Determining the Impact of Different Types of Biofuels on the Quality of Iron Ore Pellets
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, Kharkiv
Abstract
ENG: The object of this study is the process of roasting iron ore pellets. The study solves the task of replacing fossil fuel with plant-based fuel in order to reduce environmental load and ensure the stable quality of pellets, which is necessary for use in blast furnaces. The influence of biofuel content at a given temperature and air speed on the strength of pellets after roasting was studied. As a result of the research, it was established that the fuel content has a decisive effect on the strength of pellets. Among all types of fuel that were investigated, pellets with the addition of sunflower husks and wood had the highest strength that meets the requirements for blast furnace melting of 200 kilograms. The use of wheat straw and charcoal does not make it possible to completely replace solid fuel in the layer of pellets. The results show that the use of up to 0.36 % of sunflower husk makes it possible to increase the strength of burned pellets compared to samples without biofuel content. Adding all other considered types of fuel reduced the strength of the pellets. These results are explained by the different content of lignin, cellulose, and hemicellulose, which determines the characteristics of the biomass. The high content of cellulose and hemicellulose allows for high hydrophilicity due to the high number of OH groups and positively affects the formation of raw pellets. Volatile substances released during the combustion of biofuel contribute to the formation of spherical pores, as well as their uniform distribution, which prevents the propagation of cracks under load. Research results make it possible to establish the optimal roasting mode, decrease harmful emissions, and bring down costs by reducing fossil fuel consumption.
UKR: Об’єкт дослідження – процес обпалу залізорудних окатишів. Дослідження вирішує проблему заміни викопного палива на рослинне з метою зниження екологічного навантаження на довкілля та забезпечення стабільної якості окатишів, що необхідна для використання у доменних печах. Проведено дослідження впливу вмісту біопалива при заданій температурі та швидкості повітря на міцність окатишів після обпалу. У результаті досліджень було встановлено, що вміст палива має вирішальний вплив на міцність окатишів. Серед всіх видів палива, що було досліджено, окатиші з додаванням лушпиння соняшника та деревини мали найвищу міцність яка відповідає вимогам доменної плавки у 200 кілограм. Використання пшеничної соломи та деревного вугілля не дозволяє повністю замінити тверде паливо у шарі окатишів. Результати показують що використання до 0,36 % лушпиння соняшнику дозволяє підвищити міцність обпалених окатишів в порівнянні зі зразками без вмісту біопалива. Додавання всіх інших розглянутих видів палива знижувало міцність окатишів. Ці результати пояснюються різним вмістом лігніну, целюлози, геміцелюлози що визначає характеристики біомаси. Високий вміст целюлози і геміцелюлози забезпечують високу гідрофільність через високу кількість OH-груп і позитивно впливають на формування сирих окатишів. Леткі речовини, що виділяються при згорянні біопалива, сприяють формуванню сферичних пор, а також їх рівномірному розподілу, що перешкоджає поширенню тріщин при навантаженні. Результати досліджень дозволяють встановити оптимальний режим обпалу, знизити шкідливі викиди, знизити витрати шляхом зниження споживання викопного палива.
UKR: Об’єкт дослідження – процес обпалу залізорудних окатишів. Дослідження вирішує проблему заміни викопного палива на рослинне з метою зниження екологічного навантаження на довкілля та забезпечення стабільної якості окатишів, що необхідна для використання у доменних печах. Проведено дослідження впливу вмісту біопалива при заданій температурі та швидкості повітря на міцність окатишів після обпалу. У результаті досліджень було встановлено, що вміст палива має вирішальний вплив на міцність окатишів. Серед всіх видів палива, що було досліджено, окатиші з додаванням лушпиння соняшника та деревини мали найвищу міцність яка відповідає вимогам доменної плавки у 200 кілограм. Використання пшеничної соломи та деревного вугілля не дозволяє повністю замінити тверде паливо у шарі окатишів. Результати показують що використання до 0,36 % лушпиння соняшнику дозволяє підвищити міцність обпалених окатишів в порівнянні зі зразками без вмісту біопалива. Додавання всіх інших розглянутих видів палива знижувало міцність окатишів. Ці результати пояснюються різним вмістом лігніну, целюлози, геміцелюлози що визначає характеристики біомаси. Високий вміст целюлози і геміцелюлози забезпечують високу гідрофільність через високу кількість OH-груп і позитивно впливають на формування сирих окатишів. Леткі речовини, що виділяються при згорянні біопалива, сприяють формуванню сферичних пор, а також їх рівномірному розподілу, що перешкоджає поширенню тріщин при навантаженні. Результати досліджень дозволяють встановити оптимальний режим обпалу, знизити шкідливі викиди, знизити витрати шляхом зниження споживання викопного палива.
Description
M. Boyko: ORCID 0000-0003-3557-9027; S. Zhuravlova: ORCID 0000-0002-8519-5155
Keywords
pellet roasting, wheat straw, sunflower husk, charcoal, обпал окатишів, пшенична солома, лушпиння соняшнику, м’яка деревина, деревне вугілля, КМЧС
Citation
Yefimenko V., Boyko M., Zhuravlova S., Marko A., Tanchev O., Dutniy R. Determining the Impact of Different Types of Biofuels on the Quality of Iron Ore Pellets. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2024. Vol. 5, No. 6 (131). P. 55–63. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313633.