一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110262650.X

申请日:

2011.09.06

公开号:

CN102344845A

公开日:

2012.02.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C10L 9/10申请日:20110906|||公开

IPC分类号:

C10L9/10; C21B5/00; C21B7/00

主分类号:

C10L9/10

申请人:

北京科技大学

发明人:

张建良; 任山; 刘伟剑; 邢相栋; 白亚楠; 王广伟; 刘征建; 苏步新

地址:

100083 北京市海淀区学院路30号

优先权:

专利代理机构:

北京东方汇众知识产权代理事务所(普通合伙) 11296

代理人:

朱元萍

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内容摘要

本发明属于炼铁领域,涉及一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法,它主要是由碳氢化合物、炭黑、CaO、MgO等组成的废轮胎胶粉,采用机械粉碎法将废轮胎加工到-30目而制成。本发明提供的助燃剂是用生活中常见的固体废弃物加工而成,能起到节能降耗、保护环境的目的。同时,该助燃剂能有效提高高炉喷吹煤粉在风口的燃烧率,提高喷煤量,降低焦比。该助燃剂生产工艺简单,添加方式独特,能与高炉喷吹用煤混合均匀,助燃效果明显。

权利要求书

1: 一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法, 其特征是 : 首先, 通过切割的方法实现造 粒, 用轮胎解体设备切除胎圈, 然后经粗碎和细碎两个步骤把废轮胎机械加工成 -30 目粒 度的胶粉 ; 废轮胎胶粒的组成包括碳氢化合物、 炭黑、 添加剂 CaCO3、 MgCO3、 活性 SiO2, 组成 重量百分比为 : 活性 SiO2 1 ~ 3%, 或者是 60 ~ 70%、 炭黑 20 ~ 30%、 CaCO3 1 ~ 3%、 MgCO3 1 ~ 3%、 60 ~ 70%、 炭黑 20 ~ 30%、 CaCO3 1 ~ 活性 SiO2 1 ~ 3% ; 废轮胎胶粉的添加量为喷吹煤粉量的 3 ~ 10%, 3%、 MgCO3 1 ~ 3%、 与煤粉在风口前混合而喷入 ; 废轮胎胶粒加入前要保证 -30 目的比例为 100%。

说明书


一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法

    技术领域 :
     本发明属于炼铁领域, 涉及一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法。 背景技术 :
     高炉喷煤技术是高炉炼铁节约焦炭、 降低生铁成本的最有效方法之一。由于煤粉 在风口燃烧区停留时间极短, 随着喷煤量的增加, 未燃煤粉增多, 影响料柱透气性和炉渣粘 度, 因此, 提高煤粉在风口燃烧区的燃烧率是提高喷煤量的前提。
     由于汽车工业的高速发展, 随之而来的是废轮胎数量的大量增加。废轮胎是高分 子碳氢聚合物材料, 在自然条件下很难降解。 若弃于地表或埋入地下, 几十年甚至更长时间 都不会腐烂, 占用了大量土地并污染水源。 废轮胎在一般焚烧炉中燃烧时释放 CO、 VOC、 BTEX 和 PAH 等有毒气体, 严重危害人们的身体健康。在高炉条件下, 与煤粉混合喷入风口, 能有 效避免有毒气体生成。同时废轮胎主体部分是碳氢化合物, 挥发分高, 着火点低, 作为添加 剂能有效助燃煤粉, 提高煤粉的燃烧率, 提高煤比, 降低焦比。
     目前国内高炉喷煤助燃剂的种类较多, 主要集中在稀土金属氧化物、 碱土族金属 的氧化物等无机催化助燃方面, 且加入方法比较固定, 要么在原粉进料处的磨煤机通过螺 旋给料器加入, 要么在原煤输送皮带上和原煤一起在磨煤机内烘干、 磨碎, 经过输煤管道进 入高炉风口实现喷吹。如专利号 201010290511.3 一种高炉喷煤用复合添加剂, 虽然组分中 超过 50%含量的成分是冶金生产中的副产品可以直接利用, 但其他 40%以上含量的成分 仍需取分析纯来进行配制, 并且像稀土氧化物虽有一定的催化助燃效果, 作为稀缺资源, 价 格成本在逐步受到挑战 ; 同时, 其加入方法常规, 是在原粉进料处的磨煤机通过螺旋给料器 加入。专利号 200510045351.5 高炉喷煤催化助燃添加剂及其添加方法, 它包括金属氧化 物、 过渡金属的氧化物、 稀土金属氧化物、 碱土族金属的氧化物、 钙钛矿结构的氧化物, 采用 机械混和工艺配制而成, 工艺相对复杂, 成本较高, 同时, 该添加方法只适合容易磨碎的无 机矿物类物质, 不适合废轮胎这种有机添加剂, 原因有两点 : 其一, 废轮胎是弹性体, 很难磨 碎; 其二, 废轮胎胶粒的比重远低于煤粉, 采用该种加入方法时, 煤粉和胶粒会在输煤管道 中分层, 使助燃效果明显下降。 发明内容 :
     本发明的目的在于提供一种原料易得、 可有效消纳社会固体废弃物的高炉喷煤用 环保型助燃剂, 能够避免煤粉和添加剂因比重差别较大而分层的现象, 进而提高助燃效果。
     一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法, 其特征是 : 首先, 通过切割的方法实现造 粒, 用轮胎解体设备切除胎圈, 然后经粗碎和细碎两个步骤把废轮胎机械加工成 -30 目粒 MgCO3、 活性 SiO2 度的胶粉。废轮胎胶粒的常见组成包括碳氢化合物、 炭黑、 添加剂 CaCO3、 等, 组成重量百分比为 : 60 ~ 70%、 炭黑 20 ~ 30%、 CaCO3 1 ~ 3%、 MgCO31 ~ 3 %、 活性 SiO2 1 ~ 3 %, 或者是60 ~ 70 %、 炭黑 20 ~ 30 %、CaCO3 1 ~ 3%、 MgCO3 1 ~ 3%、 活性 SiO2 1 ~ 3%。废轮胎胶粉的添加量为喷吹煤粉量的 3 ~ 10%, 与煤粉在风口前混合而喷入。废轮胎胶粒加入前要保证 -30 目的比例为 100%。 高炉喷煤助燃剂的加入方法为 : 将 -30 目的废轮胎胶粒通过胶粒输送管道送入高炉风口前 的混合器, 喷吹用煤粉通过输煤管道亦送入此混合器, 两者按一定比例在此混合后, 直接喷 入高炉。
     由于废轮胎胶粉中大量的碳氢化合物在风口前汽化产生大量的 H2, 使煤气体积进 一步增大, 鼓风动能增加 ; 同时, H2 的增加使中心气流相对发展, 炉缸中心区域温度提高, 中 心料柱的透液性改善。此外, H2 浓度增加后煤气粘度降低, 扩散速度和反应速度加快, 促进 了间接还原反应的发展, 使直接还原降低。通过高炉这种特殊的反应容器来消纳社会废弃 物, 同时优化高炉操作条件, 是一种一举多得、 符合节能减排、 适合发展循经济的发明技术。
     与现用高炉喷吹煤粉添加剂相比, 本发明有如下优点 :
     1. 能有效提高煤粉在风口前的燃烧率, 提高喷煤量, 降低焦比 ;
     2. 该添加剂环保效果明显, 能够变废为宝, 有效治理废轮胎给人们生活、 环境带来 的安全隐患 ; 3. 该添加剂生产工艺简便, 喷入方式独特, 效果显著, 易于推广。
     4. 该添加剂兼有降低煤粉着火点和催化助燃的双重效果, 该添加剂中由碳 氢化 合物构成的挥发分高达 60 ~ 70%, 着火点比无烟煤低 100℃以上, 能够提前着火, 促使煤粉 提前着火 ; 同时, 该添加剂中的 CaCO3、 MgCO3 在风口前分解产生的 CaO、 MgO 本身就是有效 的无机催化剂。
     附图说明 :
     图 1 为本发明的加入工艺图。 具体实施方式
     实施例 1 : 该实施例是在 1350m3 高炉上进行工业试验得出。采用的是天然橡胶 为主体的废轮胎胶粉为添加剂 ( 成分为 : 66.14 %, 炭黑 24.76 %, CaCO32.12%, MgCO3 1.89%, 活性 SiO2 1.97% ), 机械加工到全部为 -30 目, 添加量为煤粉量的 3.5%, 经风口前与煤粉混合喷入, 高炉喷煤比平均提高了 9.5kg/t, 焦比平均下降 12kg/t。 3
     实施例 2 : 该实施例是在 1350m 高炉上进行工业试验得出。采用的是天然橡胶 为主体的废轮胎胶粉为添加剂 ( 成分为 : 66.14 %, 炭黑 24.76 %, CaCO32.12 %, MgCO3 1.89 %, 活性 SiO2 1.97 % ), 机械加工到全部为 -30 目, 添加量为煤粉量 的 7.5 %, 经风口前与煤粉混合喷入, 高炉喷煤比平均提高了 16.5kg/t, 焦比平均下降 21.7kg/t。
     实施例 3 : 该实施例也是在 1350m3 高炉上进行工业试验得出的。采用的是丁苯橡胶为主体的废轮胎胶粉为添加剂 ( 成分为 :65.36%, 炭黑 27.23%,CaCO3 2.31%, MgCO3 2.09%, 活性 SiO2 1.93% ), 机械加工到全部为 -30 目, 添加量为煤 粉量的 7.5%, 经风口前与煤粉混合喷入, 高炉喷煤比平均提高了 14.7kg/t, 焦比平均下降 19.5kg/t。

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1、10申请公布号CN102344845A43申请公布日20120208CN102344845ACN102344845A21申请号201110262650X22申请日20110906C10L9/10200601C21B5/00200601C21B7/0020060171申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号72发明人张建良任山刘伟剑邢相栋白亚楠王广伟刘征建苏步新74专利代理机构北京东方汇众知识产权代理事务所普通合伙11296代理人朱元萍54发明名称一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法57摘要本发明属于炼铁领域,涉及一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法,它主要是由碳氢化合物、炭黑、C。

2、AO、MGO等组成的废轮胎胶粉,采用机械粉碎法将废轮胎加工到30目而制成。本发明提供的助燃剂是用生活中常见的固体废弃物加工而成,能起到节能降耗、保护环境的目的。同时,该助燃剂能有效提高高炉喷吹煤粉在风口的燃烧率,提高喷煤量,降低焦比。该助燃剂生产工艺简单,添加方式独特,能与高炉喷吹用煤混合均匀,助燃效果明显。51INTCL19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1页说明书3页附图1页CN102344865A1/1页21一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法,其特征是首先,通过切割的方法实现造粒,用轮胎解体设备切除胎圈,然后经粗碎和细碎两个步骤把废轮胎机械加工成30目粒度的胶粉;废。

3、轮胎胶粒的组成包括碳氢化合物、炭黑、添加剂CACO3、MGCO3、活性SIO2,组成重量百分比为6070、炭黑2030、CACO313、MGCO313、活性SIO213,或者是6070、炭黑2030、CACO313、MGCO313、活性SIO213;废轮胎胶粉的添加量为喷吹煤粉量的310,与煤粉在风口前混合而喷入;废轮胎胶粒加入前要保证30目的比例为100。权利要求书CN102344845ACN102344865A1/3页3一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法技术领域0001本发明属于炼铁领域,涉及一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法。背景技术0002高炉喷煤技术是高炉炼铁节约焦炭、降低生铁成本的。

4、最有效方法之一。由于煤粉在风口燃烧区停留时间极短,随着喷煤量的增加,未燃煤粉增多,影响料柱透气性和炉渣粘度,因此,提高煤粉在风口燃烧区的燃烧率是提高喷煤量的前提。0003由于汽车工业的高速发展,随之而来的是废轮胎数量的大量增加。废轮胎是高分子碳氢聚合物材料,在自然条件下很难降解。若弃于地表或埋入地下,几十年甚至更长时间都不会腐烂,占用了大量土地并污染水源。废轮胎在一般焚烧炉中燃烧时释放CO、VOC、BTEX和PAH等有毒气体,严重危害人们的身体健康。在高炉条件下,与煤粉混合喷入风口,能有效避免有毒气体生成。同时废轮胎主体部分是碳氢化合物,挥发分高,着火点低,作为添加剂能有效助燃煤粉,提高煤粉的。

5、燃烧率,提高煤比,降低焦比。0004目前国内高炉喷煤助燃剂的种类较多,主要集中在稀土金属氧化物、碱土族金属的氧化物等无机催化助燃方面,且加入方法比较固定,要么在原粉进料处的磨煤机通过螺旋给料器加入,要么在原煤输送皮带上和原煤一起在磨煤机内烘干、磨碎,经过输煤管道进入高炉风口实现喷吹。如专利号2010102905113一种高炉喷煤用复合添加剂,虽然组分中超过50含量的成分是冶金生产中的副产品可以直接利用,但其他40以上含量的成分仍需取分析纯来进行配制,并且像稀土氧化物虽有一定的催化助燃效果,作为稀缺资源,价格成本在逐步受到挑战;同时,其加入方法常规,是在原粉进料处的磨煤机通过螺旋给料器加入。专利。

6、号2005100453515高炉喷煤催化助燃添加剂及其添加方法,它包括金属氧化物、过渡金属的氧化物、稀土金属氧化物、碱土族金属的氧化物、钙钛矿结构的氧化物,采用机械混和工艺配制而成,工艺相对复杂,成本较高,同时,该添加方法只适合容易磨碎的无机矿物类物质,不适合废轮胎这种有机添加剂,原因有两点其一,废轮胎是弹性体,很难磨碎;其二,废轮胎胶粒的比重远低于煤粉,采用该种加入方法时,煤粉和胶粒会在输煤管道中分层,使助燃效果明显下降。发明内容0005本发明的目的在于提供一种原料易得、可有效消纳社会固体废弃物的高炉喷煤用环保型助燃剂,能够避免煤粉和添加剂因比重差别较大而分层的现象,进而提高助燃效果。000。

7、6一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法,其特征是首先,通过切割的方法实现造粒,用轮胎解体设备切除胎圈,然后经粗碎和细碎两个步骤把废轮胎机械加工成30目粒度的胶粉。废轮胎胶粒的常见组成包括碳氢化合物、炭黑、添加剂CACO3、MGCO3、活性SIO2等,组成重量百分比为6070、炭黑2030、CACO313、MGCO3说明书CN102344845ACN102344865A2/3页413、活性SIO213,或者是6070、炭黑2030、CACO313、MGCO313、活性SIO213。废轮胎胶粉的添加量为喷吹煤粉量的310,与煤粉在风口前混合而喷入。废轮胎胶粒加入前要保证30目的比例为100。高炉喷煤。

8、助燃剂的加入方法为将30目的废轮胎胶粒通过胶粒输送管道送入高炉风口前的混合器,喷吹用煤粉通过输煤管道亦送入此混合器,两者按一定比例在此混合后,直接喷入高炉。0007由于废轮胎胶粉中大量的碳氢化合物在风口前汽化产生大量的H2,使煤气体积进一步增大,鼓风动能增加;同时,H2的增加使中心气流相对发展,炉缸中心区域温度提高,中心料柱的透液性改善。此外,H2浓度增加后煤气粘度降低,扩散速度和反应速度加快,促进了间接还原反应的发展,使直接还原降低。通过高炉这种特殊的反应容器来消纳社会废弃物,同时优化高炉操作条件,是一种一举多得、符合节能减排、适合发展循经济的发明技术。0008与现用高炉喷吹煤粉添加剂相比,。

9、本发明有如下优点00091能有效提高煤粉在风口前的燃烧率,提高喷煤量,降低焦比;00102该添加剂环保效果明显,能够变废为宝,有效治理废轮胎给人们生活、环境带来的安全隐患;00113该添加剂生产工艺简便,喷入方式独特,效果显著,易于推广。00124该添加剂兼有降低煤粉着火点和催化助燃的双重效果,该添加剂中由碳氢化合物构成的挥发分高达6070,着火点比无烟煤低100以上,能够提前着火,促使煤粉提前着火;同时,该添加剂中的CACO3、MGCO3在风口前分解产生的CAO、MGO本身就是有效的无机催化剂。附图说明0013图1为本发明的加入工艺图。具体实施方式0014实施例1该实施例是在1350M3高炉。

10、上进行工业试验得出。采用的是天然橡胶为主体的废轮胎胶粉为添加剂成分为6614,炭黑2476,CACO3212,MGCO3189,活性SIO2197,机械加工到全部为30目,添加量为煤粉量的35,经风口前与煤粉混合喷入,高炉喷煤比平均提高了95KG/T,焦比平均下降12KG/T。0015实施例2该实施例是在1350M3高炉上进行工业试验得出。采用的是天然橡胶为主体的废轮胎胶粉为添加剂成分为6614,炭黑2476,CACO3212,MGCO3189,活性SIO2197,机械加工到全部为30目,添加量为煤粉量的75,经风口前与煤粉混合喷入,高炉喷煤比平均提高了165KG/T,焦比平均下降217KG/T。0016实施例3该实施例也是在1350M3高炉上进行工业试验得出的。采用的是丁苯橡说明书CN102344845ACN102344865A3/3页5胶为主体的废轮胎胶粉为添加剂成分为6536,炭黑2723,CACO3231,MGCO3209,活性SIO2193,机械加工到全部为30目,添加量为煤粉量的75,经风口前与煤粉混合喷入,高炉喷煤比平均提高了147KG/T,焦比平均下降195KG/T。说明书CN102344845ACN102344865A1/1页6图1说明书附图CN102344845A。

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