CN103013616A - 高炉喷煤催化助燃剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉喷煤催化助燃剂及其使用方法，是由以下组分经过磨细、混合而成，原料各组分按质量百分比配比如下：双环戊二烯基铁或高锰酸钾1%～5%，稀有金属催化剂：氧化镧、氧化铈1%～2%，过氧化钙30%～35%，过氧化镁15%～20%，活性二氧化锰15%～20%，硫酸铜1%～3%，载体：碳酸钙或白云石15%～20%，产品的粒度为-0.076mm含量≥95%。本发明高炉喷煤催化助燃剂按照煤粉质量的0.4%～0.45%配比进行使用，并要求煤粉粒度-0.076mm含量≥50%。本发明通过促使煤化学能提前释放，提高煤粉的燃烧效率，达到节能降耗的目的。将本发明产品加入煤粉中，通过化学反应，迫使煤粉中C-C键断裂，降低煤粉着火温度，在短时间内使煤粉完全燃烧。

Description

高炉喷煤催化助燃剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及冶金、煤化工领域，具体涉及一种促进煤粉完全燃烧，提高煤粉燃烧效率的固体助燃剂及其使用方法，主要用于提高炼铁高炉喷吹煤粉燃烧率，降低焦炭使用量，降低铁水中的含硫量，有利于炉况顺行。

背景技术

目前，随着资源、能源的紧缺，在冶金行业，炼焦煤库存急剧下降，高品质的炼焦用煤供不应求，焦炭价格上涨，众多科研工作者围绕以煤代焦进行了大量的研究，通过扩大喷煤量，减少焦炭使用量达到节焦的目的，降低冶炼成本，同时实现节能的目的。

扩大喷煤量，提高风口前煤粉燃烧率一直是高炉喷煤的重要研究课题。然而，通过大量的理论和实践研究发现，煤粉在风口前燃烧带有限的空间和时间内完全燃烧是不可能的，喷吹量越大，未燃煤粉的绝对数量相应增大，根据冶炼条件的不同,如风温、富氧、煤粉粒度差异等,燃烧率为75.00%—85.00%。未燃煤粉在炉内少量被有效利用，大量未被利用的煤粉在一定程度上影响了高炉炉况的顺行。因此,提高煤粉燃烧率一方面能促进高炉稳定顺行,另一方面能提高煤焦置换比,获得经济效益。为此,炼铁技术工作者一直在不懈努力,寻求提高煤粉燃烧率的技术,通过在混合煤粉中使用助燃剂达到提高煤粉燃烧率的技术就是其中之一，在煤粉添加适量的燃烧促进剂可以降低煤粉的着火温度，提高燃烧速度、燃烧效率,提高煤粉利用率。因此，本发明解决了如何提高了高炉煤比，如何提高煤粉在高炉风口回旋区的燃烧率，减少未燃煤粉影响炉况顺行的不利因素的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，提供一种高炉喷煤催化助燃剂，用于提高炼铁高炉喷吹煤粉燃烧率，降低焦炭使用量，降低铁水中的含硫量，降低炼铁总燃料的消耗量。

本发明的另一目的是提供上述高炉喷煤催化助燃剂的使用方法。

本发明高炉喷煤催化助燃剂是由以下组分经过磨细、混合而成，原料各组分按重量百分比配比如下：

（1）双环戊二烯基铁或高锰酸钾            1%～5%

（2）稀有金属催化剂：                    1%～2%

（3）过氧化钙                            30%～35%

（4）过氧化镁                            15%～20%

（5）活性二氧化锰                        15%～20%

（6）硫酸铜                              1%～3%

（7）载体：碳酸钙或白云石                15%～20%

产品的粒度为：-0.076mm含量≥95%。

所述的稀有金属催化剂为氧化镧、氧化铈中的一种或二者的混合物。

本发明各组分的优化重量百分比配比为：

（1）双环戊二烯基铁或高锰酸钾            3%～4%

（2）稀有金属催化剂                      1.5%～2%

（3）过氧化钙                            33%～34%

（4）过氧化镁                            18%～19%

（5）活性二氧化锰                        18%～19%

（6）硫酸铜                              2%～3%

（7）载体：碳酸钙或白云石                18%～19.5%

本发明高炉喷煤催化助燃剂的使用方法为：按照煤粉质量的0.4%～0.45%配比进行使用，并要求煤粉粒度-0.076mm含量≥50%。

本发明高炉喷煤催化助燃剂作用与机理主要体现在2个方面：

一是对挥发分及固定碳燃烧的催化作用。在本发明产品作用下，不仅挥发分的释放量提高，而且使挥发分的着火温度、燃烧所需的时间都降低。固定碳在本发明产品作用下，也同样降低了着火温度，活化能降低，加快了固定碳的燃烧。从而使煤的燃烧过程所需温度、时间都降低，起到了催化作用。

另一方面，本发明产品不仅可在500℃左右热分解释放出活性氧，同时充当了氧的活性载体，促进了氧从气相向表面的扩散，极大地改善了氧的扩散条件，从而促进了煤的燃烧。

本发明助燃机理：煤炭燃烧是一种错综复杂的物理和化学反应过程，高温下煤燃烧的限制性环节是氧的扩散。根据“氧化递原理”、“电子转移原理”，本产品中含有催化剂、氧化剂和补充各煤种所缺的无机元素。“氧化递原理”认为，物质一直处于氧化——还原反应循环中，起到了从金属氧化物或高价氧化物中不断向碳原子传递氧的作用，从而加快了碳与氧的反应过程，降低了着火点，释放出了化学热能，增加了辐射热。“电子转移原理”认为，由于金属离子嵌在碳晶格内，使碳表面电子构型发生变化并作为电子给予体，通过电荷的迁移加速部分反应。例如使碳的品格结构发生畸变，结构单元间的桥键结合力削弱，能催化煤炭中长链脂肪族C—C键的断裂分解，使煤粉的反应活性提高，挥发分提前释放。

 采用本发明高炉喷煤催化助燃剂，促进了煤粉燃烧，改善了高炉内的还原气氛，有利于炉况的顺行；由于本产品含有固硫作用，即2CaO＋SO₂＝Ca₂S＋2O₂，能够减少SO₂的排放，有利于保护大气环境。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合实施例对本发明高炉喷煤催化助燃剂作更详细说明。

本发明高炉喷煤催化助燃剂由铁基夹心化合物、稀有金属催化剂、活性氧化物、过氧化物、有机化合物、载体经过合成、磨细、混合成成品。各组分按照表1配比，将表1中的原料在捏合机中混合后制成-0.076mm的细度装袋。最佳配比为表1中实施例10，在该配比下，煤粉的燃烧效率最高，焦炭使用量最低，而且煤粉着火温度最低，节能降耗效果显著。

本发明在实际使用中，按照煤粉质量的0.4%～0.45%配比进行使用，并要求煤粉粒度-0.076mm含量≥50%。

表1  高炉喷煤催化助燃剂配方（重量％）

                                                

Claims (3)

1.一种高炉喷煤催化助燃剂，其特征在于是由以下组分经过磨细、混合而成，原料各组分按重量百分比配比如下：

（1）双环戊二烯基铁或高锰酸钾            1%～5%

（2）稀有金属催化剂                      1%～2%

（3）过氧化钙                            30%～35%

（4）过氧化镁                            15%～20%

（5）活性二氧化锰                        15%～20%

（6）硫酸铜                              1%～3%

（7）载体：碳酸钙或白云石                15%～20%

如权利要求1所述的高炉喷煤催化助燃剂，其特征在于各组分的优化重量百分比配比为：

（1）双环戊二烯基铁或高锰酸钾            3%～4%

（2）稀有金属催化剂                      1.5%～2%

（3）过氧化钙                            33%～34%

（4）过氧化镁                            18%～19%

（5）活性二氧化锰                        18%～19%

（6）硫酸铜                                 2%～3%

（7）载体：碳酸钙或白云石                18%～19.5%

如权利要求1或2所述的高炉喷煤催化助燃剂，其特征在于：所述的稀有金属催化剂为氧化镧、氧化铈中的一种或二者的混合物。

2.如权利要求1、2或3所述的高炉喷煤催化助燃剂，其特征在于：产品的粒度为-0.076mm含量≥95%。

3.如权利要求4所述的高炉喷煤催化助燃剂的使用方法，其特征在于：按照煤粉质量的0.4%～0.45%配比进行使用，并要求煤粉粒度-0.076mm含量≥50%。