[发明专利]一种高炉喷吹生物质焦的制备及加工方法

说明书

本发明的目的在于提供一种利用高炉喷吹生物质焦的制备及加工方法，以常见生物质为原料，采用高温干馏法制备生物质焦，并用Ca(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃溶液浸渍改性生物质焦，干燥，采用冷态破碎的方法将生物质焦加工为合适粒度，代替部分无烟煤，显著降低喷吹物的着火点，降低焦比和生铁冶炼成本。

技术领域

本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种高炉喷吹改性生物质焦的制备及加工方法。

背景技术

高炉喷煤技术是一种将烟煤、无烟煤或者二者混合的固体燃料磨粉后，由专门的设备从风口喷入高炉，以取代部分焦炭的高炉强化冶炼技术。该技术可以提高生铁产量，降低炼铁成本，已成为目前降低焦比、强化生产的主流炼铁技术。高炉喷煤技术的主要喷吹物是煤粉，近年来钢铁行业不景气，钢材价格一路下行，煤粉价格却呈现上扬趋势，如何在保证高炉顺行的基础上，降低喷吹成本，已成为业内关注的焦点。

生物质是仅次于煤炭、石油和天然气之后的第四大能源，在整个能源系统中有着重要地位。其具有可再生、低污染和资源丰富等特点，是一种清洁型燃料。但在我国，除了木材和竹材应用较广外，以秸秆、糠壳为代表的农业废弃物利用率却很低。以秸秆为例，我国年产秸秆约7亿吨，传统的焚烧方法会产生大量烟雾污染环境，还严重浪费了宝贵的生物质资源。高炉冶炼过程中需要大量热量，生物质主要是由碳氢化合物组成，挥发分含量高，着火点较低，以其作为助燃剂加入到高炉中，能够有效发挥生物质能源所蕴含的热能和化学能，降低煤粉用量。在高炉喷煤过程中加入适量生物质，还能有效的避免有毒气体和粉尘的产生，在实现废弃物利用的同时保护环境。

现有技术将废木材冷态破碎筛分，而后选取合适大小的废木材颗粒在高炉风口处与煤粉混合，喷入高炉内部，有效的消除了固体废弃物，弥补了目前高炉喷煤添加剂的不足。但木材颗粒即使在干燥后仍含有一定的水，且挥发分较高，木材颗粒进入高炉后，首先吸收热量使水分和挥发分分解，造成热量的浪费。同时，木材的热值较低，添加量不宜过高。

现有技术还将兰炭、无烟煤与烟煤按比例混合后从高炉风口喷入，用部分兰炭代替无烟煤，加大了兰炭的利用力度，提高了兰炭产业综合效益。但兰炭资源在我国分布极为不均，生产地大多集中在中西部地区，而大中型钢厂则大多分布在华北和华东地区，造成其运输成本较高，提高了兰炭的喷吹成本，最终导致其工业应用困难。

综上所述，生物质蕴含着丰富的热能和化学能，同时生物质的价格比煤、兰炭的价格低很多，因此高炉喷吹生物质可以大幅降低生铁冶炼成本。但直接喷吹生物质，其热能转化率较低，容易造成热能浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种高炉喷吹生物质焦的制备及加工方法，其特征在于，包括以下步骤:

(1)清洗并干燥生物质原料；

(2)将干燥后的生物质高温干馏，制得生物质焦；

(3)将干馏得到的生物质焦，分别采用Ca(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃溶液浸渍处理；

(4)煅烧步骤(3)制得的产物

(5)将上述煅烧后的改性生物质焦用冷态破碎机进行破碎、筛分，获得用于高炉喷吹的生物质焦的原料。

进一步，步骤(1)中，所述生物质原料选自糠壳、花生壳、秸秆其中一种或几种混合为原料。

进一步，步骤(1)中，采用恒温120℃对清洗后的生物质原料干燥2h。

进一步，步骤(2)中，高温干馏过程中，通入惰性气体，在800℃条件下持续进行6小时，制得生物质焦。