Modeling of biochar composite briquette reaction in blast furnace. (3rd July 2022)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Tang, Huiqing; Sun, Yanjun; Yu, Zhi
• Is Part Of: Canadian metallurgical quarterly. Volume 61:Number 3(2022)
• Page Start: 341
• Page End: 350
• Publication Date: 2022-07-03
• Subjects: Biochar -- composite briquette -- blast furnace -- ironmaking -- modeling; Metallurgy -- Periodicals; 669.05
• DOI: 10.1080/00084433.2022.2044686
• Languages: English
• ISSNs: 0008-4433

Abstract

ABSTRACT: In this study, the reaction behavior of biochar composite briquette (BCB) in an actual blast furnace (BF) was investigated by modeling. The prepared BCB contained 11.1 wt% carbon, 72.7 wt% magnetite, 11.25 wt% wustite, 0.77 wt% metallic iron, and 4.67 wt% gangue. A reaction model for single BCB in BF was developed and validated using the results of four isothermal scenarios. Then, the reaction behavior of BCB along the mid-radial solid flowing path in a 2500 m 3 BF was analyzed. The results show that the developed model was reliable. In the BF, reactions of BCB mainly included three stages and they were reduction by BF gas (473–853 K), reduction by BF gas, partial self-reduction (853–953 K), and full self-reduction (953–1150 K). The simulation results also indicated that, when a large amount of BCB was charged into BF, in the temperature range with BCB self-reduction, the local gas utilisation of BF gas was increased; and the BCB self-reduction had a positive influence on lowering the temperature level of thermal reserve zone. Modélisation de la réaction des briquettes composites de biocharbon dans un haut fourneau Dans cette recherche, on a étudié par modélisation le comportement réactionnel de briquettes composites de biocharbon (BCB) dans le haut fourneau. La BCB préparée contenait 11.1% en poids de carbone, 72.7% en poids de magnétite, 11.25% en poids de wustite, 0.77% en poids de fer métallique et 4.67% en poids de gangue. On a développé un modèle de réaction pour une seule BCB dans le haut fourneau et on l'a validé à l'aide des résultats d'essai de réaction isotherme des échantillons de BCB préparés. On a ensuite analysé par modélisation la réaction de la BCB le long du chemin d'écoulement solide médian dans un haut fourneau de 2500 m 3 . Les résultats ont montré que le modèle développé était fiable. Dans le haut fourneau, la BCB a subi une auto-réduction complète et a joué le rôle d'intensification de la réduction du frittage et de suppression de la gazéification du coke dans la gamme de température de 950 K à 1150 K. L'oxyde de fer dans la BCB était réduit beaucoup plus rapidement près de la surface que près du centre dans la gamme de température de 950 K à 1150 K. Cependant, le biocharbon dans la BCB a été gazéifié de manière approximativement uniforme dans la direction radiale à mesure que la température augmentait.