·1004· 北京科技大学学报 第34卷 100(a 100b) -C1-500-30 80 -CT-400-30 80 ◆-HT-400-30 ◆RT-500-30 60 60 40L 20 0叶r 900 940 980 1020 1060 900 940 980 1020 1060 温度℃ 温度/℃ 100F@ 指 100Fd ◆ -CT-600-30 80 ·-CT-700-30 ◆-RT-600-30 80 ◆-T°-700-30 ◆ 60 60 40 40 20 0外-4 ， 900 940 980 1020 1060 900 940 980 1020 1060 温度℃ 温度℃ 图8不同碳化温度下加热模式对生物质焦反应性的影响.(a)400℃：(b)500℃：(c)600℃：(d)700℃ Fig.8 Effect of heating patterns on the reactivity of biomass char at different carbonization temperatures:(a)400℃；(b)500℃；(c）600℃：(d) 700℃ 生物质焦的产率除受碳化条件的影响外，还取 量大大提高，甚至高于无烟煤：挥发分含量大大降 决于所用生物质原料的水分、固定碳含量.在原料 低，低于烟煤：碱金属含量大大降低，低于煤炭：热值 不变的情况下，随着生物质焦产率的提高（通过缩 提高70%以上，可磨性得到改善，更适于工业应用： 短碳化时间或降低碳化温度等手段)，其中挥发分 N、S及灰分含量远低于煤炭. 的含量必定增大，而炼铁工艺对所用燃料和还原剂 (3)生物质焦具有典型的管状结构，破碎后仍 的挥发分含量有严格要求，因此不可片面追求生物 具有不同于煤粉的片状结构，因此具有较高的比表 质焦制备的短时和高产.现代木炭工业利用碳化窑 面积：生物质焦的燃烧性能以及与CO2气化反应性 炉生产一批木炭通常需要7d以上的时间，大约可 能优于煤炭，适宜用作炼铁过程的发热剂和还原剂. 获得25%~37%的产率☒.CT-500-30条件下制 (4)生物质焦的C02气化反应性随碳化保温 得的生物质焦已析出了大部分挥发分（挥发分质量 时间的延长而逐渐降低，不随最终碳化温度的提高 分数仅为16.63%)，具有与煤相当甚至更优的成 而简单的升高：加热模式（升温制度）对生物质焦反 分，具有较高的热值，足以用作炼铁工艺的发热剂和 应性亦有一定的影响 还原剂，替代部分煤粉和焦炭等化石能源. (5)炼铁用生物质焦的最佳制备条件为CT一 500-30,即以恒温加热模式将生物质加热至500℃， 3 结论 并保温30min,之后冷却取出. (1)生物质的碳化主要发生在230~500℃的 温度范围内，随着碳化温度的升高生物质焦的产率 参考文献 呈下降趋势：碳化温度大于500℃以后，保温时间对 [1]Yang T J,Zhang J L,Zuo H B.Energy-saving,emission-reducing and low carbon ironmaking,realizing scientific development of bf 生物质焦的产率无明显影响；700℃碳化生物质焦 production in china.China Metall,2010,20 (7):1 的挥发分含量已比较低，继续提高碳化温度对其质 (杨天钧，张建良，左海滨.节能减排低碳炼铁实现中国 量的影响不大. 高炉生产的科学发展.中国治金，2010,20(7)：1) (2)生物质经碳化后所得生物质焦的固定碳含 [2]Bai H,Liu P,Li HX,et al.CO,emission model and reduction北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 8 不同碳化温度下加热模式对生物质焦反应性的影响 . ( a) 400 ℃ ; ( b) 500 ℃ ; ( c) 600 ℃ ; ( d) 700 ℃ Fig． 8 Effect of heating patterns on the reactivity of biomass char at different carbonization temperatures: ( a) 400 ℃ ; ( b) 500 ℃ ; ( c) 600 ℃ ; ( d) 700 ℃ 生物质焦的产率除受碳化条件的影响外，还取 决于所用生物质原料的水分、固定碳含量． 在原料 不变的情况下，随着生物质焦产率的提高( 通过缩 短碳化时间或降低碳化温度等手段) ，其中挥发分 的含量必定增大，而炼铁工艺对所用燃料和还原剂 的挥发分含量有严格要求，因此不可片面追求生物 质焦制备的短时和高产． 现代木炭工业利用碳化窑 炉生产一批木炭通常需要 7 d 以上的时间，大约可 获得 25% ～ 37% 的产率［12］． CT--500--30 条件下制 得的生物质焦已析出了大部分挥发分( 挥发分质量 分数仅为 16. 63% ) ，具有与煤相当甚至更优的成 分，具有较高的热值，足以用作炼铁工艺的发热剂和 还原剂，替代部分煤粉和焦炭等化石能源． 3 结论 ( 1) 生物质的碳化主要发生在 230 ～ 500 ℃ 的 温度范围内，随着碳化温度的升高生物质焦的产率 呈下降趋势; 碳化温度大于 500 ℃以后，保温时间对 生物质焦的产率无明显影响; 700 ℃ 碳化生物质焦 的挥发分含量已比较低，继续提高碳化温度对其质 量的影响不大． ( 2) 生物质经碳化后所得生物质焦的固定碳含 量大大提高，甚至高于无烟煤; 挥发分含量大大降 低，低于烟煤; 碱金属含量大大降低，低于煤炭; 热值 提高 70% 以上，可磨性得到改善，更适于工业应用; N、S 及灰分含量远低于煤炭． ( 3) 生物质焦具有典型的管状结构，破碎后仍 具有不同于煤粉的片状结构，因此具有较高的比表 面积; 生物质焦的燃烧性能以及与 CO2 气化反应性 能优于煤炭，适宜用作炼铁过程的发热剂和还原剂． ( 4) 生物质焦的 CO2 气化反应性随碳化保温 时间的延长而逐渐降低，不随最终碳化温度的提高 而简单的升高; 加热模式( 升温制度) 对生物质焦反 应性亦有一定的影响． ( 5) 炼铁用生物质焦的最佳制备条件为 CT-- 500--30，即以恒温加热模式将生物质加热至 500 ℃， 并保温 30 min，之后冷却取出． 参 考 文 献 ［1］ Yang T J，Zhang J L，Zuo H B． Energy-saving，emission-reducing and low carbon ironmaking，realizing scientific development of bf production in china． China Metall，2010，20( 7) : 1 ( 杨天钧，张建良，左海滨． 节能减排 低碳炼铁 实现中国 高炉生产的科学发展． 中国冶金，2010，20( 7) : 1) ［2］ Bai H，Liu P，Li H X，et al． CO2 emission model and reduction ·1004·