CN104293400B - 一种有色冶炼过程中的生物质油、制备方法及冶炼还原方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有色冶炼过程中的生物质油、制备方法及冶炼还原方法，属于能源与环境技术领域。一该生物质油为在脱水植物油脂、脱水地沟油或脱水的二者混合物的基础上掺入生物柴油，混合均匀得到该生物质油。该生物质油脱水过滤、加温加压处理得到温度为65~80℃、压力为0.6~1Mpa的生物质油用于有色冶炼过程。本发明中制备得到的生物质油含碳量及运动黏度满足正常生产要求，生产成本降低，本发明的制备方法工艺简单，冶炼还原方法可以实现有色金属强化冶炼还原工艺中生物质油的应用，提高生物质油在工业生产中的使用率，促进低碳发展及实现节能减排。

Description

一种有色冶炼过程中的生物质油、制备方法及冶炼还原方法

技术领域

本发明涉及一种有色冶炼过程中的生物质油、制备方法及冶炼还原方法，属于能源与环境技术领域。

背景技术

目前我国工业生产能耗仍高于世界平均水平，工业的大量增长造成了众多环境污染问题。工业炉窑是能耗较高的工业生产设备，需要大量的含碳燃料用于燃烧或参与化学反应。近些年来，生物质油产业在国家的大力支持下取得了突飞猛进的成果，但是在推广及应用的道路上却困难重重——能够使用生物质油设备的研发及改造并未如此蓬勃发展。

目前在有色金属冶炼工艺中，大量使用如柴油、焦炭、煤炭、木炭、天然气、液化石油气等化石类燃料用于还原反应及补热保温，相比较火力发电工业，有色金属冶炼工业使用燃料种类繁多，对燃料的环保指标要求不高，废气逸出率高。这样不但加速了不可再生能源的消耗，而且其燃烧产生的有害物质如SOx、NOx等也进入到了大气中。

生物油是植物油、动物油、地沟油等由动、植物的油脂等加工而成的可燃性油脂。作为生物质能，其有别于石油燃料的最大特点是可再生且降解率高。并且由于植物在生长过程中通过吸收大气中的CO₂进行光合作用来合成有机物，因此将生物油作为柴油代用燃料，对大气中的CO₂含量没有影响，可以缓解温室效应。生物油的主要化学成分是由脂肪酸和甘油化合而成的天然高分子甘油三酸脂，其脂肪酸成分为直链脂肪酸酯，不含支链结构，也几乎不含S和N，对降低可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物和NOx等有害物质的排放有利，同时也为安装进一步降低排放的后处理装置提供了保障。其在经过酯交换等工艺加工后可以制成生物柴油、生物航油等可用于工业、航空业、交通运输业等领域的洁净燃料。

生物柴油经过多道化学反应工序，物理性状与0^#柴油相差不大，但价格较生物原油高。用于强化冶炼还原工艺的油脂只需要含碳量及运动黏度满足要求即可正常生产。大部分生物油与生物柴油、柴油的掺合性也很好，相互掺合后在长时间内不分离。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种有色冶炼过程中的生物质油、制备方法及冶炼还原方法。本发明中制备得到的生物质油含碳量及运动黏度满足正常生产要求，生产成本降低，本发明的制备方法工艺简单，冶炼还原方法可以实现有色金属强化冶炼还原工艺中生物质油的应用，提高生物质油在工业生产中的使用率，促进低碳发展及实现节能减排，本发明通过以下技术方案实现。

一种有色冶炼过程中的生物质油，该生物质油为在脱水植物油脂、脱水地沟油或脱水的二者混合物的基础上掺入生物柴油，混合均匀后使该生物质油运动黏度在80℃条件下为15mm²/s以下，含碳量为20%以上，其中二者混合物中脱水植物油脂、脱水地沟油的质量比为2~4:1，生物柴油占生物质油质量的20%~30%。

所述脱水植物油脂、脱水地沟油的含水率为7%以下。

一种上述的有色冶炼过程中的生物质油，其具体步骤如下：

步骤1、首先将植物油脂、地沟油或质量比为2~4:1的二者混合物进行脱水过滤使含水率为7%以下；

步骤2、在步骤1得到的脱水植物油脂、脱水地沟油或脱水的质量比为2~4:1的二者混合物基础上掺入生物柴油混合均匀得到生物质油，生物柴油占生物质油质量的20%~30%；

步骤3、将步骤2得到的生物质油经加温加压处理得到温度为65~80℃、压力为0.6~1Mpa的生物质油用于有色冶炼过程。

一种上述的有色冶炼过程中的生物质油的冶炼还原方法，（1）首先在冶炼过程中控制生物质油的温度为65~80℃、压力为0.6~1Mpa；（2）将步骤（1）获得的生物油通过耐高温管道浸没式顶吹的方式喷入贫化电炉中，喷枪插入深度为渣层厚度的1/3~3/5，在此过程中使用高压氮气与生物质油形成油气混合物，控制油气体积比为1:10~18，集中连续喷吹1~1.5小时，静置0.5小时即完成冶炼还原。

本发明的有益效果是：（1）本发明中制备得到的生物质油含碳量及运动黏度满足正常生产要求，生产成本降低，本发明的制备方法工艺简单，冶炼还原方法可以实现有色金属强化冶炼还原工艺中生物质油的应用，提高生物质油在工业生产中的使用率，促进低碳发展及实现节能减排；（2）本发明提高了生物质油在工业中的利用率，生物质油具有处理简单、碳含量高、有害物质少、不会额外增加大气中温室气体等优点，是工业中化石类燃料的理想可替代能源；（3）本发明加入了生物柴油的植物油、地沟油或二者混合物的生物质油，在加热加压后运动黏度可以达到标准，不会造成管路的堵塞，且带有一定热量的生物质油更易燃烧；（4）本发明指出了生物质油在有色金属冶炼工艺环节中的使用方法，其不但可以节约成本、减少工业生产中的化石类燃料消耗同时得到更好的生产效果，还可以促进低碳发展。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

该有色冶炼过程中的生物质油，该生物质油为在脱水植物油脂的基础上掺入生物柴油，混合均匀后使该生物质油运动黏度40℃下的运动黏度为22mm²/s，80℃下的运动黏度为11mm²/s，含碳量为20%以上，其中生物柴油占生物质油质量的20%；脱水植物油脂含水率为5%。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油，其具体步骤如下：

步骤1、首先将植物油脂进行脱水过滤使含水率为5%；

步骤2、在步骤1得到的脱水植物油脂掺入生物柴油混合均匀得到生物质油，生物柴油占生物质油质量的20%；

步骤3、将步骤2得到的生物质油经加温加压处理得到温度为70℃、压力为0.8Mpa的生物质油用于有色冶炼过程。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油的冶炼还原方法，（1）首先在冶炼过程中控制生物质油的温度为70℃、压力为0.8Mpa；（2）将步骤（1）获得的生物油通过耐高温管道浸没式顶吹的方式喷入贫化电炉中用于还原炉内Fe₃O₄，实时测量渣层厚度为900mm，插入深度为300mm，喷枪插入深度为渣层厚度的1/3，经检测渣中Fe₃O₄含量平均为9wt.%，使用4支喷枪喷吹，喷吹作业过程中生物质油流量为90L/h，氮气压力为0.3MPa，流量为1.62Nm³/h，在此过程中使用高压氮气与生物质油形成油气混合物，控制油气体积比为1:18，集中连续喷吹1.0小时，静置0.5小时即完成冶炼还原。

实施例2

该有色冶炼过程中的生物质油，该生物质油为在脱水地沟油的基础上掺入生物柴油，混合均匀后使40℃下的运动黏度为18mm²/s，80℃下的运动黏度为7mm²/s，含碳量为20%以上，其中生物柴油占生物质油质量的30%，脱水地沟油的含水率为7%。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油，其具体步骤如下：

步骤1、首先将地沟油进行脱水过滤使含水率为7%；

步骤2、在步骤1得到的脱水地沟油基础上掺入生物柴油混合均匀得到生物质油，生物柴油占生物质油质量的30%；

步骤3、将步骤2得到的生物质油经加温加压处理得到温度为80℃、压力为0.6Mpa的生物质油用于有色冶炼过程。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油的冶炼还原方法，（1）首先在冶炼过程中控制生物质油的温度为80℃、压力为0.6Mpa；（2）将步骤（1）获得的生物油通过耐高温管道浸没式顶吹的方式喷入贫化电炉中还原炉内Fe₃O₄，实时测量渣层厚度为800mm，插入深度为480mm，经检测渣中Fe₃O₄含量平均为16wt.%，使用8支喷枪喷吹，喷吹作业过程中生物质油流量为80L/h，氮气压力为0.35MPa，流量为0.8Nm³/h，控制油气体积比为1:10，集中连续喷吹1.5小时，静置0.5小时即完成冶炼还原。

实施例3

该有色冶炼过程中的生物质油，该生物质油为在脱水的二者混合物的基础上掺入生物柴油，混合均匀后使40℃下的运动黏度为17mm²/s，80℃下的运动黏度为6.5mm²/s，含碳量为20%以上，其中二者混合物中脱水植物油脂、脱水地沟油的质量比为2:1，生物柴油占生物质油质量的30%，脱水的混合油脂含水率为6%。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油，其具体步骤如下：

步骤1、首先将植物油脂、地沟油按照质量比为2:1混合得到混合油脂，将混合油脂进行脱水过滤使含水率为6%；

步骤2、在步骤1得到的混合油脂基础上掺入生物柴油混合均匀得到生物质油，生物柴油占生物质油质量的30%；

步骤3、将步骤2得到的生物质油经加温加压处理得到温度为65℃、压力为1Mpa的生物质油用于有色冶炼过程。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油的冶炼还原方法，（1）首先在冶炼过程中控制生物质油的温度为65℃、压力为1Mpa；（2）将步骤（1）获得的生物油通过耐高温管道浸没式顶吹的方式喷入贫化电炉中还原炉内Fe₃O₄，实时测量渣层厚度为850mm，插入深度为450mm，经检测渣中Fe₃O₄含量平均为11wt.%，使用4支喷枪喷吹，喷吹作业过程中生物质油流量为85L/h，氮气压力为0.3MPa，流量为1.08Nm³/h，集中连续喷吹1.2小时，静置0.5小时即完成冶炼还原。

实施例4

该有色冶炼过程中的生物质油，该生物质油为在脱水的二者混合物的基础上掺入生物柴油，混合均匀后使40℃下的运动黏度为18mm²/s，80℃下的运动黏度为10mm²/s，含碳量为20%以上，其中二者混合物中脱水植物油脂、脱水地沟油的质量比为4:1，生物柴油占生物质油质量的25%，脱水的混合油脂含水率为6%。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油，其具体步骤如下：

步骤1、首先将植物油脂、地沟油按照质量比为4:1混合得到混合油脂，将混合油脂进行脱水过滤使含水率为6%；

步骤2、在步骤1得到的混合物基础上掺入生物柴油混合均匀得到生物质油，生物柴油占生物质油质量的25%；

步骤3、将步骤2得到的生物质油经加温加压处理得到温度为75℃、压力为0.7Mpa的生物质油用于有色冶炼过程。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油的冶炼还原方法，（1）首先在冶炼过程中控制生物质油的温度为75℃、压力为0.7Mpa；（2）将步骤（1）获得的生物油通过耐高温管道浸没式顶吹的方式喷入贫化电炉中还原炉内Fe₃O₄，实时测量渣层厚度为800mm，插入深度为400mm，经检测渣中Fe₃O₄含量平均为8wt.%，使用4支喷枪喷吹，喷吹作业过程中生物质油流量为90L/h，氮气压力为0.35MPa，流量为1.26Nm³/h，集中连续喷吹1.0小时，静置0.5小时即完成冶炼还原。

实施例5

该有色冶炼过程中的生物质油，该生物质油为在脱水的二者混合物的基础上掺入生物柴油，混合均匀后使40℃下的运动黏度为17mm²/s，80℃下的运动黏度为10mm²/s，含碳量为20%以上，其中二者混合物中脱水植物油脂、脱水地沟油的质量比为3:1，生物柴油占生物质油质量的28%，脱水的混合油脂含水率为4%。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油，其具体步骤如下：

步骤1、首先将植物油脂、地沟油按照质量比为3:1混合得到混合油脂，将混合油脂进行脱水过滤使含水率为4%；

步骤2、在步骤1得到的混合物基础上掺入生物柴油混合均匀得到生物质油，生物柴油占生物质油质量的28%；

步骤3、将步骤2得到的生物质油经加温加压处理得到温度为80℃、压力为0.8Mpa的生物质油用于有色冶炼过程。

该上述的有色冶炼过程中的生物质油的冶炼还原方法，（1）首先在冶炼过程中控制生物质油的温度为80℃、压力为0.8Mpa；（2）将步骤（1）获得的生物油通过耐高温管道浸没式顶吹的方式喷入贫化电炉中还原炉内Fe₃O₄，实时测量渣层厚度为750mm，插入深度为300mm，经检测渣中Fe₃O₄含量平均为14wt.%，使用6支喷枪喷吹，喷吹作业过程中生物质油流量为80L/h，氮气压力为0.35MPa，流量为1.28Nm³/h，集中连续喷吹1.6小时，静置0.5小时即完成冶炼还原。

上面对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种有色冶炼过程中的生物质油，其特征在于：该生物质油为在脱水植物油脂、脱水地沟油或脱水的二者混合物的基础上掺入生物柴油，混合均匀后使该生物质油运动黏度在80℃条件下为15mm²/s以下，含碳量为20%以上，其中二者混合物中脱水植物油脂、脱水地沟油的质量比为2~4:1，生物柴油占生物质油质量的20%~30%。

2.根据权利要求1所述的有色冶炼过程中的生物质油，其特征在于：所述脱水植物油脂、脱水地沟油的含水率为7%以下。

3.一种如权利要求1所述的有色冶炼过程中的生物质油的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤1、首先将植物油脂、地沟油或质量比为2~4:1的二者混合物进行脱水过滤使含水率为7%以下；

步骤2、在步骤1得到的脱水植物油脂、脱水地沟油或脱水的质量比为2~4:1的二者混合物基础上掺入生物柴油混合均匀得到生物质油，生物柴油占生物质油质量的20%~30%。

4.一种如权利要求1所述的有色冶炼过程中的生物质油的用途，其特征在于：该有色冶炼过程中的生物质油应用于冶炼还原，具体过程为：（1）首先在冶炼过程中控制生物质油的温度为65~80℃、压力为0.6~1Mpa；（2）将步骤（1）获得的生物质油通过耐高温管道浸没式顶吹的方式喷入贫化电炉中，喷枪插入深度为渣层厚度的1/3~3/5，在此过程中使用高压氮气与生物质油形成油气混合物，控制油气体积比为1:10~18，集中连续喷吹1~1.5小时，静置0.5小时即完成冶炼还原。