[发明专利]一种提高高炉喷吹煤粉燃烧率的方法

说明书

本发明属于钢铁工业中的高炉炼铁技术领域，具体涉及一种提高高炉喷吹煤粉燃烧效率的方法。本发明将有机颗粒与煤粉共同喷吹，有机颗粒的直径明显大于煤粉，故而其运动速度较煤粉颗粒小，停留时间长，这类物质的燃烧性质与煤粉类似，燃烧产物主要为气态还原剂，产生的未燃颗粒较煤粉少。另一方面，该有机颗粒密度低，穿越惯性小，配合炉顶高压操作，更加容易在回旋区内部形成循环，带动并加强煤粉颗粒回旋，停留时间延长，其在自身快速燃烧的同时率先提供大量的挥发物燃烧来促进煤粉的燃烧，进而实现煤粉燃烧率的提高，降低煤比和焦比，有害元素氯含量低，并实现了废弃有机物质的环保处理。

技术领域

本发明属于钢铁工业中的高炉炼铁技术领域，具体涉及一种提高高炉喷吹煤粉燃烧效率的方法。

背景技术

高炉炼铁喷煤是高炉炼铁实现绿色化的重要技术之一。喷吹煤粉在高炉下部风口回旋区区域发生气化-燃烧反应，一方面替代焦炭向高炉提供热量，另一方面气态还原产物为高炉炉料提供还原剂。未燃煤粉在高炉内随上升气流粘附在固体炉料表面，堵塞气流通道，阻碍高炉顺行。因此，提高高炉煤粉燃烧率是提高高炉喷煤比，降低焦比，进而促进绿色低成本高炉炼铁的重要途径。

当前我国高炉喷煤比平均水平只有145kg/铁，而喷煤比较高的企业可达 180～190kg/铁，煤粉在回旋区的燃烧率一般不足70％，故而高炉喷吹煤粉燃烧率的提升空间大。然而，当前提高高炉喷吹煤粉燃烧率的方法主要有：添加助燃剂；喷吹结构优化(如氧煤喷枪)；煤粉预热，提高风温等。在煤粉中加入适量的助燃剂，可降低煤粉入炉的着火温度，提高燃烧效率，但部分助燃剂进入高炉渣会影响炉渣的流动性，造成出渣困难，导致高炉顺行困难，部分助燃剂成本高，而以冶金粉尘作为助燃剂将引入有害元素。氧煤喷枪结构会导致喷吹系统安全性大大降低。煤粉预热需要增加额外的能源且需考虑能源利用效率的问题。

目前提高喷吹煤粉燃烧率的方法主要集中于提高煤粉的燃烧速度，在当前的高炉喷煤操作水平下，煤粉经由喷枪喷出，在10～50ms的直吹管—风口—回旋区的穿越时间或低于1s的停留回旋后，完成60～70％的燃烧率。现有技术通过使煤粉与热风充分混合、扩大煤粉在氧化气氛中的燃烧空间或者对煤粉进行预热，来提升煤粉的燃烧效率，但是提升程度很有限。或者通过添加无机催化剂或助燃剂提升煤粉的燃烧效率，但是该类无机物催化剂(氯类) 或助燃剂(采用焙烧菱铁矿、轻烧白云石、烧结机头除尘灰等)本身不燃烧，会增加高炉渣量，催化剂中含有有害元素氯，能够加重对高炉炉顶煤气回收系统设备的腐蚀。因此，提供一种能环保、高效提高煤粉燃烧率的方法，是亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决现有技术中煤粉燃烧率低的技术问题，本发明的目的之一是提供一种提高高炉喷吹煤粉燃烧效率的方法，该方法能够有效的提高煤粉的燃烧率且节能环保。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种提高高炉喷吹煤粉燃烧效率的方法，包括如下步骤：

将直径50～70μm的煤粉与直径3～5mm的有机颗粒喷入高炉的风口回旋区，风口喷入的总流量为0.4-0.6kg/s，载气流量为0.0111～0.0135kg/s，所述煤粉与有机颗粒的配合质量比为5:1～5:4。

作为提高高炉喷吹煤粉燃烧效率的方法进一步的改进：

优选的，所述煤粉与有机颗粒喷入高炉风口回旋区的配合质量比为3:1。

优选的，所述煤粉与有机颗粒混合后通过同一只喷枪喷入高炉风口回旋区。

优选的，所述有机颗粒为PE、PP、PS、PET、PVC中的一种塑料颗粒或两种以上混合塑料颗粒。

优选的，所述有机颗粒为废弃农林生物质颗粒。

优选的，所述废弃农林生物质颗粒为植物秸秆。

优选的，所述有机颗粒通过常温态切削或热熔方式制得。