【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低碳炼铁，具体涉及一种制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法。
技术介绍
1、制浆造纸工厂废液木质素产量大、利用率低、环境污染严重，一直是我国工业环境领域难以解决的问题。利用水热炭化技术可以将制浆造纸工厂废液工业木质素以除杂、提质来制备高质量水热炭，促进废弃资源的有效利用。目前，降本增效，低碳炼铁是炼铁工作者的首要目标，若能将制浆造纸厂废液木质素水热炭在炼铁行业有效利用，则可以打通制浆造纸工业和炼铁工业之间的节能减排技术障碍。
2、含碳球团是指由铁矿粉和焦煤或煤粉等含碳物料经过充分混合造球后的成品，碳球团的主要目的是用于非高炉炼铁，氢冶金竖炉直接还原炼铁是一种新型的环境友好型非高炉炼铁工艺。利用制浆造纸工厂废液工业木质素水热炭代传统化石能源制备含碳球团，再进一步利用氢冶金竖炉进行直接还原，可从根本上降低炼铁工艺对煤炭和焦炭的依赖，进一步推动钢铁制造早日实现低碳、零碳、甚至负碳生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是在于提供一种制浆造纸工厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法。通过水热碳化工艺，将制浆造纸工厂废液木质素除杂和提质来制备高质量水热炭，水热炭作为原料代替煤炭应用于气基竖炉直接还原炼铁工艺中。一方面解决了大量的浆造纸工厂废液木质素利用率低、环境污染严重的问题，另另一方面解决直接还原炼铁生产工艺中的煤炭等化石能源消耗量较大的问题。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种制浆造纸工厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法
4、s1、利用高压反应釜将制浆造纸厂废液木质素进行水热碳化处理，制得工业木质素水热炭。
5、s2、将步骤s1得到的所述水热处理制备的工业木质素水热炭置于烘箱中烘干，将制备的水热炭粒度进利用立磨机进行破碎研磨。
6、s3、将步骤s2得到的所述水热炭按一定比例与钒钛磁铁矿矿粉混合，再加入一定量的膨润土粘结剂和水，混匀后利用圆盘造球机制成含工业木质素水热炭球团。
7、s4、将步骤s3得到的所述含碳球团烘干后采用竖炉直接还原工艺进行直接还原，得到直接还原铁。
8、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s1中，所述水热炭化技术的水热炭化温度为500℃，高压反应釜压力为1.0±0.1mpa，水热炭化时间为240min，所述制浆造纸厂废液木质素原料和水的固液质量为比为1:5；制备的所述生物质水热炭的灰分低于6.0％，挥发分低于19.5％，硫含量低于0.1％。
9、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s2中，所述水热处理制备的工业木质素水热炭的烘干温度为110~150℃，烘干时间24h，将所述水热处理制备的工业木质水热炭粒度破碎研磨至200目以下。
10、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s3中，所述工业木质水热炭与钒钛磁铁矿按照摩尔比c/o=1.1~1.4进行配料，所述的膨润土粘结剂的重量百分比占3%，水占5%，余量为工业木质水热炭和钒钛磁铁矿矿粉。
11、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s4中，所述含工业木质素水热炭球团的烘干温度为100~150℃，烘干时间24h；
12、作为本专利技术的进一步改进，所述含工业木质素水热炭球团的直接还原温度为1100℃，所述含工业木质素水热炭球团的直接还原气氛为摩尔比co：h2=2:1，所述含工业木质素水热炭球团的直接还原时间为60min；
13、作为本专利技术的进一步改进，所述的含工业木质素水热炭球团直接还原反应后得到的直接还原铁金属化率为75.5~82.0%。
14、与现有的直接还原铁制备工艺相比，利用制浆造纸工厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法主要有以下特点：
15、将碳氢化合物含量较高的可再生制浆造纸工厂废液木质素应用于炼铁领域，有助于降低传统化石能源的消耗量和co2排放量。
16、制浆造纸工厂废液木质素过水热炭化之后，制备得到的水热炭具有较高的发热值和能量密度，其储存和运输性能得到明显改善；此外制浆造纸工厂废液木质素经过水热炭化过程可以脱除大量的有害元素和灰分。
17、氢冶金竖炉直接还原工艺可制取优质直接还原铁，氢能源的使用也使碳排放大大降低。制浆造纸厂废液木质素水热炭在炼铁行业有效利用，不仅有效解决了造纸行业的废物利用，还可以打通制浆造纸工业和新型低碳炼铁工业之间的节能减排技术障碍。
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1.一种以制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤S1中，所述水热炭化技术的水热炭化温度为500℃，高压反应釜压力为1.0±0.1MPa，水热炭化时间为240-280min，所述制浆造纸厂废液木质素原料和水的固液质量为比为1:5；制备的所述生物质水热炭的灰分低于6.0％，挥发分低于19.5％，硫含量低于0.1％。
3.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤S2中，所述水热处理制备的工业木质素水热炭的烘干温度为110~150℃，烘干时间24h，将所述水热处理制备的工业木质水热炭粒度破碎研磨至200目以下。
4.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤S3中，含工业木质素水热炭球团中所述的膨润土粘结剂的重量百分比为3%，水重量百分比为5%，余量为工业木质水热炭和钒钛磁铁矿矿粉，所述工业木质水热炭与钒钛磁铁矿按照C/O摩尔
5.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤S4中，所述含工业木质素水热炭球团的烘干温度为100~150℃，烘干时间为24h。
6.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤S4中，所述含工业木质素水热炭球团的直接还原温度为1100℃，所述含工业木质素水热炭球团的直接还原气氛为摩尔比CO：H2=2:1，所述含碳球团的直接还原时间为60min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：所述的含工业木质素水热炭球团直接还原反应后得到的直接还原铁金属化率为75.5~82.0%。
...【技术特征摘要】
1.一种以制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤s1中，所述水热炭化技术的水热炭化温度为500℃，高压反应釜压力为1.0±0.1mpa，水热炭化时间为240-280min，所述制浆造纸厂废液木质素原料和水的固液质量为比为1:5；制备的所述生物质水热炭的灰分低于6.0％，挥发分低于19.5％，硫含量低于0.1％。
3.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤s2中，所述水热处理制备的工业木质素水热炭的烘干温度为110~150℃，烘干时间24h，将所述水热处理制备的工业木质水热炭粒度破碎研磨至200目以下。
4.根据权利要求1所述的以造制浆造纸厂废液木质素为原料制备直接还原铁的方法，其特征在于：在步骤s3中，含工业木质素水热...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔坤坤，刘二浩，伊凤永，靳亚涛，修鹤，胡心光，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：
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