[發明專利]生物質炭化代替煤粉噴吹高爐內的方法

在審

• 申請號: 201711269435.6
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108003959A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 焦楷;袁章福;謝珊珊;王容岳;劉建華
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44;C10L5/04;C10L10/02;C10B53/02;C21B5/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明提供生物質炭化代替煤粉噴吹高爐內的方法，將干燥后的秸稈等生物質原料擠壓成型得到機制棒，通過炭化爐將機制棒300?1000℃炭化處理得到炭粉；利用炭化爐得到的炭粉混合煤粉噴入高爐，大量降低煤比和熔劑使用量，提高生產效率；充分發揮煙氣潛熱，減少尾氣排放；燃燒室排放的廢氣經微孔陶瓷管過濾排放到空氣中；生物質資源以及煙氣的顯熱、煙氣中的氧和一氧化碳在煉鐵生產中得到利用。此外，生物質資源也可用于替代鐵礦燒結機使用的煤粉或焦炭粉。本發明綜合利用現有設備處理生物質原料和煙氣等廢棄物，節約焦煤資源，充分發揮生物質能源的潛在優勢，保護環境，節約成本。

技術領域

本發明屬于生物質炭化和冶金技術領域，具體涉及一種生物質炭 化代替煤粉噴吹高爐內的方法。

背景技術

焦炭是一種珍貴的不可再生資源，是由煤在高溫下(900-1000℃) 干餾而成的，為高爐冶煉提供大部分熱量的同時提供冶煉過程所需的 還原劑，并構成高爐料柱的骨架，起到不可代替的作用。隨著全球焦 煤資源日益減少，焦炭價格逐年上漲，世界上各大鋼廠普遍采用高爐 噴吹燃料等手段以降低焦比，節約成本。但是由于逐年開采，全國各 地優質煤資源日益匱乏，貧煤資源難以利用也逐漸成為迫在眉睫的資 源問題。

燒結是為高爐冶煉提供“精料”的一種加工方法，其實質是將準 備好的各種原料(精礦、礦粉、燃料、煤粉或焦炭粉、熔劑、返礦及 含鐵生產廢料等)，按一定比例經過配料，混合與制粒，得到符合要 求的燒結料。燒結料經點火借助碳的燃燒和鐵礦物的氧化而產生高 溫，使燒結料中的部分組份軟化和熔化，發生化學反應生成一定數量 的液相，冷卻時相互粘結成塊。作為煉鐵工藝的重要組成部分，燒結 過程每年也消耗掉大量的煤炭資源。

生物質熱解炭化技術是當今社會發展可再生能源，調整能源利用 結構，保證經濟持續發展的重要措施。生物質炭化是將生物質原料置 于溫度為300-1000℃、反應速率為0.1-1.0℃/s的缺氧環境下，經 數小時甚至數天的化學反應，使原材料中的揮發分和水分析出而得到 生物質炭，同時產生CO2、CO、H2、CH4等氣態產物和液態焦油。其生 產的生物質炭具有固定碳含量高，灰分含量低，雜質含量少的優良特 性。面對我國嚴峻的秸稈、煤炭資源形勢，秸稈炭化熱解工藝以及生 物質炭混合煤粉高爐噴吹工藝無疑是解決此種問題的最好辦法，在節 約資源的同時，就地取材，大量降低冶煉和運輸成本，而且還可以利 用高爐煤氣和炭化廢氣的潛在熱量。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供生物質炭化代替煤粉噴吹高爐內 的方法，所述方法將生物質原料破碎經篩選機篩選以去除雜質，然后 干燥，再進行生物質擠壓成型處理，在300-1000℃炭化爐中炭化得 到生物質炭，并將其與煤粉按比例混合噴入高爐中，進行煉鐵生產， 大量降低煤比和焦比，同時大量減少渣量，減少熔劑使用量，提升高 爐生產能力；將高爐煤氣和炭化爐炭化過程產生的煙氣通入燃燒室進 行燃燒加熱，充分發揮煙氣潛熱，減少尾氣排放；

進一步地，所述方法包括：

步驟1)：將生物質原料破碎經篩選機篩選以去除雜質，然后利 用干燥器將原料干燥，再將其進行生物質擠壓成型處理，得到機制棒；

步驟2)：將經過步驟1得到機制棒在外熱式炭化爐中炭化處理 得到生物質炭和煙氣；

步驟3)：將含量為30-60％的生物質炭和40-70％的煤粉混合進 行高爐噴吹以強化高爐冶煉，降低焦比和煤比，減少熔劑使用量，提 高產率；

進一步地，所述步驟2)中外熱式炭化爐采用高爐煤氣和炭化爐 煙氣混合燃燒加熱，燃燒后的尾氣經微孔陶瓷管過濾達標后排入空氣 中；

進一步地，所述步驟3)中，生物質炭固定碳含量為75-80％，灰 分含量為3-6％；