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简答题从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发,如何改善气固相还原过程的条件、提高反应速率,以提高间接还原度?
  • 1.改善矿石性质
    (1)提高矿石的孔隙度(气孔率)特别是微气孔率,可以改善气体内扩散条件,提高内扩散速度。
    (2)缩小矿石粒度(包含均匀性),可增加还原气体同矿石的接触面积,减小还原产物层厚度,缩短还原气体到达未反应核界面和气体产物自内向外逸出的途径。但矿石粒度不能过小,否则将恶化高炉内气体力学条件,影响煤气分布和高炉顺行,反过来阻碍还原。同时将增加炉尘吹出量。
    (3)改善矿石矿物组成,减少组织致密、结构复杂而易熔的铁橄榄石(Fe2SiO4)类型难还原矿物,可加速矿石的还原。
    2.控制气流条件
    (1)保证足够高的煤气温度是进行界面还原反应的必备条件。提高温度对改善扩散和加速还原反应,特别是在反应处于动力学范围时,效果十分显著。
    (2)控制煤气流速。在临界流速范围内,提高煤气流速,有利边界层外扩散的进行,可促进还原。
    (3)控制煤气的压力。在动力学范围,提高压力可加速还原。
    (4)提高煤气中还原性气体CO和H2的浓度,可以增大边界层与化学反应界面的浓度差,从而加速还原气体向反应界面的扩散,提高还原速度。
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