CN102344845B

CN102344845B - 一种环保型高炉喷煤助燃剂及加入方法

Info

Publication number: CN102344845B
Application number: CN 201110262650
Authority: CN
Inventors: 张建良; 任山; 刘伟剑; 邢相栋; 白亚楠; 王广伟; 刘征建; 苏步新
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: CN102344845A

Abstract

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。

Description

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：

60～70％、炭黑20～30％、CaCO₃ 1～3％、MgCO₃ 1～3％、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％，CaCO₃ 2.12％，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。

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：

66.14％，炭黑24.76％，CaCO₃ 2.12％，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。

Claims

1.一种环保型高炉喷煤助燃剂的加入方法，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：

60～70%、炭黑20～30%、CaCO₃1～3%、MgCO₃1～3%、活性SiO₂1～3%，或者是

60～70%、炭黑20～30%、CaCO₃1～3%、MgCO₃1～3%、活性SiO₂1～3%；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%。