Feasibility study of blast furnace injection of anthracite, bituminous coal and household waste: physicochemical characterization, combustibility and kinetic modeling
- 06.10.2025
- Original Paper
- Verfasst von
- Jian Bao
- Alberto N. Conejo
- Run-sheng Xu
- Jian-liang Zhang
- Ze-fang Hu
- Han Dang
- Ming-wei Wang
- Erschienen in
- Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 10/2025
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Abstract
Diese Studie untersucht die Machbarkeit der Injektion von Anthrazit, Bitumenkohle und Hausmüll in Hochöfen, um der Umweltverschmutzung und der wachsenden Nachfrage nach Kokskohle zu begegnen. Die Forschung konzentriert sich auf die physikalisch-chemische Charakterisierung, Brennbarkeit und kinetische Modellierung dieser Materialien. Zu den Schlüsselthemen gehören die Analyse der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Shouyang-Anthrazit, Shangwan-Bitumenkohle und Eierschalen sowie das thermochemische Verhalten ihrer Mischungen in unterschiedlichen Anteilen und Heizraten. Die Studie untersucht auch die interaktiven Effekte zwischen diesen Materialien während des Verbrennungsprozesses und berechnet kinetische Parameter für das Co-Verbrennungsszenario anhand zweier etablierter kinetischer Modelle. Insbesondere hebt die Forschung das Potenzial von Eierschalen als natürlicher Katalysator zur Steigerung der Verbrennungseffizienz und zur Verringerung der CO2-Emissionen hervor. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Mischung mit 20% Eierschalen die geringste Aktivierungsenergie und überlegene Verbrennungseigenschaften aufweist, was sie zur günstigsten Zusammensetzung für die kombinierte Verbrennung dieser Materialien macht. Diese Studie liefert wertvolle Erkenntnisse für die Entwicklung nachhaltiger Energiestrategien, die die Abfallnutzung einbeziehen und eine vielversprechende Lösung für die Herausforderungen der Eisenverarbeitungsindustrie bieten.
KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
Abstract
Eggshells, a by-product of the food industry, represent a significant yet often overlooked waste stream. Given their vast production volume and inherent properties, eggshells have the potential to serve as a sustainable and environmentally friendly co-fuel. Aiming to explore the co-combustion characteristics and kinetics of pulverized coal blended with eggshells and offer insights into their combined use as a renewable energy source, a systematic investigation was conducted to evaluate the physical and chemical properties of Shangwan bituminous coal, Shouyang anthracite coal, eggshell (ES) and their blends. Additionally, comprehensive experimental analyses were performed at different heating rates applying a non-isothermal thermogravimetric method. The findings revealed that the addition of ES enhanced the combustion efficiency. The combustion characteristics were significantly influenced by the ES content, with an optimal blend ratio identified for maximum combustion efficiency. To represent the thermal degradation experiments, random pore model and volume model were employed. Furthermore, activation energies and pre-exponential factors were determined. The random pore model demonstrated more superior performance compared to the volume model. The activation energies of all the samples ranged between 18.29 and 42.48 kJ/mol, with the lowest value observed for the sample containing 20 mass% ES.
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- Titel
- Feasibility study of blast furnace injection of anthracite, bituminous coal and household waste: physicochemical characterization, combustibility and kinetic modeling
- Verfasst von
-
Jian Bao
Alberto N. Conejo
Run-sheng Xu
Jian-liang Zhang
Ze-fang Hu
Han Dang
Ming-wei Wang
- Publikationsdatum
- 06.10.2025
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Erschienen in
-
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 10/2025
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988 - DOI
- https://doi.org/10.1007/s42243-025-01538-w
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