CN102660349A - 复合烧结催化剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合烧结催化剂。其由以下重量百分比的原料制成：羧甲基淀粉3～12%、硼砂20～60%、糊精10～35%、消石灰5～10%、钙基膨润土10～30%、木质素5～15%。该复合烧结催化剂在基本不改变烧结成分和烧结工艺的基础上，能较大程度改善烧结过程，提高燃料的热利用率，使燃料消耗大幅度降低（5～10%），增强燃料的反应活性，提高料层的透气性，提高垂直烧结速度，提高烧结利用系数，提高烧结矿或耐火材料的质量，增加产量3%～5%，从而降低烧结成本。

Description

复合烧结催化剂

技术领域

本发明涉及一种燃料助燃剂，具体涉及一种复合烧结催化剂。

背景技术

我国是一个产煤大国，同时又是一个用煤大国，在各种消耗中，煤或焦碳占主导地位，如对矿物或耐火材料进行烧结大都是以煤或焦碳为燃料，并且在相当长的时间内，以煤或焦碳为主的能源结构不会改变。但由此带来的环境污染问题也十分严重。在当前全球气候变暖，减排呼声高涨的背景下，对于发展中国家来说，提高能源利用效率，降低不必要的能源浪费，是相对较好、见效较快、比较实际可行的减排方式。燃煤添加剂能改善煤的燃烧特性，提高煤的燃烧效率，一方面可以节约用煤量，另一方面可减少污染物的排放量，具有十分现实的意义。研究发现：燃煤助燃剂或催化剂能够提高煤的挥发分析出速率，降低煤的着火温度，缩短点火延迟时间，加快煤燃尽速率，降低灰分残炭，提高燃烧效率，相对增加燃烧发热量，并具伴有脱硫脱氮的明显作用。所以燃煤助燃剂或催化剂的研究和应用有利于提高燃煤效率，减少环境污染。目前有关燃煤助燃剂的研究比较广泛，并且部分产品已经工业化生产。传统的烧结技术和工艺所使用的添加剂多为单一型（配方单一、各种成分配加比例单一），使用效果难以尽如人意。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能提高燃料利用效率、改善烧结过程、提高产品质量的复合烧结催化剂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种复合烧结催化剂，由以下重量百分比的原料制成：

羧甲基淀粉3～12%、硼砂或硼酸20～60%、糊精10～35%、消石灰5～10%、钙基膨润土10～30%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠5～15%。

所述复合烧结催化剂可由以下原料制成：

羧甲基淀粉5～10%、硼砂或硼酸30～50%、糊精15～30%、消石灰6～8%、钙基膨润土15～25%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠6～12%。

所述复合烧结催化剂是由以下原料制成：

羧甲基淀粉3～8%、硼砂或硼酸20～45%、糊精10～25%、消石灰5～8%、钙基膨润土10～25%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠5～10%。

所述复合烧结催化剂是由以下原料制成：

羧甲基淀粉5～12%、硼砂或硼酸25～40%、糊精15～35%、消石灰6～10%、钙基膨润土15～30%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠8～15%。

上述复合烧结催化剂的制备方法：选取上述各种合格原料，分级堆放，部分原料需拣选，烘干，研磨；然后按照上述配比计量，倒入强制搅拌机中搅拌均匀，检测合格后进行分装即成。

上述复合烧结催化剂的用法：将复合烧结催化剂溶于温度大于60℃的水中，通过管道泵将溶液均匀的喷洒于烧结配料上，用量为烧结配料的万分之3～5。

上述各原料成分的作用机理：

①复合烧结催化剂中的物质成分（如硼砂或硼酸等），对煤粉和焦粉中的碳燃烧性改善，促进固体燃料的裂解或摧化其异相氧化反应。在烧结升温过程中催化剂分解产生金属离子，金属阳离子与碳中的含氧基团将形成一种---CO-Mn⁺（Mn⁺代表金属阳离子）的络合物，使碳的晶格发生畸变，结果单元之间的桥键受到破坏，因此焦粉和煤粉的挥发份提前释放，析出的产率提高，并且挥发份中的H₂和低分子碳氢化合物的含量增加。结果就降低了碳的着火温度，缩短了均相着火延迟时间，烧结过程热量损失减少，燃料利用率提高。使燃烧反应加快，速度增大，从而使热前沿速度与火焰前沿速度在一定程度上同步，使热量利用最充分，降低燃料的用量；同时一定程度上降低了烧结过程的过湿层的厚度，加快烧结反应速度；催化剂中一部分物质在高温燃烧区释放氧气，使烧结过程氧化气氛进一步增强，烧结过程中的Fe₂O₃含量降低，减少正硅酸钙的形成。

②复合烧结催化剂中的亲水性性成分，扩散快，对烧结物料特别是含铁物料有很强的亲和黏结性，有利于造球制粒；提高了烧结过程的透气性，充分利用烧结过程的自动蓄热，提高料层厚度，从而实现低温厚料层操作，进一步降低燃料消耗，提高烧结利用系数，提高产量。由于提高了混合物料的造球性能，同时可以在烧结原料的熔剂中增加石灰石的配比来替代生石灰的用量，近而降低烧结的加工成本；

③复合烧结催化剂能降低铁—钙的反应温度，促使在烧结过程的固相反应时产生更多的低熔点物质，促进烧结过程中以大量铁酸钙为主的液相生成，提高烧结矿的转鼓指数和成品率，降低返矿。

④复合烧结催化剂中所含的一些物质成分可以和正硅酸钙形成固熔体，抑制冷却过程中的相变，进一步抑制烧结矿的粉化现象，提高了烧结矿强度和成品率。

⑤复合烧结催化剂在烧结过程中可促使固相之间的结合与结晶，增强液相的流动性，进而提高烧结矿的转鼓强度，同时在烧结矿中形成微小孔洞，因而有效地提高了烧结矿在高炉冶炼时的透气性，提高高炉产量。

本发明具有积极有益的效果：

1.在基本不改变烧结成分和烧结工艺的基础上，能较大程度改善烧结过程，提高燃料的热利用率，使燃料消耗大幅度降低（5～10%），增强燃料的反应活性，提高料层的透气性，提高垂直烧结速度，提高烧结利用系数，提高烧结矿或耐火材料的质量，增加产量3～5%，从而降低烧结成本。

2.增加烧结过程的氧化气氛，降低烧结矿的Fe₂O₃含量，提高烧结矿的还原性，Fe₂O₃降低1～3%。

3.增加铁酸钙及复合铁酸钙含量，抑制烧结矿粉化，烧结矿质量改善，转鼓指数提高1～2%，返矿降低2～5%。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步阐述本发明。下述实施例中所涉及到原料，如无特别说明，均为市售。

实施例1  一种复合烧结催化剂，由羧甲基淀粉10%、硼砂20%、黄糊精20%、消石灰5%、钙基膨润土30%、木质素磺酸钙15%组成。

实施例2  一种复合烧结催化剂，由羧甲基淀粉8%、硼酸22%、糊精20%、消石灰5%、钙基膨润土30%、木质素磺酸钠15%组成。

实施例3  一种复合烧结催化剂，由羧甲基淀粉5%、硼砂30%、白糊精30%、消石灰5%、钙基膨润土20%、木质素磺酸钙10%组成。

实施例4  一种复合烧结催化剂，由羧甲基淀粉5%、硼酸26%、白糊精29%、消石灰5%、钙基膨润土25%、木质素磺酸钠10%组成。

实施例5 一种复合烧结催化剂，由羧甲基淀粉12%、硼砂15%、黄糊精30%、消石灰5%、钙基膨润土30%、木质素磺酸钙8%组成。

实施例6  一种复合烧结催化剂，由羧甲基淀粉10%、硼酸17%、白糊精30%、消石灰7%、钙基膨润土28%、木质素磺酸钙8%组成。

实施例7 复合催化剂使用效果验证性试验在某耐火材料厂新投产的烧结机中进行，试验期为2009年12月18日～2010年1月16日，基准期为2010年1月18日～1月31日。试验期间复合催化剂（实施例1所述复合烧结催化剂）的配比为0.040%，原料供应、设备运行正常。主要试验结果见表2。

表1 复合烧结催化剂应用效果

项目	平均日产（t）	固体燃耗（㎏/t）	转鼓指数（%）	催化剂（%）
					试验期	11966	48.96	79.31	0.0468
基准期	11610	51.51	78.29	无
					差值	356	2.55	1.02

使用复合催化剂后，产量提高356t/d，固态燃耗降低2.55㎏/t，转鼓指数提高1.02%。

实施例8 复合催化剂工业试验在某厂耐火材料烧结一车间1-3^#烧结机进行，试验期为2010年8月20日～9月20日。基准期为2010年9月29日～10月19日。试验期间复合催化剂（实施例4）的配比为0.0406%，原料供应、设备运行正常。主要试验结果见表2。

表2 复合烧结催化剂应用效果

项目	平均日产（t）	固体燃耗（㎏/t）	转鼓指数（%）	催化剂（%）
					试验期	6556	54.4	76.20	0.0468
基准期	6339	59.5	75.23
					差值	217	5.1	0.97

使用复合催化剂后，产量提高217t/d，固态燃耗降低5.1 ㎏/t，转鼓指数提高0.97%。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种复合烧结催化剂，由以下重量百分比的原料制成：

羧甲基淀粉3～12%、硼砂或硼酸20～60%、糊精10～35%、消石灰5～10%、钙基膨润土10～30%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠5～15%。

2.根据权利要求1所述的复合烧结催化剂，其特征在于，由以下原料制成：

羧甲基淀粉5～10%、硼砂或硼酸30～50%、糊精15～30%、消石灰6～8%、钙基膨润土15～25%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠6～12%。

3.根据权利要求1所述的复合烧结催化剂，其特征在于，由以下原料制成：

羧甲基淀粉3～8%、硼砂或硼酸20～45%、糊精10～25%、消石灰5～8%、钙基膨润土10～25%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠5～10%。

4.根据权利要求1所述的复合烧结催化剂，其特征在于，由以下原料制成：

羧甲基淀粉5～12%、硼砂或硼酸25～40%、糊精15～35%、消石灰6～10%、钙基膨润土15～30%、木质素磺酸钙或木质素磺酸钠8～15%。