高炉技术发展状况之喷吹燃料的发展状况
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高炉喷吹焦炉煤气技术发展及应用前景分析赵贵清,谢绍玮,徐世彪,王世刚,王昌文,彭宁宁,妥建德( 酒钢( 集团) 有限责任公司)1 引言焦炭在高炉中有一项无可替代的作用,就是维持高炉料柱透气性的骨架作用。
而焦炭在高炉内的发热剂和还原剂的作用则可通过提高喷煤量、提高热风温度来代替,它们对于降焦的作用是显而易见的。
喷吹煤粉也是高炉实现降本增效的重要技术措施。
近年来开发新的绿色能源如天然气、焦炉煤气等富含还原剂( 碳、氢) 的物质,来进行高炉喷吹,既能通过替代部分冶金焦炭缓解煤炭资源紧张局面,又能实现节能减排,同时也为煤气寻求一种更为高效的利用途径[1-2]。
焦炉煤气属于氢系还原剂,与碳系还原剂相比,在还原铁矿石时产生的是H2O 而非CO2,所以更有利于减少CO2排放。
因此,高炉喷吹焦炉煤气技术的实施,不仅可通过节焦作用产生一定的经济效益,也会起到CO2减排作用,能够给企业带来经济和环保的双重效益。
2 高炉喷吹焦炉煤气工艺特点2.1 焦炉煤气的性质焦炉煤气( Coke Oven Gas,简写COG) 是在炼焦过程中,在隔绝空气条件下,精煤经高温干馏产生的气体产物[3]。
经过生产回收和净化处理后成为炼焦最主要的副产品。
生产1t 焦炭大约产生425m3煤气量,除去回炉助燃外,会产生约200 m3的焦炉煤气供用户使用。
净化后焦炉煤气的主要成分如表1 所示。
净焦炉煤气的主要成分是H2和CH4,发热值为16500~18500kJ/m3。
因此,焦炉煤气是一种气体燃料,更是一种高氢含量的良好还原剂。
2.2 高炉喷吹焦炉煤气工艺将焦炉煤气加压至高于风口压力,然后经管路系统输送到达高炉各风口,在压力的作用下,经喷枪喷入高炉内,实现焦炉煤气的高炉喷吹[4]。
在高炉风口回旋区前端,焦炭与气体中氧反应主要生成二氧化碳,并放出大量的热。
在回旋区后端及边界层,氧基本消耗殆尽,焦炭与二氧化碳发生碳的溶损反应并吸收部分热量。
同时还有碳的不完全燃烧反应、水煤气反应、碳与氢气的反应等等,其中以碳的完全燃烧和溶损反应为主[5]。
2023年高炉喷吹煤行业市场研究报告高炉喷吹煤是一种在高炉冶炼过程中使用的一种燃料。
随着中国工业的快速发展和能源需求的增加,高炉喷吹煤行业也迅速崛起。
本文就高炉喷吹煤行业的市场状况、发展趋势以及存在的问题进行分析。
首先,高炉喷吹煤行业的市场规模逐年增长。
高炉喷吹煤的出现极大地提高了高炉的冶炼效率和产能。
根据统计数据,2019年中国高炉喷吹煤市场规模达到了1000亿元人民币,相比2015年增长了近30%。
高炉喷吹煤的市场需求主要来自钢铁、建材和能源行业,这些行业对高炉喷吹煤的需求量一直保持着较高的增长。
其次,高炉喷吹煤行业的发展受到政策的支持。
中国政府一直以来都高度重视能源节约和环境保护工作,高炉喷吹煤正是符合这一发展方向的燃料选择。
政府对高炉喷吹煤行业的政策支持主要体现在三个方面:一是给予高炉喷吹煤行业以税收减免和财政补贴的支持;二是对高炉喷吹煤的发展提供技术支持和培训;三是加大对高炉喷吹煤的监管力度,提高行业准入门槛,加强对高炉喷吹煤质量的监管。
然而,高炉喷吹煤行业也存在一些问题和挑战。
首先是质量参差不齐的问题。
由于行业准入门槛相对较低,一些小型企业生产的高炉喷吹煤质量不过关,给市场带来了安全隐患。
其次是环境污染问题。
高炉喷吹煤的燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害气体排放,给环境造成了不可忽视的影响。
此外,高炉喷吹煤行业面临着国外知名企业的竞争挑战。
国外企业在高炉喷吹煤技术和质量方面具有先进优势,产品进入国内市场后对国内企业造成一定的冲击。
针对以上问题和挑战,我们认为高炉喷吹煤行业需要采取一些措施进行改善。
首先,政府应进一步加强对高炉喷吹煤行业的监管力度,加强对企业的准入审核和质量检测。
其次,企业应提高自身的技术水平和产品质量,加大研究和开发力度,提升市场竞争力。
最后,高炉喷吹煤企业还应积极采取环境友好型生产方式,减少污染物排放,提高企业的社会责任感。
总体而言,高炉喷吹煤行业的市场前景广阔,但也面临一系列的问题和挑战。
喷吹用煤的需求趋势
喷吹用煤的需求趋势主要受到以下几个因素的影响:
1. 钢铁行业发展:喷吹用煤主要用于钢铁行业的高炉炼铁过程中,随着全球经济的发展和工业化进程的加快,钢铁行业的需求也在不断增长。
因此,喷吹用煤的需求也呈现出稳步增长的趋势。
2. 能源政策调整:各国针对燃煤污染和温室气体排放的问题,以及对清洁能源的发展支持,一些国家和地区采取了严格的能源政策调整措施。
这可能会对喷吹用煤的需求产生一定的负面影响。
3. 新技术应用:喷吹用煤的技术也在不断进步和发展,一些新的高效清洁喷吹用煤技术被应用于钢铁生产过程中。
这些新技术的应用可能会对喷吹用煤的需求产生一定的影响。
综上所述,喷吹用煤的需求趋势可能会受到钢铁行业发展、能源政策调整和新技术应用等因素的共同影响,具体的需求趋势需要根据实际情况和时事动态进行分析。
2023年高炉喷煤行业市场发展现状高炉喷煤是指将煤粉喷入高炉内进行燃烧,与传统煤气发生燃烧相比,喷煤技术具有煤化工原料利用率高、煤气动态平衡好等优点。
在中国钢铁工业中,高炉喷煤技术应用已有20多年的历史,从开始的试点,到如今全面推广,发展已经十分成熟。
目前,中国钢铁企业高炉喷煤的应用率已经达到了96.8%以上。
与此同时,随着环保要求的提高和国际市场竞争的加剧,高炉喷煤技术也在不断提升和改进,为行业带来更加可持续发展的前景。
一、市场规模呈稳步增长趋势据统计,目前中国高炉喷煤产业规模已经达到了1600多亿元人民币,而且在持续增长之中。
尤其是在“钢铁去产能、绿色环保”的国家发展政策下,高炉喷煤技术在钢铁工业中的应用将会更加广泛。
同时,随着技术进步和市场需求的扩大,高炉喷煤技术逐渐向非钢铁领域扩展,如建筑材料、水泥、化工等行业也开始使用高炉喷煤技术,使高炉喷煤市场规模更大、应用范围更广。
二、技术发展趋势不断提高高炉喷煤技术的发展不断进步,主要体现在以下几个方面:1. 应用煤质多样化趋势随着全球能源开发利用的继续加强,当今世界上的煤质种类已经极为丰富,而不同的煤质种类及品质将直接决定其应用范围及效果。
因此,在高炉喷煤技术中,对于不同煤种及品质的煤粉的燃烧特性进行评估,提高煤粉燃烧稳定性已经成为一项重要的科研课题。
2. 喷煤设备节能降耗趋势高炉煤粉喷吹设备作为高炉喷煤系统的重要组成部分,在节能降耗、提高工作效率方面起到了至关重要的作用。
当前,高炉喷煤设备的自动化水平较高,不仅有效降低了煤粉损耗,还实现了高效稳定喷吹煤粉的效果,同时系统管理水平得到了明显提高,出现了许多运行效率高、稳定性强、管理便捷的喷煤设备,市场需求将更加广泛。
3. 煤粉预处理技术逐渐成熟煤粉预处理技术是指通过化学物理方法对原煤进行处理,以提高其煤质指标及增加其应用价值的一系列操作。
当前,针对各种普通煤及困难煤,研究的热解、氧化等新型预处理方法正在逐步成熟,能够更好地提高煤气和煤焦油的质量,进一步提升高炉喷煤的效果。
高炉富氧喷煤现状及提高煤比的措施(论文)高炉富氧喷煤现状及提高煤比的措施张维彬丛胜刚摘要:对我国高炉富氧喷煤现状进行了总结与评价,分析了存在的问题,并提出了改进意见。
分析认为,随着原燃料条件改善,我国高炉喷煤水平不断提高,并有进一步提升的空间,但幅度有限。
若要大幅度提高喷煤水平,必须采取狠抓原燃料质量、改善高炉透气性、优化高炉操作制度、提高风温、加强炉前管理等措施。
关键词:高炉喷煤煤比1、引言高炉喷煤是从高炉风口想炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或煤粉或这两者的混合煤粉,以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用,从而降低焦比,降低生铁成本,它是现代高炉冶炼的一项重大技术革命[1]。
高炉喷煤代替了较昂贵的焦炭,可以改善高炉的行程,取得了较好的经济社会效益。
但由于能源政策问题,高炉喷煤技术没有的得到更大的发展。
上世纪70年代膜,发生第二次石油危机,高炉世界性地停止喷油。
为了避免全焦操作,高炉又开始大量喷煤,尤其是西欧、日本发展很快,高炉大量喷吹煤粉已成为明显趋势[2]。
我国从1964年开始喷煤,是世界上使用喷煤技术较早的国家之一。
最早起步的企业是鞍钢、首钢。
鞍钢于1966年建成第一座煤粉车间,5座高炉同时开始喷吹无烟煤。
首钢于1966年1月3座高炉都实现了喷吹煤粉。
继鞍钢、首钢成功之后,武钢、太钢、本钢等企业都开始喷煤工业生产。
上世纪90年代以来,我国高炉喷煤技术取得了迅速发展。
到了本世纪初期,高炉喷煤技术的发展势头更加高涨。
2、我国高炉富氧喷煤现状2、1 喷吹用煤我国高炉在上世纪90年代结束了单一喷吹无烟煤的历史。
目前我国大多数采用无烟煤和烟煤混喷。
无烟煤和烟煤的配比根据各企业不同的生产情况自行确定。
2、2 煤比水平近年来,随着矿山系统提铁降硅的成功和铁前系统大规模技术改造,我国部分钢铁企业结束了使用热烧结矿的历史,高炉各项技术经济指标均有不同程度的提高。
表1[3][4][5][6]是我国部分高炉近年来的主要经济技术指标,从中可以看出我国高炉的煤比水平。
2024年高炉喷吹煤市场规模分析概述高炉喷吹煤是一种重要的炼铁原料,广泛应用于钢铁行业。
随着钢铁产能的不断提升,高炉喷吹煤市场规模也呈现出快速增长的趋势。
本文将对高炉喷吹煤市场规模进行深入分析。
市场规模分析高炉喷吹煤市场规模是根据年度需求量来衡量的。
根据统计数据,中国钢铁行业的高炉喷吹煤需求量稳步增长,在过去几年中保持了较高的增长率。
根据分析,过去五年中,高炉喷吹煤市场规模平均年增长率约为10%。
从2016年至2020年,高炉喷吹煤市场规模从X吨增长至Y吨。
这主要得益于国内钢铁产能的不断扩大以及优化炼铁工艺的需求。
市场驱动因素高炉喷吹煤市场规模增长的主要驱动因素有以下几个方面:1.钢铁行业产能扩大:随着国内钢铁行业的发展,钢铁产能不断扩大,对高炉喷吹煤需求量不断增加。
2.炼铁工艺优化:高炉喷吹煤在炼铁过程中起到重要作用,可以提高炉温和冶炼效率,因此在炼铁工艺优化的背景下,高炉喷吹煤的需求也在增加。
3.环保政策推进:尽管高炉喷吹煤在炼铁过程中发挥了重要作用,但也存在着环境污染问题。
为了应对环境压力,相关政策逐渐推进,要求高炉喷吹煤的质量和使用效率有所提升,这也促进了市场规模的增长。
市场前景未来几年中,高炉喷吹煤市场规模仍有望保持增长的趋势。
原因如下:1.钢铁行业发展:钢铁行业是高炉喷吹煤的主要需求终端,随着国内钢铁行业的发展,对高炉喷吹煤的需求仍将稳定增长。
2.炼铁工艺改进:炼铁工艺的不断改进将对高炉喷吹煤市场带来新的需求增长点。
例如,高效燃烧技术的应用可以降低高炉喷吹煤的消耗量,同时提高冶炼效率。
3.环保要求持续:环保压力不断加大,对高炉喷吹煤的质量和使用效率提出了更高的要求。
这将推动高炉喷吹煤市场向更高质量、更高效率的产品方向发展。
综上所述,高炉喷吹煤市场规模将继续保持增长态势,但在市场竞争加剧的情况下,企业需致力于提升产品质量和工艺技术,以保持竞争优势。
中国喷吹煤行业发展现状及喷吹煤行业发展价格趋势分析一、喷吹煤我国每年35亿吨左右的煤炭需求,喷吹煤市场规模仅不到1亿吨,但2015年行业集中度CR8已高达83%。
国内钢铁行业喷吹比与国际相比存在较大提升空间,环保与成本因素是喷吹比提升的催化剂。
喷吹煤在炼铁高炉中作为燃料和还原剂用于代替部分焦炭,从而降低焦比,降低生铁成本。
以煤代焦不仅可以减少焦煤资源消费,而且能够改善环境。
目前国内各大重点钢厂都将无烟煤、烟煤(包括长焰煤、贫煤、贫瘦煤)和一定的煤粉进行配比,制成喷吹煤用于高炉喷吹。
高炉喷吹技术最初全部以无烟煤作为原料,但由于无烟煤储量低、价格高,愈来愈难以满足钢铁企业降成本的需要,由此催生了其他烟煤喷吹煤。
贫煤、贫瘦煤是高炉喷吹的优选烟煤,而山西潞安矿区是我国最大的优质贫煤、贫瘦煤生产基地,煤质稳定且具有低灰、低硫、低磷的特点。
随着国内钢铁消费量增长及高炉煤粉喷吹技术完善,市场需求正在扩大。
高炉喷吹煤煤比呈现稳步上升的趋势,但与国际领先水平存在较大差距。
国际先进水平喷煤比为180-200千克/吨。
《中国钢铁工业科学与技术发展指南2006-2020年》中提出高炉喷煤指标:2006-2010年全国重点钢铁企业喷煤比超过160千克/吨,2011-2020年全国重点钢铁企业喷煤比超过180千克/吨。
2018年全国重点钢铁企业喷吹比为153千克/吨,未来存在较大上行空间。
喷吹比增长缓慢的主要原因包括:焦炭涨幅低于喷吹煤,钢厂鉴于经济性没有增加喷煤比;中国炼焦煤供应保持稳定,配煤技术提升,焦炭质量提升,这在一定程度上抑制了喷煤比上升;喷煤比的大幅度提高需要其他相应技术指标的提高,比如风温水平和富氧率。
喷吹煤在煤炭消费结构中占比极低,缺乏历史统计数据。
由于国内喷吹高炉绝大部分集中于重点钢铁企业,因此通过生铁产量与喷煤比可以测算出国内喷吹煤的需求量。
2018年国内喷吹煤需求为9607万吨。
我国喷吹煤以无烟喷吹煤为主,贫煤、贫瘦喷吹煤次之。
高炉技术发展状况————强化冶金喷吹燃料种类概况研究林程星(江西理工大学冶金学院冶金104班)摘要在这里主要研究了高炉技术中强化冶金喷吹燃料的种类概况,并列举出近年来新发展的新型喷吹燃料。
关键词高炉喷吹燃料强化冶金引言有关文献显示由于资源有限,我国在炼焦精煤生产中,焦煤和肥煤产量的比例不足,1/3焦煤和气煤过多,导致中国冶金焦的强度不高,多以2级、3级焦为主。
国内焦煤生产一直供不上国内使用。
对于进口煤炭的依赖是刚需。
海关数据显示,2009年炼焦煤进口量大幅度攀升到344 2万吨,同比增长401.8%;2010年进口量达到4727万吨,同比增长37.3%;2011年,我国经济增速逐步放缓,下游钢铁、焦炭的需求受到抑制,焦煤进口量同比减少5.5%,为4466万吨;2012年炼焦煤进口总量为5354.9万吨,同比增幅16.5%。
国内焦炭资源的匮乏加上国外的资源垄断迫使我们很有必要在焦炭以外寻找能补充甚至能代替焦炭的钢铁高炉燃料。
但是我们知道目前的仍未找到能够完全代替焦炭的燃料,其中很重要的一个因素是焦炭在高炉中起着料柱骨架的作用,这一作用目前还没有其他燃料能代替。
喷吹燃料技术喷吹燃料将气体、液体或固体燃料通过专门的设备从风口喷入高炉,以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼的燃料。
它可改善高炉操作,提高生铁产量,降低生铁成本。
高炉炼铁是以冶金焦作为燃料和还原剂的,喷吹燃料在风口区的高温下转化为CO和H2,可以代替风口燃烧的部分焦炭,一般可取代20%~30%,高的可达50%,喷吹燃料已成为当代高炉降低焦比的主要措施。
喷吹燃料还可以促进高炉采用高风温和富氧鼓风,这几项技术相结合,已成为强化高炉冶炼的重要途径。
喷吹燃料的主要目的以其他形式的廉价燃料代替宝贵的冶金焦炭,降低焦比,减少炼焦的负担,节省焦炉基建投资,节省过程能耗。
喷吹燃料的来源非常广泛,气、液、固体燃料均可用。
传统的喷吹的燃料有煤粉、天然气、重油,近年来新兴的喷吹燃料技术包含喷吹废塑料、喷吹农林剩余物。
中国高炉喷吹煤技术的发展路径和现状一、高炉喷吹煤技术发展路径及技术沿革高炉喷吹煤粉技术在我国始于上世纪50-60年代之间,当时采用阳泉煤业集团(前身为阳泉矿务局)洗精无烟煤作为工业性试验对象,分别在北方鞍钢及首钢等地试验成功,其中阳泉煤业集团二矿洗煤厂即专门根据鞍钢对高炉喷吹煤产品的需求而设计的,煤炭洗选质量指标也一直沿袭了试验取得成功后由阳泉矿务局统一制定的系列产品标准(无烟煤)。
高炉喷吹煤产品在得到工业性、大面积推广应用的半个世纪以来,随着国内钢铁产能的日益增大及高炉煤粉喷吹关键技术的不断进步和完善,市场需求逐渐扩大,特别是近年来随着中国优质炼焦煤资源的日渐匮乏,高炉喷吹煤在钢铁冶炼工艺环节的地位日益提高,在节约钢铁行业冶炼成本等方面,正在扮演着越来越重要的角色。
其实高炉喷吹煤作为冶金用途而问世的初衷即决定了这样的趋势:(1)以煤粉部分替代冶金焦炭,使高炉炼铁焦比降低,生铁成本下降;(2)调剂炉况热制度及稳定运行;(3)喷吹的煤粉在高炉风口前气化燃烧降低理论燃烧度,为维持T理,需要补偿,这就为高炉使用高风和富氧鼓风创造了条件;(4)喷吹煤粉替代部分焦炭,一方面可节约焦化投资,少建焦炉,减少焦化引起的空气污染;另一方面可大大缓解炼焦煤供求紧张的状况。
高炉煤粉喷吹技术的发展路径为:起初全部采用无烟煤做喷吹燃料,因为喷吹替代焦炭主要用到的是煤炭中的固定碳元素,100%采用无烟煤喷吹正好迎合了这样的需求和想法。
后来,由于无烟煤供给的有限性及其原煤储量不断减少,市场价格也逐渐攀升,采用更廉价、蕴藏更丰富的长焰煤与无烟煤混合喷吹成为钢铁企业进一步降低冶炼成本的追求目标。
经过许多研究和试验,在混合煤炭磨粉及喷吹过程中采用氮气惰化技术,从而为系统增加安全性、防止煤粉爆炸,是取得混合喷吹的关键技术。
氮气保护系统的试验成功使烟煤作为喷吹燃料进入实质阶段。
近年来,根据各厂系统运转的不同状况,北方多数钢厂已经将烟煤混合的比例提高到30%—50%之间,而且烟煤喷吹的加入可以活化高炉还原气氛,为高炉还原铁提供更多的氢元素。
高炉技术发展状况————强化冶金喷吹燃料种类概况研究林程星(江西理工大学冶金学院冶金104班)摘要在这里主要研究了高炉技术中强化冶金喷吹燃料的种类概况,并列举出近年来新发展的新型喷吹燃料。
关键词高炉喷吹燃料强化冶金引言有关文献显示由于资源有限,我国在炼焦精煤生产中,焦煤和肥煤产量的比例不足,1/3焦煤和气煤过多,导致中国冶金焦的强度不高,多以2级、3级焦为主。
国内焦煤生产一直供不上国内使用。
对于进口煤炭的依赖是刚需。
海关数据显示,2009年炼焦煤进口量大幅度攀升到344 2万吨,同比增长401.8%;2010年进口量达到4727万吨,同比增长37.3%;2011年,我国经济增速逐步放缓,下游钢铁、焦炭的需求受到抑制,焦煤进口量同比减少5.5%,为4466万吨;2012年炼焦煤进口总量为5354.9万吨,同比增幅16.5%。
国内焦炭资源的匮乏加上国外的资源垄断迫使我们很有必要在焦炭以外寻找能补充甚至能代替焦炭的钢铁高炉燃料。
但是我们知道目前的仍未找到能够完全代替焦炭的燃料,其中很重要的一个因素是焦炭在高炉中起着料柱骨架的作用,这一作用目前还没有其他燃料能代替。
喷吹燃料技术喷吹燃料将气体、液体或固体燃料通过专门的设备从风口喷入高炉,以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼的燃料。
它可改善高炉操作,提高生铁产量,降低生铁成本。
高炉炼铁是以冶金焦作为燃料和还原剂的,喷吹燃料在风口区的高温下转化为CO和H2,可以代替风口燃烧的部分焦炭,一般可取代20%~30%,高的可达50%,喷吹燃料已成为当代高炉降低焦比的主要措施。
喷吹燃料还可以促进高炉采用高风温和富氧鼓风,这几项技术相结合,已成为强化高炉冶炼的重要途径。
喷吹燃料的主要目的以其他形式的廉价燃料代替宝贵的冶金焦炭,降低焦比,减少炼焦的负担,节省焦炉基建投资,节省过程能耗。
喷吹燃料的来源非常广泛,气、液、固体燃料均可用。
传统的喷吹的燃料有煤粉、天然气、重油,近年来新兴的喷吹燃料技术包含喷吹废塑料、喷吹农林剩余物。
高炉喷煤高炉喷煤技术产生于170年前,高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的无烟煤粉或烟煤粉或二者的混合煤粉,以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用,从而降低焦化,降低生铁成本;同时,喷煤可调剂炉工艺热制度及改善高炉炉缸的工作台状态。
高炉喷煤就是把原煤(无烟煤、烟煤)经过烘干、磨细,用压缩空气输送,通过喷煤枪从高炉风口直接喷入炉缸的生产工艺。
高炉喷煤系统的工艺流程主要由原煤贮运、煤粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气等几个部分组成。
如下图所示:1.原煤储运系统:为保证高炉喷煤作业的连续性和有效性,在喷煤工艺系统中,首先要考虑的是建立合适的原煤储运系统,该系统应包括综合煤场、煤棚、储运方式。
为控制原煤粒度和除去原煤中的杂物,在原煤储运过程中还必须设置筛分破碎装置和除铁器。
筛分破即可以控制磨煤机入口的原煤粒度,除铁器则主要用于清除煤中的磁性金属杂物。
2.煤粉制备系统: 煤粉制备是指通过磨煤机将原煤加工成粒度和含水量均符合高炉喷吹需要的煤粉。
制粉系统主要由给料、干燥与研磨、收粉与除尘几部分组成。
3.喷吹系统:喷吹系统由不同形式的喷吹罐组和相应的钟阀、流化装置等组成。
煤粉喷吹通常是在喷吹罐组内充以压缩空气,在自混合器引入二次压缩空气将煤粉经管道和喷枪喷入高炉风口4.供气系统: 供气系统是高炉喷煤工艺系统中不可缺少的组成部分,主要涉及压缩空气、氮气、氧气和少量的蒸汽。
压缩空气主要用于煤的输送和喷吹,同时也为一些气动设备提供动力。
氮气和蒸汽主要用于维持系统的安全正常运行。
而氧气则用于富氧鼓风或氧煤喷吹。
5.热烟气系统: 将高炉煤气在燃烧炉内燃烧生成的热烟气送入制粉系统,用来干燥煤粉。
高炉喷煤对现代高炉炼铁技术来说具有重大意义,其以价格低廉的煤粉部分替代价格昂贵而日趋匮乏的冶金焦炭,使高炉炼铁焦比降低,生铁成本下降;喷吹煤粉替代部分冶金焦炭,既缓和了焦煤的需求,也减少了炼焦设施,可节约基建投资,尤其是部分运转时间30年需要大修的焦炉,由于以煤粉替代焦炭而减少焦炭需求量,需大修的焦炉可停产而废弃;喷煤粉代替焦炭,减少焦炉座数和生产的焦炭量,从而可降低炼焦生产对环境的污染等高炉喷油1.工艺流程一般用油罐车将重油运到油站卸油,油站有2~4个罐位,可以同时卸油,采用低压大流量齿轮泵,重油通过粗滤网送到储油罐,其间再过滤1~2次,然后输到炼铁设备高炉炉台送油环管,再分送到各风口,喷人高炉炉缸。
2.主要设备重油喷吹设备由进油设备、储油设备、过滤器、喷油泵、计量装置、加热器、喷油管、回油管及喷枪等组成。
重油喷吹系统的主要设备及其作用见表6—1。
表6—1重油喷吹系统的主要设备及其作用3.喷油枪插入高炉的方式(1)从风口视孔盖插人喷枪。
(2)将喷枪斜插人直吹管。
(3)在风口小套上开孔。
(4)在风口近旁的炉墙上开孔,安上水冷固定式喷枪。
氧气雾化嘴(即氧油喷枪)是用氧气作为雾化剂。
这种水冷套管式喷嘴燃烧性能良好。
机械雾化喷嘴由套管、雾化片、旋流片、油管组成,它是借助于重油射流本身的脉动离心作用使重油雾化。
废气分析和火焰观察法,虽然在一定程度上也能保障热风炉燃烧的合理性,但必定要增加工人的劳动强度,且有局限性,难以收到满意的效果。
自动燃烧就是利用机械、电气或计算机等组合的自动控制系统,保证热风炉在燃烧的过程中达到空气、煤气配合比最佳;炉顶温度在短时间内达到最高值;废气中氧气含量适中,一氧化碳量为零。
使热风炉燃烧更加合理,即在最大限度地节约燃料的前提下,充分发挥热风炉的蓄热能力,提供最高的风温,使燃烧控制更科学、可靠、省力又不受条件限制是自动燃烧今后的发展方向。
喷吹天然气喷吹天然气的装置只需对喷煤装置做出一点小小的改动即可,举一例如图:喷吹煤粉改吹天然气时,关闭压缩空气阀门5,打开气包放散阀,关闭喷吹罐阀门及盲板8,再打开天然气阀门然后关闭放散阀门即可往高炉喷吹天然气。
该系统只是稍有改进喷吹煤粉管路即可实现喷吹天然气,造价低廉,操作简单。
喷吹天然气是综合鼓风的重要内容之一,天然气资源比较丰富的国家或地区,在消耗能量较多的的黑色金属冶金中,在高炉上喷吹天然气较在其他加热装置中获得较高的热效率,而且可以节约昂贵的焦炭资源。
新型喷吹技术近年来能源问题也普遍成为了世界关注的话题。
现有的普遍的工业能源主要还是依靠传统的化燃料,由于这些燃料资源的不可再生性,再过几十年、几百年我们的燃料将消耗殆尽。
所以很有必要寻找能够缓解或者解决这种困境的新型的燃料。
这里介绍两种现在技术正慢慢发展的新型喷吹技术——喷吹废塑料技术和喷吹农林剩余物技术。
喷吹废塑料技术废塑料的主要组成是碳氢聚合物,所以废塑料具有较高的热值和优良的燃烧性能。
废塑料的气化产物中,H2/CO 的比值远大于喷煤时的比值,这对高炉冶炼是有利的,总的效果是焦比降低和利用系数提高。
废塑料的燃烧和气化行为与煤粉不同,主要受废塑料颗粒的影响。
当废塑料的粒度为 0.2 毫米~1.0 毫米时、废塑料与煤粉有相似的燃烧气化特性;喷吹粒度为 10 毫米的废塑料时,风口到中心线的氧浓度缓慢下降,与喷煤时不同,而与全焦操作时的氧浓度变化相似。
塑料分解产生的焦油对清洗系统的黏堵程度比喷煤时要低。
通过对竖炉中 CO:峰及温度峰的分析得出,废塑料的着火点与粒度和处理方式有关,燃烧率随着粒度的增大而升高,聚集颗粒的燃烧效率低于破碎颗粒。
废塑料中未燃碳气化生成 CO2 速率比煤粉高,所以在高炉中废塑料的使用效果更好。
如果假定未燃碳的消耗只有溶搅反应,则废塑料的喷吹速率只受其粒度及自身性质如密度等的影响,因此可以认为,大喷出量可以通过选择适当的粒度及处理方式来实现。
塑料在不同气氛中的燃烧特性不同,随着氧化性的增强,开始和激烈燃烧温度降低,燃烧速度加快,在相同的气氛中,废塑料的开始燃烧温度稍高于煤粉,但燃烧速度较煤粉快。
塑料的主要化学成分是高分子碳氢化合物。
从理论上讲,所有的塑料都可以作为高炉炼铁的还原剂和发热剂使用,但由于用途不同,塑料的成分和性能有很大差异,直接关系到高炉喷吹废塑料能否可行。
在实际应用中,对环境无害的无毒性废塑料是研发重点,聚乙烯和聚丙烯等就属于不含氯的无毒塑料,燃烧后只产生 CO2 和 H20,对大气无污染。
有毒塑料主要是指如聚氯乙稀(PVC)等,因其主要成分除含有碳氢化合物外,还含有氯、溴等卤族元素,燃烧时会产生氯化氢气体,对设备和环境产生侵蚀和污染,这一类塑料主要包括塑料薄膜、人造革、电缆料、塑料管材、塑料门窗等。
根据我国经济技术现状,处理这类有毒废塑料还有一定的困难,所以还是应当从无毒塑料着手开展高炉喷吹废塑料技术的研究。
社会经济效益由于废塑料的价格比煤、油等燃料价格低很多,因此高炉喷吹废塑料炼铁可以更大幅度地降低生铁成本。
另外,从能源利用的角度看,由于塑料喷入高炉后,其中的碳氧化合物在高炉下部转变成温度达 2000℃的高温煤气,煤气在上升过程中将铁矿石加热、还原,从高炉出来的富化煤气还可以来预热空气或用于发电,因而塑料所含的能量可得到较为充分的利用,使塑料的能量转化率超过50%,能源利用率明显优于其他废塑料的回收利用技术。
目前我国每年产生的废塑料量在 600 万吨左右,其中聚乙烯比例最大,其次是聚氯乙稀和聚丙烯,据统计,目前可用于高炉喷吹的无毒废塑料占废塑料年总量的 71%,约 420 万吨以上,如能完全用于高炉喷吹,其经济效益是十分可观的。
高炉喷吹废塑料技术的推广应用在我国还处于起步阶段,但应用前景十分广阔,可以减少废塑料对环境所造成的白色污染,为废塑料的回收利用开辟了一条新途径。
与其他几种回收利用废塑料技术相比,高炉喷吹塑料技术具有投资省、收效好、容易被社会所接受的优点。
因此,政府部门、有关企业、消费者和废塑料回收机构应大力支持发展高炉喷吹塑料技术的推广应用。
喷吹农林产品剩余物农林产品剩余物只要是指来自农林作为收获和加工过程中所产生的秸秆、糠皮、山茅草、灌木枝、木屑、刨花以及食品行业排放的残渣等在农业林业生产过程中产生的废弃物。
农作物和竹木等农林产品是依靠吸收大气中的二氧化碳和利用太阳的光能生长发育。
因此,农林剩余物不仅是一种可再生能源,而且在燃烧时不会额外增加大气中的二氧化碳,即是一种二氧化碳中性物质。
我国拥有极其丰富的生物质能资源,农林剩余物年产出食物量为20.29亿t,其中可用于生物质生产的实物量为13.24亿t(折算为3.82亿t标准煤)。
很明显,将农林剩余物应用到高炉炼铁将有效减少化石燃料的消耗,对我国乃至世界节能减排事业做出重要贡献。
农林剩余物除可用于高炉喷吹,还可以用于炼焦和铁矿石造块。
小麦玉米等秸秆中的含碳量约占40%,谷壳中的碳、氢总含量达到48%以上,与煤粉一样具有燃料价值。