循環流動層を用いる鉄鉱石の還元反応に関するモデル解析

摘要

循環流動層による鉄鉱石の還元反応に関するスケールアップ情報と還元率におよぼす種々の操業要因の影響を明らかにするために，循環流動層の固気相流れとして内部循環と外部循環を考慮した粉状鉄鉱石の予備還元反応モデルを構築した．粒子の還元反応を一界面未反応核モデルとして循環流動層の高さ方向に微分収支をとり，Runge-Kutta-Gill法によって数値計算した．既実験条件でパラメータフィッティング後の他の条件，すなわち温度，還元ガス原単位，平均滞留時間等を変えた場合における還元率の計算結果は実験値と比較的よく一致した．還元率は入側ガス酸化度を増すにつれて低下するが，その変化割合が還元される鉄の形態，すなわち金属Fe，FeOによって不連続となる状況を表現できた．本モデルにもとづいて還元率の目標値に応じたガス酸化度の設定が可能となった．