焦化灰混合燃料、其制备系统和方法、应用系统和方法.pdf

1、10申请公布号CN104140860A43申请公布日20141112CN104140860A21申请号201410336384422申请日20140715C10L5/48200601C21B5/0020060171申请人首钢总公司地址100041北京市石景山区石景山路68号72发明人王冬青竺维春马泽军陈辉刘文运秦岳义74专利代理机构北京华沛德权律师事务所11302代理人刘杰54发明名称焦化灰混合燃料、其制备系统和方法、应用系统和方法57摘要本发明公开了一种焦化灰混合燃料、其制备系统和方法、应用系统和方法，属于高炉喷吹生产技术领域。该焦化灰混合燃料由喷吹煤粉和焦化灰以质量百分比为9098210混

2、合制成，其中焦化灰的粒度为200目以下。该焦化灰混合燃料的燃烧率较高，达到了传统高炉燃料的燃烧率水平，其在应用后可以减少焦化灰的堆弃，同时节约了传统高炉燃料的用量，减少环境污染的同时，节约了成本。该制备系统和方法能够制备出该焦化灰混合燃料；该应用系统和方法能够将该焦化灰混合燃料应用于高炉。51INTCL权利要求书2页说明书5页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书5页附图5页10申请公布号CN104140860ACN104140860A1/2页21一种焦化灰混合燃料，其特征在于，由喷吹煤粉和焦化灰以质量百分比为9098210混合制成，所述焦化灰的粒度为20

3、0目以下。2根据权利要求1所述的混合燃料，其特征在于，所述喷吹煤粉中烟煤的质量百分数40。3权利要求1或2所述的混合燃料的制备系统，其特征在于，包括原料焦化灰供应装置、第一研磨装置、第一筛分装置、待混合焦化灰配送装置、喷吹煤粉配送装置，所述第一筛分装置的规格200目，所述原料焦化灰供应装置将原料焦化灰送至所述第一研磨装置，所述第一研磨装置用于对所述原料焦化灰进行研磨，经过所述第一研磨装置研磨并经过所述第一筛分装置筛分，漏过所述第一筛分装置的为待混合焦化灰，所述待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210分别配送至同一落点，得到所述焦化灰混合燃料。4根据权利要求3所述的制备系统，其特征在于

4、，所述落点处设置一搅拌装置，所述搅拌装置用于对所述焦化灰混合燃料进行搅拌。5权利要求1或2所述的混合燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤应用第一研磨装置对原料焦化灰进行研磨；研磨后的原料焦化灰过第一筛分装置，漏过所述第一筛分装置的为待混合焦化灰，所述第一筛分装置的规格200目；所述待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210混合，制成所述焦化灰混合燃料。6根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210混合后还包括对其进行搅拌的步骤。7权利要求1或2所述的焦化灰混合燃料的应用系统，其特征在于，包括第二研磨装置、第二筛分装置、煤粉收集器、

5、过滤器、喷煤罐、氮气供应装置、输煤管道、煤粉分配器和喷煤枪，所述第二研磨装置中通有热烟气，所述第二筛分装置的规格200目，所述喷煤罐上连接有氮气供应装置，所述喷枪设置于高炉各风口，所述焦化灰混合燃料经过所述第二研磨装置研磨后过所述第二筛分装置，漏过所述第二筛分装置的待应用燃料由所述热烟气携带在煤粉收集器中气固分离，得到的固态待应用燃料由所述过滤器过滤后进入所述喷煤罐，随后，所述固态待应用燃料依次经过所述输煤管道和煤粉分配器后由所述喷煤枪喷入高炉。8根据权利要求7所述的应用系统，其特征在于，还包括湿度传感器和干燥器，所述湿度传感器用于测定所述煤粉收集器中的水分含量，当所述水分含量2时，开启所述干

6、燥器，当所述水分含量降至1以下时，关闭所述干燥器。9根据权利要求8所述的应用系统，其特征在于，还包括控制模块和控制电路，所述控制模块用于接收所述湿度传感器采集到的水分含量数据，当所述水分含量2时，所述控制模块通过所述控制电路向所述干燥器输入开启控制信号，开启所述干燥器，当所述水分含量降至1以下时，所述控制模块通过所述控制电路向所述干燥器输入关闭控制信号。10权利要求1或2所述的焦化灰混合燃料的应用方法，其特征在于，包括以下步骤所述焦化灰混合燃料经过第二研磨装置至粒度200目，得到待应用燃料；所述待应用燃料由热烟气携带在煤粉收集器中气固分离，得到固态待应用燃料；权利要求书CN104140860A

7、2/2页3所述固态待应用燃料经过滤后进入喷煤罐；所述固态待应用燃料依次经过输煤管道和煤粉分配器后由喷煤枪喷入高炉。权利要求书CN104140860A1/5页4焦化灰混合燃料、其制备系统和方法、应用系统和方法技术领域0001本发明涉及高炉喷吹生产技术领域，特别涉及一种焦化灰混合燃料、其制备系统和方法、应用系统和方法。背景技术0002焦化灰是炼焦工艺在熄焦过程中产生的焦炭粉末，是一种工业副产品。大型高炉的焦炉年产焦化灰约几万吨。但是，现有技术中没有成熟的对焦化灰进行回收和再利用的技术。通常认为的对焦化灰进行利用的途径主要是将焦化灰添加至烧结燃料用于生产烧结矿。由于焦化灰的粒径为1MM以下且粒度不均

8、，80目1MM的质量分数约为65。经实验室测定，其燃烧率为39，将其作为燃料添加至烧结中易导致烧结矿中碳含量的波动，如，造成烧结矿中FEO含量的波动等。即便是在不考虑对烧结矿质量影响的前提下，烧结工艺也无法消化全部焦化灰。由于焦化灰外卖价格很低，钢铁厂剩余的焦化灰只能做堆弃处理。焦化灰长期堆弃不仅会造成环境污染，还会造成燃料的浪费。发明内容0003为了解决上述问题，本发明提出了一种具有较高燃烧率的焦化灰混合燃料、用于制备该焦化灰混合燃料的系统、用于制备该焦化灰混合燃料的方法、该混合燃料在高炉中的应用系统和该混合燃料在高炉中的应用方法。0004本发明提供的焦化灰混合燃料由喷吹煤粉和焦化灰以质量百

9、分比为9098210混合制成，所述焦化灰的粒度为200目以下。0005作为优选，所述喷吹煤粉中烟煤的质量百分数40。0006本发明提供的焦化灰混合燃料的制备系统包括原料焦化灰供应装置、第一研磨装置、第一筛分装置、待混合焦化灰配送装置、喷吹煤粉配送装置，所述第一筛分装置的规格200目，所述原料焦化灰供应装置将原料焦化灰送至所述第一研磨装置，所述第一研磨装置用于对所述原料焦化灰进行研磨，经过所述第一研磨装置研磨并经过所述第一筛分装置筛分，漏过所述第一筛分装置的为待混合焦化灰，所述待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210分别配送至同一落点，得到所述焦化灰混合燃料。0007作为优选，所述落点

10、处设置一搅拌装置，所述搅拌装置用于对所述焦化灰混合燃料进行搅拌。0008本发明提供的焦化灰混合燃料的制备方法包括以下步骤0009应用第一研磨装置对原料焦化灰进行研磨；0010研磨后的原料焦化灰过第一筛分装置，漏过所述第一筛分装置的为待混合焦化灰，所述第一筛分装置的规格200目；0011所述待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210混合，制成所述焦化灰混合燃料。0012作为优选，所述待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210说明书CN104140860A2/5页5混合后还包括对其进行搅拌的步骤。0013本发明提供的焦化灰混合燃料的应用系统包括第二研磨装置、第二筛分装置、煤粉收集器

11、、过滤器、喷煤罐、氮气供应装置、输煤管道、煤粉分配器和喷煤枪，所述第二研磨装置中容置有热烟气，所述第二筛分装置的规格200目，所述喷煤罐上连接有氮气供应装置，所述喷吹枪设置于高炉各风口，所述焦化灰混合燃料经过所述第二研磨装置研磨后过所述第二筛分装置，漏过所述第二筛分装置的待应用燃料由所述热烟气携带在煤粉收集器中气固分离，得到的固态待应用燃料由所述过滤器过滤后进入所述喷煤罐，随后，所述固态待应用燃料依次经过所述输煤管道和煤粉分配器后由所述喷煤枪喷入高炉。0014作为优选，还包括湿度传感器和干燥器，所述湿度传感器用于测定所述煤粉收集器中的水分含量，当所述水分含量2时，开启所述干燥器，当所述水分含量

12、降至1以下时，关闭所述干燥器。0015作为优选，还包括控制模块和控制电路，所述控制模块用于接收所述湿度传感器采集到的水分含量数据，当所述水分含量2时，所述控制模块通过所述控制电路向所述干燥器输入开启控制信号，开启所述干燥器，当所述水分含量降至1以下时，所述控制模块通过所述控制电路向所述干燥器输入关闭控制信号，0016本发明提供的焦化灰混合燃料的应用方法包括以下步骤0017所述焦化灰混合燃料经过第二研磨装置至粒度200目，得到待应用燃料；0018所述待应用燃料由热烟气携带在煤粉收集器中气固分离，得到固态待应用燃料；0019所述固态待应用燃料经过滤后进入喷煤罐；0020所述固态待应用燃料依次经过输

13、煤管道和煤粉分配器后由喷煤枪喷入高炉。0021本发明提供的焦化灰混合燃料中，焦化灰混合燃料中的焦化灰的粒度为200目0074MM以下，其比表面积与原料焦化灰的粒度相比，明显增大，其与氧气接触的面积和与火焰接触的面积均明显增大，其配比在210与喷吹煤粉混合后，燃烧率可达54583。因此，本发明提供的焦化灰混合燃料的燃烧率较高，达到了传统高炉喷吹煤的燃烧率水平，其在应用后可以减少焦化灰的堆弃，同时节约了传统高炉燃料的用量，减少环境污染的同时，节约了成本。0022采用本发明提供的焦化灰混合燃料的制备系统和方法可以制备出本发明提供的焦化灰混合燃料。0023采用本发明提供的焦化灰混合燃料的应用系统和方法

14、可以将本发明提供的焦化灰混合燃料应用于高炉。附图说明0024图1为本发明实施例一提供的焦化灰混合燃料各组分的配比分布情况示意图；0025图2为本发明实施例二提供的焦化灰混合燃料的制备系统的示意图；0026图3为本发明实施例三提供的焦化灰混合燃料的制备系统的示意图；0027图4为本发明实施例四和实施例五提供的焦化灰混合燃料的制备方法流程图其中，不包括虚线所示步骤的是实施例四，包括虚线所示步骤的是实施例五；0028图5为本发明实施例六提供的焦化灰混合燃料的应用系统的示意图；0029图6为本发明实施例七提供的焦化灰混合燃料的应用系统的示意图；说明书CN104140860A3/5页60030图7为本发

15、明实施例八提供的焦化灰混合燃料的应用系统的示意图；0031图8为本发明实施例九提供的焦化灰混合燃料的应用方法流程图。具体实施方式0032为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。0033实施例一0034参见附图1，本发明实施例一提供的焦化灰混合燃料由喷吹煤粉1和焦化灰2以质量百分比为9098210混合制成，焦化灰的粒度为200目以下。0035对本发明提供的焦化灰混合燃料的燃烧率进行煤粉燃烧实验测定，结果如表1所示0036表10037序号喷吹煤粉的质量百分数焦化灰的质量百分数燃烧率19010542937552396456549825830038由表1所示结果，可以判断，本

16、发明实施例一提供的焦化灰混合燃料中，焦化灰混合燃料中的焦化灰的粒度为200目0074MM以下，其比表面积与原料焦化灰的粒度相比，明显增大，因此，其与氧气接触的面积和与火焰接触的面积均明显增大，其配比在210与喷吹煤粉混合后，燃烧率可达54583。因此，本发明实施例一提供的焦化灰混合燃料的燃烧率较高，达到了传统高炉喷吹煤的燃烧率水平，其在应用后可以减少焦化灰的堆弃，同时节约了传统高炉燃料的用量，减少环境污染的同时，节约了成本。0039其中，喷吹煤粉中烟煤的质量百分数可以40，由于烟煤在燃烧时着火点低，更容易引燃其周围的其他组分。0040实施例二0041参见附图2，本发明实施例二提供的焦化灰混合燃

17、料的制备系统包括原料焦化灰供应装置3、第一研磨装置4、第一筛分装置5、待混合焦化灰配送装置6、喷吹煤粉配送装置7，第一筛分装置5的规格200目，原料焦化灰供应装置3将原料焦化灰送至第一研磨装置4，第一研磨装置4用于对原料焦化灰进行研磨，经过第一研磨装置4研磨并经过第一筛分装置5筛分，漏过第一筛分装置5的为待混合焦化灰，待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210分别配送至同一落点8，得到焦化灰混合燃料。0042采用本发明实施例二提供的焦化灰混合燃料的制备系统可以制备出本发明实施例一提供的焦化灰混合燃料。0043其中，待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210可以使待混合焦化灰配送

18、装置6的出口和喷吹煤粉配送装置7的出口口径相同，但配送速率之比为说明书CN104140860A4/5页79098210实现，或者，使待混合焦化灰配送装置6的出口口径和喷吹煤粉配送装置7的出口口径之比为9098210，但配送速率相同实现。0044实施例三0045参见附图3，本发明实施例三提供的焦化灰混合燃料制备系统与本发明实施例二提供的焦化灰混合燃料制备系统的区别在于，本发明实施例三提供的焦化灰混合燃料的制备系统落点8处设置一搅拌装置9，搅拌装置9用于对焦化灰混合燃料进行搅拌，通过搅拌，本发明实施例三提供的焦化灰混合燃料中焦化灰2与喷吹煤粉1的混合更加均匀，燃烧也更加均匀、充分，能够更进一步提高

19、焦化灰混合燃料的燃烧率。0046实施例四0047参见附图4，在本发明实施例二提供的焦化灰混合燃料的制备系统条件下，本发明实施例四提供的焦化灰混合燃料的制备方法包括以下步骤0048步骤1应用第一研磨装置4对原料焦化灰进行研磨。0049步骤2研磨后的原料焦化灰过第一筛分装置5，漏过第一筛分装置5的为待混合焦化灰，第一筛分装置5的规格200目。0050步骤3待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210混合，制成焦化灰混合燃料。0051采用本发明实施例四提供的焦化灰混合燃料制备方法，可以制得本发明实施例一提供的焦化灰混合燃料。0052实施例五0053本发明实施例五提供的焦化灰混合燃料制备方法与本

20、发明实施例四提供的焦化灰混合燃料的制备方法的不同之处在于，本发明实施例五提供的焦化灰混合燃料制备方法是在本发明实施例三提供的焦化灰混合燃料制备系统的前提下实现的，待混合焦化灰和喷吹煤粉以质量百分比为9098210混合后还包括对其进行搅拌的步骤。其技术效果与本发明实施例三的技术效果相同，此处不再赘述。0054实施例六0055参见附图5，本发明实施例六提供的焦化灰混合燃料的应用系统包括第二研磨装置9、第二筛分装置10、煤粉收集器11、过滤器12、喷煤罐13、氮气供应装置17、输煤管道14、煤粉分配器15和喷煤枪16，第二研磨装置9中通有热烟气，第二筛分装置10的规格200目，喷煤罐13上连接有氮气

21、供应装置17，喷吹枪17设置于高炉各风口，本发明实施例一提供的焦化灰混合燃料经过第二研磨装置9研磨后过第二筛分装置10，漏过第二筛分装置10的待应用燃料由热烟气携带在煤粉收集器11中气固分离，得到的固态待应用燃料由过滤器12过滤后进入喷煤罐13，随后，固态待应用燃料依次经过输煤管道14和煤粉分配器15后由喷煤枪喷16入高炉。0056由于本发明实施例一提供的焦化灰混合燃料的燃烧率较高，经过该应用系统的进一步处理后，其可以应用于高炉，与现有的高炉相适应，减少焦化灰污染的同时利用焦化灰，节约传统燃料的用量，从而降低成本。0057其中，第二研磨装置中热烟气的温度范围为220360，在该温度热烟气的携带

22、下得到的待应用燃料水分更易控制。0058其中，过滤器12为布袋，煤粉可以经过该布袋被收集，而多余的尾气则被排除。说明书CN104140860A5/5页80059其中，待应用燃料依次经过输煤管道14和煤粉分配器15后由喷煤枪喷16入高炉时，富氧率为3060，在这样的富氧率下，能够保证待应用燃料在高炉中充分燃烧。0060实施例七0061参见附图6，本发明实施例七提供的焦化灰混合燃料的应用系统还包括湿度传感器18和干燥器19，湿度传感器18用于测定煤粉收集器11中的水分含量，当水分含量2时，开启干燥器19，当水分含量降至1一下时，关闭干燥器19。由于过多的水汽会影响煤粉的输送，降低混合燃料的燃烧率并

23、加剧风口前理论燃烧温度的下降，因此，需要将煤粉收集器11中的水分含量控制在2以下。当煤粉收集器11中的水分含量降低至1以下时，继续保持干燥器19处于开启状态会使干燥器19浪费电能，不利于节能降耗。0062实施例八0063参见附图7，本发明实施例八提供的焦化灰混合燃料应用系统与本发明实施例七提供的焦化灰混合燃料应用系统的不同之处在于，本发明实施例八提供的焦化灰混合燃料应用系统还包括控制模块20和控制电路21，控制模块20用于接收湿度传感器18指示的水分含量数据。当水分含量2时，控制模块20通过控制电路21向干燥器19输入开启控制信号，开启干燥器19，当水分含量降至1以下时，控制模块20通过控制电

24、路21向干燥器19输入关闭控制信号，关闭干燥器19，使得水分含量维持在12。由于控制模块20和控制电路21的引入，使得对煤粉收集器11内的湿度控制实现了自动控制。0064实施例九0065参见附图8，本发明实施例九提供的焦化灰混合燃料的应用方法包括以下步骤0066步骤1焦化灰混合燃料经过第二研磨装置至粒度200目，得到待应用燃料。0067步骤2待应用燃料由热烟气携带在煤粉收集器中气固分离，得到固态待应用燃料。0068步骤3固态待应用燃料经过滤后进入喷煤罐。0069步骤4固态待应用燃料依次经过输煤管道和煤粉分配器后由喷煤枪喷入高炉。0070本发明实施例九提供的焦化灰混合燃料的应用方法的技术效果与本

25、发明实施例六提供的焦化灰混合燃料的应用系统相同，此处不再赘述。0071以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104140860A1/5页9图1图2说明书附图CN104140860A2/5页10图3图4说明书附图CN104140860A103/5页11图5说明书附图CN104140860A114/5页12图6说明书附图CN104140860A125/5页13图7图8说明书附图CN104140860A13