及其分解产物热稳定性，生物质作为铁氧化物的还原剂以及可燃性气体的C源和H源，铁氧化物充当钢制备的铁源以及碳反应生成CO的氧源，促进了焦油及生物质其他分解产物的催化裂解，提高了生物质气化产率的同时提高了DRI的金属化率。

技术领域

本发明涉及炼铁技术领域，更具体地说，涉及一种用于生产可燃气和DRI的生物质含铁团块及其制备方法。

背景技术

生物质能(biomass energy)是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，是一种可再生能源。生物质能具有可再生、低污染、分布广泛等优点。合理利用生物质能源，可有效减少对矿物能源的依赖，通过减轻能源消费给环境造成的污染。如今生物质能的开发和利用已经成为国际关注的焦点，生物质能技术具有相当广阔的发展前景。现有的生物质在应用的过程中，往往对生物质进行气化，生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分(或者氧气)、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。

钢铁工业系指生产生铁、钢、钢材、工业纯铁和铁合金的工业，是世界所有工业化国家的基础工业之一。与此同时，钢铁工业也是资源、能源密集型产业，也是典型的高物耗、高能耗、高污染产业，在生产过程中消耗大量的铁矿石、煤炭、水等有限资源，同时又排放大量的废弃物，对环境造成了严重的污染。我国钢铁企业能耗约占用了全国总能耗的10％，废水、固体废弃物、废气排放量分别占全国工业污染物排放总量的14％，17％，16％。目前，我国钢铁工业的发展面临能源和环境的双重制约，能源和环境己成为影响钢铁工业生存和发展的重大问题。推进钢铁工业的节能减排政策，加大节能减排力度、提高能源利用效率，发展以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”，才能促进钢铁工业的可持续发展。因此，可以将生物质应用于钢铁工业中，利用生物质代替传统炼铁工艺的煤和焦碳。

其中：DRI为直接还原铁(Direct Reduced Iron)是精铁粉或氧化铁在炉内经还原形成的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂。

经检索，已有相关的技术人员开展此方面的研究，例如：青岛理工大学进行相关的研究，并申请了专利：一种基于生物质的直接还原炼铁装置及方法(专利申请号201110408416.3，申请日：2011-12-09)和一种基于生物质热解焦油的直接还原炼铁装置和方法(专利申请号201310107214.4，申请日2013-03-29)，其采用生物质热解焦油替代煤和天然气进行直接还原炼铁，从而减小了炼铁工艺对化石能源的依赖，改善直接还原铁产品品质的同时还能减少对环境的危害。但是该方法往往是将生物质作为燃料的替代品，但是生物质在还原矿石过程中，同时伴随着生物质的裂解，此过程中生物质易发生裂解不完全而产生大量的焦油，不仅造成生物质能源的浪费，而且造成严重的环境污染，此问题亟需解决。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中，焦油产率较高、气化产率较低和DRI金属化率低的不足，提供一种用于生产可燃气和DRI的生物质含铁团块及其制备方法；

其中提供的一种用于生产可燃气和DRI的生物质含铁团块，含铁团块中的生物质被气化生成可燃性气体，铁氧化物被还原生成直接还原铁，可以降低焦油含量，同时提高气化产率；进一步的可以提高金属化率；