1.中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院 2.中國科學(xué)院過程工程研究所

　　1前言

　　從世界范圍看，電爐鋼產(chǎn)量日益增長，而高質(zhì)量廢鋼的供給又嚴(yán)重不足，世界直接還原鐵未來的需求量將會不斷增長。直接還原工藝分氣基直接還原和煤基直接還原，氣基豎爐法具有生產(chǎn)技術(shù)成熟、設(shè)備可靠、單位投資少、生產(chǎn)率高、單爐產(chǎn)量大、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的競爭力。目前，廣泛使用的氣基豎爐直接還原工藝MIDREX和HYL工藝在生產(chǎn)過程中H2和CO含量各不相同，但各自都有成功的生產(chǎn)經(jīng)驗。而且，現(xiàn)今幾種主流的煤制氣工藝還原氣有效成分也存在較大差異。因此，在發(fā)展煤制氣-直接還原工藝過程中，如何使煤制氣與直接還原工藝參數(shù)達(dá)到最佳匹配關(guān)系，以盡可能減少工序降低能耗等變得尤為重要。本文從鐵礦還原熱力學(xué)原理出發(fā)，采用理論計算的方式對鐵礦氣基直接還原過程中不同還原氣體組成條件下的利用效率進(jìn)行了模擬分析，為我國煤制氣-豎爐直接還原工藝的后續(xù)研究、發(fā)展提供有益的理論依據(jù)和科學(xué)數(shù)據(jù)。

　　2 CO和H2還原鐵氧化物

　　CO和H2還原鐵氧化物可分為以下幾個階段。

　　(2)CO和H2還原Fe3O4的反應(yīng)。Fe3O4的還原在低溫和高溫時有不同的轉(zhuǎn)變順序。當(dāng)溫度低于570℃時，反應(yīng)為：

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