[發(fā)明專利]生物質(zhì)炭塊和制備方法以及生物質(zhì)炭塊還原球團的熔煉方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811060024.0
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109181726B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 佘雪峰
• 申請（專利權）人: 北京安康科創(chuàng)節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?/a>;北京科技大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/08;C10B57/10;C10B1/00;C10B57/00;C21B5/00
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 全成哲

本發(fā)明涉及金屬熔煉技術領域，具體涉及生物質(zhì)炭塊和制備方法以及生物質(zhì)炭塊還原球團的熔煉方法。本發(fā)明一種生物質(zhì)炭塊和制備方法以及生物質(zhì)炭塊還原球團的熔煉方法，其中生物質(zhì)炭塊包括由顆粒狀炭粉末構成的炭塊主體和炭塊副體，炭塊副體為多個且均勻設置在炭塊本體的外側，所述炭塊主體為圓球型或橢圓型。本發(fā)明通過預制成的球型或橢圓生物質(zhì)炭塊和制備方法代替了常規(guī)煉鐵工藝中的焦炭，不僅進行了正常的金屬熔煉，還取得了節(jié)能和環(huán)保的經(jīng)濟效益和社會效益。

技術領域

本發(fā)明屬于金屬熔煉技術領域，具體涉及生物質(zhì)炭塊和制備方法以及生物質(zhì)炭塊還原球團的熔煉方法。

背景技術

將金屬鐵從含鐵礦物中提煉出來的工藝過程，主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法和等離子法。煉鐵即是鐵生銹、逐步礦化的逆行為，煉鐵是從含鐵的化合物里把純鐵還原出來的過程。傳統(tǒng)高爐是一種氧氣鼓風+爐頂煤氣循環(huán)的全氧高爐煉鐵工藝，采用氧氣鼓風，爐頂煤氣脫除CO₂后，預熱到900-1300℃，再循環(huán)回高爐利用。其中，鐵焦技術通過使用價格低廉的非黏結煤或微黏結煤用作生產(chǎn)原燃料進行煤礦的生產(chǎn)，將其與鐵礦粉混合，制成塊狀，用連續(xù)式爐進行加熱干餾得到含三成鐵、七成焦的鐵焦，再經(jīng)過專業(yè)設備加工，最后經(jīng)過冶煉就能得到與原始技術一樣的煉鐵成果。

目前，有的提出了采用生物質(zhì)進行煉鐵，其中生物質(zhì)指的是，動物、植物、微生物通過新陳代謝產(chǎn)生的有機物，這種有機物理論上很適合進行熱解行為，并且可以碳化溫度來實現(xiàn)二氧化碳排放量的減少，是這一領域的新型能源之一。通過研究表明，生物質(zhì)和廢塑料很適合應用在高爐煉鐵的某些工藝中，而且不需要額外的人、物力、財力的消耗。其中的生物質(zhì)可以代替煤粉等還原劑進行高爐噴吹，相較于煤粉還有著一定的優(yōu)勢，例如可以控制二氧化碳的含量，還能提高原料的還原能力，并且使高爐恒溫帶的溫度降低，使氣體得到更好的利用。

但是，利用生物質(zhì)代替焦炭還存在技術障礙，還不能更好的應用在高爐內(nèi)發(fā)生間接還原的煉鐵工藝，存在著反應程度較低、還原反應燃燒效率差的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供的生物質(zhì)炭塊和制備方法以及生物質(zhì)炭塊還原球團的熔煉方法，通過生物質(zhì)炭塊的結構設置和制備方法，實現(xiàn)了在煉鐵工藝中代替了常規(guī)煉鐵工藝的中的焦炭，達到了高效還原鐵礦石中的鐵的目的。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的一種生物質(zhì)炭塊，包括由顆粒狀炭粉末構成的炭塊主體和炭塊副體，所述炭塊副體為多個且均勻設置在炭塊本體的外側。

優(yōu)選的技術方案，所述炭塊主體為圓球型或橢圓型。

優(yōu)選的技術方案，每個所述炭塊副體內(nèi)部均設有貫通的氣道，每個所述氣道的中部設有文丘里管，所述氣道的一個開口為高端口，設置在遠離炭塊本體的位置，所述氣道的另一開口為低端口，設置在靠近炭塊本體的位置，所述高端口設有喇叭形狀的第一開口，所述低端口設有喇叭形狀的第二開口，所述第二開口的橫截面大于第一開口的橫截面。

優(yōu)選的技術方案，所述炭塊副體為半球型或上小下大的梯型結構。

優(yōu)選的技術方案，所述半球型或上小下大的梯型結構內(nèi)部設有兩個相互交叉且彼此連通的氣道。

優(yōu)選的技術方案，所述炭塊主體和炭塊副體的外側尺寸范圍為40-60mm。

優(yōu)選的技術方案，本發(fā)明還提供了一種制備生物質(zhì)炭塊的方法，所述制備方法包括以下步驟：

步驟1)使用破碎機將秸稈破碎，秸稈破碎的長度范圍為0.50mm-0.80mm；

步驟2)將破碎的秸稈按照順序進行清洗、過濾和烘干，得到烘干的秸稈破碎物；