内配废塑料对含碳球团直接还原的影响

摘要

节能减排是钢铁工业目前面临的重要挑战,而废塑料作为一种可再生清洁能源和还原剂替代焦粉、无烟煤等化石燃料在炼铁工业中已经获得大量关注。把废塑料、褐铁矿粉、无烟煤以及黏结剂混合制取含碳球团,在管式加热炉内做直接还原实验。废塑料在高温下裂解释放热量,为球团的预热和直接还原提供外加热源。同时,与无内配塑料含碳球团对比,内配废塑料的含碳球团孔隙率增大,这样有利于反应中还原气体的传质,从而促使含碳球团的还原率随之提高。对影响含碳球团直接还原的因素如C/O摩尔比、还原时间、内配废塑料种类及其质量分数进行实验研究。实验结果表明:在实验设定条件下,含碳球团直径10mm,还原温度1 350℃,内配质量分数为4%的聚碳酸酯(PC)在还原时间6min时,球团孔隙率最高,达74%;此时还原率最高,达98.89%。含碳球团还原体系在反应过程中,内配一定比例的废塑料,可以缩短还原时间,降低还原温度,提高球团的还原效率。