Improvement of laboratory reduction tests to reproduce the industrial reduction behavior of iron ore pellets under MIDREX conditions

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Das MIDREX® Verfahren ist der dominierende Prozess zur Herstellung von Direct Recuced Iron (DRI). Diese Arbeit befasst sich mit dem Reduktionsverhalten von Eisenerzpellets im Labormaßstab unter MIDREX® Bedingungen. Drei verschiedene Fälle wurden untersucht, wobei die Effekte unterschiedlicher Reduktionsgaszusammensetzungen sowie unterschiedlicher Roh-Pellets auf das Reduktionsverhalten getestet wurden. Die Reduktionsversuche wurden mittels eines Festbettreaktors (mit 75 mm Innendurchmesser) in einem Temperaturbereich von 730 – 890 ºC durchgeführt. Die in den Experimenten generierten Daten wurden mittels unterschiedlicher kinetischer Methoden untersucht, um einerseits die scheinbare Aktivierungsenergie und andererseits die kinetisch limitierenden Schritte während der Reduktion von FeO zu Fe zu ermitteln. Auf Basis der Analysen können drei verschiedene Mechanismen für die Limitierung des Reduktionsfortschrittes verantwortlich sein: (1) Die chemische Reaktion an der Grenzfläche FeO/Fe; (2) Die Diffusion durch die metallische Eisenschicht; (3) Die Keimbildung neuer Eisenphasen innerhalb der Pellets. Zur Bestätigung der erhaltenen Ergebnisse wurden diverse morphologische Untersuchungen von reduzierten Pellets durchgeführt. Die scheinbare Aktivierungsenergie für die Reduktion von FeO zu Fe liegt in einem Bereich von 20-55 kJ/mol in Abhängigkeit von den Versuchsbedingungen und den verwendeten Pellets.

Details

Titel in ÜbersetzungAnpassung von Laborreduktionsversuchen zur Darstellung des Reduktionsverhaltens von Eisenerzpellets unter MIDREX-Bedingungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung23 Okt. 2020
StatusVeröffentlicht - 2020