CN106191352A - 一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法 - Google Patents

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CN106191352A CN201610801618.7A CN201610801618A CN106191352A CN 106191352 A CN106191352 A CN 106191352A CN 201610801618 A CN201610801618 A CN 201610801618A CN 106191352 A CN106191352 A CN 106191352A
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charcoal powder
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何选明
林红涛
易霜
郑辉
曾宪灿
程晓晗
张杜
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Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Wuhan University of Science and Technology WHUST
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Wuhan University of Science and Engineering WUSE
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21B5/003—Injection of pulverulent coal
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Abstract

本发明涉及一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法。其技术方案是：将5~95wt%的竹炭粉与5~95wt%的无烟煤煤粉混合，得到混合粉；按输送速率为5~10m/s将混合粉通过浓相管道气力输送装置输送至喷吹罐中，浓相管道气力输送装置内的混合粉浓度为40~50kg/m3；再通过混合器将混合粉混匀，在压缩空气作用下将混匀的混合粉通过喷吹管喷入高炉风口，喷吹管内的输送速率为100~200m/s。竹炭粉的主要组分是：水分为5~10wt%，灰分为1~10wt%，挥发分为10~20wt%，固定碳为50~80wt%，硫为0.01~0.5wt%，发热量为20~50MJ/kg。本发明具有工艺简单、能耗低、成本低、污染小、能适用于现有高炉喷煤工艺，能缓解煤炭资源短缺和能提高生物质资源利用率的优点。

Description

一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法
技术领域
本发明属于高炉喷吹技术领域。具体涉及一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法。
背景技术
高炉喷吹煤粉是从高炉风口区向炉内直接喷吹无烟煤粉、烟煤粉或两者的混合料粉，起到提供热量和还原剂的作用，从而降低高炉喷吹焦比和生铁成本。但是喷吹的煤粉属于不可再生资源，且开采加工利用过程都对环境产生了严重污染。寻求环境友好型的高炉喷吹用燃料已引起本领域技术人员的关注。
我国竹资源储量丰富，更好地利用生物质资源符合我国鼓励利用可再生能源的发展方向，故对竹资源粉利用也引起相关领域技术人员的关注。“竹炭中药枕”（CN201210102435.8）专利技术，该技术将竹炭和中药材混合填充在枕芯中达到保健防病的目的；“有益于人体健康的防辐射竹炭面料”（CN201210144406.8）专利技术，该技术将竹炭微粒均匀分布在纱线上制成具有抑菌‘吸湿’保温等功能的面料。关于竹炭的利用目前都是限于生活用品，并未用于高炉喷吹行业。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种制备工艺简单、能耗低、成本低廉、能缓解煤炭资源短缺、能提高生物质资源利用率和对环境污染小的基于竹炭粉的高炉喷吹方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：将5~95wt%的竹炭粉与5~95wt%的无烟煤煤粉混合，得到混合粉；将所述混合粉通过浓相管道气力输送装置输送至喷吹罐中，所述浓相管道气力输送装置的输送速率为5~10m/s，浓相管道气力输送装置内的混合粉浓度为40~50kg/m3；再通过混合器将所述混合粉混合均匀，在压缩空气作用下，将混合均匀的混合粉通过喷吹管喷入高炉风口，所述喷吹管内的输送速率为100~200m/s。
所述竹炭粉的主要组分是：水分为5~10wt%，灰分为1~10wt%，挥发分为10~20wt%，固定碳为50~80wt%，硫为0.01~0.5wt%，发热量为20~50MJ/kg。
所述竹炭粉的制备方法是：先将毛竹竹片置于固定床热解装置中，以8~12℃/min的升温速率升温至600~800℃，保温60~90min；再将热解后的固体产物从固定床热解装置中取出，自然冷却至室温；破碎，细磨至粒径为0.044～0.850mm，即得竹炭粉。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本发明的高炉喷吹所用竹炭粉为竹子制备而成，成本低廉，清洁可再生，提高了生物质能的资源利用率。
2、本发明的高炉喷吹用竹炭粉制备工艺简单，易于产业化。
3、本发明所用竹炭粉兼具生物质炭和半焦的优点，化学反应性强，硫质量分数低，用于冶金可减少温室气体CO2和有害气体SO2的排放量。
4、本发明把竹炭粉和煤粉合理搭配，碳质原料广泛，工艺能耗低，发热量高，平均达到27.57MJ/kg。
5、本发明显著缓解了高炉喷吹用煤粉资源短缺、开采难度大、易污染环境的难题。
6、本发明优化了现有能源结构，适用于现有高炉喷煤工艺，为高炉喷吹燃料技术开辟了新的道路。
7、本发明采用竹炭粉替代部分煤粉进行高炉喷吹，既能更好地利用生物质资源，又能有效地降低煤炭消耗量，对产品质量与生产操作无不利影响，符合我国鼓励利用可再生能源的发展方向，具有毋庸置疑的环境、社会和经济效益。
因此，本发明具有制备工艺简单、能耗低、成本低廉、对环境污染小、能适用于现有高炉喷煤工艺，对产品质量与生产操作无不利影响，能缓解煤炭资源短缺和能提高生物质资源利用率的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
本具体实施方式中：所述竹炭粉的制备方法是：先将毛竹竹片置于固定床热解装置中，以8~12℃/min的升温速率升温至600~800℃，保温60~90min；再将热解后的固体产物从固定床热解装置中取出，自然冷却至室温；破碎，细磨至粒径为0.044～0.850mm，即得竹炭粉。
所述竹炭粉的主要组分是：水分为5~10wt%，灰分为1~10wt%，挥发分为10~20wt%，固定碳为50~80wt%，硫为0.01~0.5wt%，发热量为20~50MJ/kg。
实施例中不再赘述。
实施例1
一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法。将5~35wt%的竹炭粉与65~95wt%的无烟煤煤粉混合，得到混合粉；将所述混合粉通过浓相管道气力输送装置输送至喷吹罐中，所述浓相管道气力输送装置的输送速率为5~8m/s，浓相管道气力输送装置内的混合粉浓度为40~46kg/m3；再通过混合器将所述混合粉混合均匀，在压缩空气作用下，将混合均匀的混合粉通过喷吹管喷入高炉风口，所述喷吹管内的输送速率为100~135m/s。
实施例2
一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法。将35~65wt%的竹炭粉与35~65wt%的无烟煤煤粉混合，得到混合粉；将所述混合粉通过浓相管道气力输送装置输送至喷吹罐中，所述浓相管道气力输送装置的输送速率为6~9m/s，浓相管道气力输送装置内的混合粉浓度为42~48kg/m3；再通过混合器将所述混合粉混合均匀，在压缩空气作用下，将混合均匀的混合粉通过喷吹管喷入高炉风口，所述喷吹管内的输送速率为135~165m/s。
实施例3
一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法。将65~95wt%的竹炭粉与5~35wt%的无烟煤煤粉混合，得到混合粉；将所述混合粉通过浓相管道气力输送装置输送至喷吹罐中，所述浓相管道气力输送装置的输送速率为7~10m/s，浓相管道气力输送装置内的混合粉浓度为44~50kg/m3；再通过混合器将所述混合粉混合均匀，在压缩空气作用下，将混合均匀的混合粉通过喷吹管喷入高炉风口，所述喷吹管内的输送速率为165~200m/s。
本具体实施方式与现有技术相比具有如下积极效果：
1、本具体实施方式的高炉喷吹所用竹炭粉为竹子制备而成，成本低廉，清洁可再生，提高了生物质能的资源利用率。
2、本具体实施方式的高炉喷吹用竹炭粉制备工艺简单，易于产业化。
3、本具体实施方式所用竹炭粉兼具生物质炭和半焦的优点，化学反应性强，硫质量分数低，用于冶金可减少温室气体CO2和有害气体SO2的排放量。
4、本具体实施方式把竹炭粉和煤粉合理搭配，碳质原料广泛，工艺能耗低，发热量高，平均达到27.57MJ/kg。
5、本具体实施方式显著缓解了高炉喷吹用煤粉资源短缺、开采难度大、易污染环境的难题。
6、本具体实施方式优化了现有能源结构，适用于现有高炉喷煤工艺，为高炉喷吹燃料技术开辟了新的道路。
7、本具体实施方式采用竹炭粉替代部分煤粉进行高炉喷吹，既能更好地利用生物质资源，又能有效地降低煤炭消耗量，对产品质量与生产操作无不利影响，符合我国鼓励利用可再生能源的发展方向，具有毋庸置疑的环境、社会和经济效益。
因此，本具体实施方式具有制备工艺简单、能耗低、成本低廉、对环境污染小、能适用于现有高炉喷煤工艺，对产品质量与生产操作无不利影响，能缓解煤炭资源短缺和能提高生物质资源利用率的优点。

Claims (2)

1.一种基于竹炭粉的高炉喷吹方法，其特征在于所述高炉喷吹方法是：将5~95wt%的竹炭粉与5~95wt%的无烟煤煤粉混合，得到混合粉；将所述混合粉通过浓相管道气力输送装置输送至喷吹罐中，所述浓相管道气力输送装置的输送速率为5~10m/s，浓相管道气力输送装置内的混合粉浓度为40~50kg/m3；再通过混合器将所述混合粉混合均匀，在压缩空气作用下，将混合均匀的混合粉通过喷吹管喷入高炉风口，所述喷吹管内的输送速率为100~200m/s；
所述竹炭粉的主要组分是：水分为5~10wt%，灰分为1~10wt%，挥发分为10~20wt%，固定碳为50~80wt%，硫为0.01~0.5wt%，发热量为20~50MJ/kg。
2.根据权利要求1所述基于竹炭粉的高炉喷吹方法，其特征在于所述竹炭粉的制备方法是：先将毛竹竹片置于固定床热解装置中，以8~12℃/min的升温速率升温至600~800℃，保温60~90min；再将热解后的固体产物从固定床热解装置中取出，自然冷却至室温；破碎，细磨至粒径为0.044～0.850mm，即得竹炭粉。
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