CN1793386A - 一种高炉喷吹催化增效剂及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冶金助剂化工产品，是用于冶金工业高炉冶炼生产中为提高煤粉的燃烧效率，降低高炉用焦炭量，促进炼铁分离提高铁产量，而采用的一种高炉喷吹煤粉催化增效剂及其生产工艺是由催化裂化助燃剂、增氧剂、固熔剂、催化剂、增效剂按重量的百分比配制成的混合物。本发明在高炉冶炼生产中，在高炉喷吹煤粉中加入少量的高炉喷吹煤粉催化增效剂。通过对燃煤的催化裂解、增效助燃达到加速煤粉的燃烧或完全燃烧的作用，从而提高高炉煤气中H₂含量，增强煤气的间接还原能力，提高置换比喷煤量，降低焦比，促进渣铁分离，炉况顺，铁产量提高。试验证明在高炉喷吹煤粉中加入0.5－1.5‰的催化增效剂后，平均增加喷吹煤粉量40－60kg/t以上，每吨铁水降低焦比20－30kg，每年产生经济效益2000元以上。

Description

一种高炉喷吹催化增效剂及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种冶金助剂化工产品，是用于冶金工业高炉冶炼生产中为提高煤粉的燃烧效率，降低高炉用焦炭量而采用的一种高炉喷吹煤粉催化增效剂及其生产工艺。

背景技术

目前，国内外冶金工业炼铁生产普遍采用增加喷吹煤粉量，减少焦炭的消耗量，从而达到降低焦比。从风口处大量喷吹煤粉，燃烧带温度下降，同时由于高炉风口前的风速很高，通常达到200-300m/s，所以喷吹煤粉的颗粒在燃烧带停留时间很短，一般25ms左右，其间氧化区域很小，欲达到100％气化是相当困难的。因此喷吹的煤粉不能完全燃烧，燃烧效率只有65％左右，炉尘及其含碳量增加，致使高炉喷吹煤粉量不能大量增加，降低焦比受到限制。本发明高炉喷吹煤粉催化增效剂属首创性发明。

高炉喷煤量存在极限：①增加喷煤量的同时也增加了煤粉吹出量，或者说增加煤粉出入量和结焦的价格相近；②随着喷煤量的增加，风口回旋区风口所燃烧掉的煤粉量减少，进入料柱中的未燃物增加，造成高炉内透气性变差影响高炉顺行。这时的喷煤量既为极限喷煤量。其本质是进入料柱的未然物有极限量。经风口取样表明，目前冶炼条件下煤粉燃烧率为60-65％，35％的未燃煤粉随着煤气逸出炉外，日本川崎公司煤粉燃烧实验也表明喷煤量的增大，煤粉的碳的气化率单调下降，即喷煤160kg/t时燃烧率为57％，喷煤量200kg/t燃烧率为46％。按此计算，在煤粉Fcad为70％，喷煤量160kg/t时从风口飞出的半焦可达48.2kg/t。

发明内容

本发明的目的是为冶金工业冶炼生产中，为提高煤粉的燃烧效率，使煤粉在较短时间内能够完全燃烧，增加喷吹煤粉量，达到降低高炉用焦炭量，提供的一种高炉喷吹煤粉催化增效剂及其生产工艺。

为了实现本发明的上述目的，本发明产品所提供的高炉喷吹煤粉催化增效剂包括选自催化裂解助燃剂、增氧剂、固熔剂、催化剂、增效剂等混合物，按常规方法混合、粉碎、研磨、筛分使其粒度达到200目，检验包装。该有效组分及含量为：

催化裂解助燃剂：10-30％

增氧剂：        5-30％

固熔剂：        10-30％

催化剂：        20-40％

增效剂：        10-30％

所有百分数为重量百分数。

所述的催化裂解助燃剂选自硼酸、硼砂、硼矸、稀土。一种或其混合物。

催化裂解助燃剂，作用在于促进固相反应，降低液相粘度，通过对燃煤的催化裂解，达到加速煤粉的燃烧或完全燃烧的作用。能够破坏煤中分子结构化学物质在燃烧的高温作用下能与煤粉产生反应，使其连接结构单元之间的键桥断裂，起到催化助燃效果。

所述的增氧剂选自：硝酸钠、硝酸钙、亚硝酸钠、高锰酸钾、二氧化锰一种或其混合物，增氧剂的作用是促进煤粉的热分解过程，释放活性氧和氧气使得热解产物增多，燃烧性能变好，未燃烧的煤粉高速完全燃烧。

固熔剂选自：荧石粉、氧化钙、氧化铁、氧化镁。

固熔剂的作用在于降低煤粉的燃烧温度，促进炼铁煤粉的燃烧特性。

所述的催化剂选自氯化钠、氯化钾之一种或其混合物，催化剂的作用在于促进煤粉物质催化、气化碳的燃烧过程。

所述的增效剂，选自氯化钙、氯酸钙、氯酸钠、高氯酸钾、氯酸镁、氯酸钙一种或其混合物。

增效剂作用，促进活性体粒子的燃烧过程中，燃烧不仅发生在固体表面，而且还能发生在颗粒内部，所以能有效的提高煤粉的燃烧特性。

本发明产品特点：

1、提高煤粉的速度和燃烧效率，增强体积动能，降低热滞后现象，维持适宜的理论温度。

2、提高高炉煤气中H₂含量，增加煤气的间接还原能力，提高置换化煤量，降低焦比。

3、抑制K、Na对焦炭气化反应的强化作用，增强焦炭的骨架作用。

4、促进渣铁分离，炉况顺，铁产量提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

按重量百分比选取原料：

催化裂解助燃剂硼酸：10-30％

增氧剂高锰酸钾：    10-30％

固熔剂荧石粉：      10-30％

催化剂氯化钠：      20-40％

增效剂氯化钙：      10-30％

实施例2：

按重量百分比选取原料：

催化裂解助燃剂硼砂：10-30％

增氧剂高锰酸钾：    5-30％

固熔剂氧化钙：      10-30％

催化剂氯化钾：      20-40％

增效剂氯化钠：      10-30％

实施例3：

按重量百分比选取原料：

催化裂解助燃剂硼矸：10-30％

增氧剂硝酸钠：      5-30％

固熔剂荧石粉：      10-30％

催化剂氯化钠：      20-40％

增效剂氯化钙：      10-30％

本发明高炉喷吹煤粉催化增效剂在冶金工业高炉冶炼生产中，在高炉喷吹煤粉中加入少量的高炉喷吹煤粉催化增效剂，通过对燃煤的催化裂解达到加速煤粉的燃烧或完全燃烧的作用。从而达到增加煤粉量，降低焦化的目的。能够破坏煤中大分子结构的化学物质，在燃烧高温的作用下，能与煤粉发生反应，使其连接结构单元之间的链桥断裂，增强煤粉的反应活性，促进煤粉的热分解过程。释放活性氧和氧气，起到催化助燃的作用，使得热解产物增多，燃烧性能变好。在活性体粒子的燃烧过程中，燃烧不仅发生在固体表面，而且还能发生在颗粒内部，所以能有效地提高煤粉的燃烧特性。

本发明高炉喷吹煤粉催化增效剂是这样实现的，2004年在北京科技大学模拟试验炉进行试验如下见表一

试验组剂	煤粉的燃烧效率	煤粉喷吹量	焦炭消耗量
				不加催化增效剂	55～60％	145kg/t	525kg/t
配加实例1增效剂	85～92％	210kg/t	472kg/t
				配加实例2增效剂	88～95％	225kg/t	462kg/t
配加实例3增效剂	80～93％	220kg/t	468kg/t

催化增效剂的配加量为煤粉用量的0.5～1.5‰，从高炉原粉进料口处磨机后加入，与煤粉一起从风口喷入炉内参与燃烧。

试验结果：在高炉喷吹煤粉中加入0.5～1.5‰的高炉喷吹煤粉催化增效剂后，平均增加喷吹煤粉量40～60kg/t以上，每吨铁水降低焦比20～30kg，每年产生经济效益2000万元以上。

Claims (2)

1、高炉喷吹煤粉催化增效剂及其生产工艺。在于由下列原料按重量百分比配制成的混合物，再进行粉碎、细磨、筛分，使其粒度达到200网目检验包装。

催化裂解助燃剂             10～30％

增氧剂                     5～30％

固熔剂                     10～30％

催化剂                     20～40％

增效剂                     10～30％。

2、根据权利要求1所述的高炉喷吹煤粉催化增效剂其特征在于：

(1)催化裂化助燃剂选自硼酸、硼砂、硼矸、稀土一种或其混合物。

(2)增氧剂选自硝酸钠、高锰酸钾、二氧化锰、硝酸钙、亚硝酸钠一种或其混合物。

(3)固熔剂选自荧石粉，氧化钙，氧化铁、氧化镁一种或其混合物。

(4)催化剂选自氯化钾、氯化钠、一种或其混合物。

(5)增效剂选自氯化钙、氯酸钾、氯酸钠、高氯酸钠、氯酸镁、氯酸钙一种或其混合物。

(6)将上述原料按比例混合后再进行粉碎、细磨、筛分、使其粒度达到200网目检验包装。