本發(fā)明專利技術(shù)涉及生物質(zhì)燃料鈍化方法及鈍化產(chǎn)物在鐵礦燒結(jié)中的應(yīng)用，是將表面改性和物理阻隔有機(jī)結(jié)合，目的是降低生物質(zhì)燃料的有效反應(yīng)表面積、減少其微孔和開氣孔，從而降低反應(yīng)活性，縮小其與化石燃料在燃燒性、反應(yīng)性方面的差異。鈍化的方法是將濃度為10~20%的硼酸溶液按生物質(zhì)燃料重量比的5~10%、濃度為5~15%的硅溶膠溶液按生物質(zhì)燃料重量比的4~8%、粒度小于20μm的石英微粉按生物質(zhì)燃料重量比的1~3%依次均勻加入到生物質(zhì)燃料中，加入的同時(shí)充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯伞ｂg化后得到的生物質(zhì)燃料應(yīng)用到鐵礦燒結(jié)可取代10~60%的化石燃料而不影響燒結(jié)指標(biāo)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)公開了生物質(zhì)燃料的鈍化方法及鈍化產(chǎn)物在鐵礦燒結(jié)中的應(yīng)用，屬于鋼鐵冶金的燒結(jié)燃料
技術(shù)介紹
燒結(jié)礦是高爐煉鐵的主要含鐵爐料，在我國(guó)高爐爐料結(jié)構(gòu)中，燒結(jié)礦一般占75%以上。但鐵礦燒結(jié)是典型的高能耗、高污染行業(yè)，其エ序能耗在鋼鐵企業(yè)中居第二位，一般為企業(yè)總能耗的9%-12%。且燒結(jié)過程排放含有大量溫室氣體CO2以及污染性氣體S0X、NOx的煙氣，是鋼鐵エ業(yè)的主要大氣污染源。因此，節(jié)能減排是當(dāng)前鐵礦燒結(jié)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究課題。·我國(guó)鐵礦燒結(jié)主要采用焦粉、無煙煤等化石能源。研究表明，化石燃料燃燒是燒結(jié)過程C0x、S0x、N0x產(chǎn)生的主要來源，燒結(jié)過程80%的C02、幾乎100%的C0、2(T40%的S0X、5(Γ80%的NOx來自燃料的燃燒。因此，采用可再生清潔能源替代化石能源作燒結(jié)燃料對(duì)節(jié)能減排意義重大。生物質(zhì)能是一種清潔可再生能源，是由植物光合作用固定于地球上的太陽能，由于生物質(zhì)燃料主要含有C、H、0，而N、S含量低，且燃燒生產(chǎn)的CO2參與大氣碳循環(huán)，因此生物質(zhì)燃料應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)可以有效降低C0X、S0x、N0x的排放量。與常規(guī)的燒結(jié)燃料無煙煤、焦粉等相比，生物質(zhì)燃料具有孔隙率高、比表面積大的特點(diǎn)，使得其燃燒性、反應(yīng)性遠(yuǎn)比焦粉好。當(dāng)生物質(zhì)燃料替代焦粉吋，由于生物質(zhì)燃燒性好使得燒結(jié)燃燒前沿速度加快，使得與傳熱前沿速度不匹配；同時(shí)由于生物質(zhì)反應(yīng)性好，其與CO2快速氣化而容易生成CO，使得燃料的燃燒程度降低；生物質(zhì)燃料快速燃燒及燃燒程度降低造成燒結(jié)料層溫度降低、高溫時(shí)間縮短而不利于成礦，降低了燒結(jié)礦成品率、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度。由于氣孔率高、比表面積大是生物質(zhì)燃料容易燃燒和氣化的主要原因，因此有必要通過降低有效的反應(yīng)表面積或封閉氣孔以降低生物質(zhì)燃料的反應(yīng)活性，從而降低其燃燒速度和氣化速度。降低燃料反應(yīng)活性主要采用鈍化處理的方法。當(dāng)前，為降低高爐用焦炭的反應(yīng)性，申請(qǐng)?zhí)枮?00510017909. 9的專利給出了ー種高爐煉鐵用焦炭的鈍化劑及其使用方法，是將硼酸、硼砂、ニ氧化硅配制成改性劑溶液噴灑在焦炭表面起鈍化作用；申請(qǐng)?zhí)枮?00710195027. O的專利給出一種焦炭鈍化劑及制備方法，是采用硼酸、硼砂、高鎂粉、硅鋁粉、硅鈣粉在焦炭表面形成一層均勻的保護(hù)膜；申請(qǐng)?zhí)枮?00910169129. 4的專利也給出了一種焦炭鈍化劑的配方，主要采用葡萄糖、氯化鈣、硼酐、鈣鈦粉、ニ氧化硅、無水硼砂、硼酸鈣、偏硼酸鋇等。但對(duì)于燒結(jié)用的生物質(zhì)燃料的鈍化方法當(dāng)前還未有報(bào)道。由于生物質(zhì)燃料和焦炭的用途不同，以及兩者的結(jié)構(gòu)不同，其鈍化的要求和方法也會(huì)有很大的差異，體現(xiàn)在(I)鈍化燒結(jié)用生物質(zhì)燃料，在鈍化燃料的同吋，鈍化劑不能給燒結(jié)礦帶來有害雜質(zhì)，也不能對(duì)燒結(jié)指標(biāo)產(chǎn)生負(fù)面影響。(2)與焦炭相比，生物質(zhì)燃料孔隙較多，且以微孔為主，孔洞分布范圍比較寬，且比表面積顯著更大，這使得生物質(zhì)燃料鈍化的難度更大。本文針對(duì)燒結(jié)用生物質(zhì)燃料孔隙率高、比表面大、微孔發(fā)達(dá)的特點(diǎn)，為降低其反應(yīng)活性，縮小生物質(zhì)燃料與常規(guī)燃料焦粉、無煙煤燃燒性、反應(yīng)性的差異，開發(fā)一種高效的、且不給燒結(jié)帶來負(fù)面影響的鈍化方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種エ藝方法簡(jiǎn)單、操作方便、可有效降低生物質(zhì)燃料燃燒性和反應(yīng)性的鈍化方法。使鈍化后的生物質(zhì)燃料可應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)替代部分焦粉、無煙煤等，在保證燒結(jié)指標(biāo)不受影響的條件下降低燒結(jié)過程污染物排放。本專利技術(shù)的另一目的是提供一種鈍化后的生物質(zhì)燃料在鐵礦燒結(jié)中的應(yīng)用方法。本專利技術(shù)ー種鐵礦燒結(jié)用生物質(zhì)燃料的鈍化方法，是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的 按生物質(zhì)燃料重量的5 10%取濃度為1(Γ20%的硼酸溶液，均勻噴灑到生物質(zhì)燃料中，攪拌均勻；然后按生物質(zhì)燃料重量的4 8%取濃度為5 15%的硅溶膠溶液均勻噴灑到生物質(zhì)燃料中，并攪拌均勻；最后，按生物質(zhì)燃料重量的廣3%取粒度小于20 μ m的石英微粉加入到生物質(zhì)燃料，攪拌均勻，即實(shí)現(xiàn)鐵礦燒結(jié)用生物質(zhì)燃料的鈍化。本專利技術(shù)ー種鐵礦燒結(jié)用生物質(zhì)燃料的鈍化方法，所述生物質(zhì)燃料為炭化生物質(zhì)燃料；所述炭化生物質(zhì)燃料選自玉米秸桿、水稻秸桿、高粱秸桿、木材、甘蔗渣、油料渣滓、果殼中的ー種或幾種的混合物。所述混合物中的組分可以以任意比例混合。本專利技術(shù)鈍化后生物質(zhì)燃料在鐵礦燒結(jié)中的應(yīng)用，是在鐵礦燒結(jié)中，將鈍化后的生物質(zhì)燃料按等熱量替換原則取代10飛0%的焦粉或煤，等熱量替換原則即生物質(zhì)燃料燃燒提供的熱量與其替代的焦粉或煤燃料所產(chǎn)生的熱量相等。本專利技術(shù)的有益效果本專利技術(shù)針對(duì)生物質(zhì)燃料比表面積大、微孔豐富、孔隙率高的特點(diǎn)，將表面改性和物理阻隔有機(jī)結(jié)合，降低了反應(yīng)氣體與生物質(zhì)燃料的有效接觸面積；同時(shí)減少了生物質(zhì)燃料的微孔和開氣孔，使得進(jìn)入到生物質(zhì)燃料內(nèi)部的反應(yīng)氣體減少；從而降低生物質(zhì)燃料的燃燒性和反應(yīng)性。(I)采用硼酸鈍化劑對(duì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行表面改性，硼酸溶液浸潤(rùn)到生物質(zhì)表面，硼酸在燒結(jié)過程中脫水生成均勻的B2O3薄膜覆蓋在氣孔的表面，減少反應(yīng)氣體與生物質(zhì)燃料反應(yīng)，同時(shí)硼取代點(diǎn)陣中的與其原子半徑相近的碳原子形成固溶體，促進(jìn)生物質(zhì)燃料的石墨化，改變了生物質(zhì)的表面性質(zhì)，可抑制生物質(zhì)燃料燃燒、氣化反應(yīng)的進(jìn)行。(2)采用硅溶膠鈍化生物質(zhì)燃料，在燒結(jié)過程中，硅溶膠脫水析出的膠體SiO2粒子，可吸附在生物質(zhì)燃料的微孔中，起到減少燃料微孔的作用，從而大幅降低反應(yīng)表面積。(3)采用石英微粉鈍化生物質(zhì)燃料起物理阻隔作用，石英微粉吸附在表面潤(rùn)濕的生物質(zhì)燃料孔洞中，起到減少生物質(zhì)燃料開氣孔的作用。本專利技術(shù)通過硼酸降低生物質(zhì)燃料有效反應(yīng)面積、硅溶膠減少微孔、石英微粉減少開氣孔的協(xié)同作用，使得起到多重鈍化的效果，使生物質(zhì)燃料燃燒性和反應(yīng)性降低，從而可應(yīng)用到鐵礦燒結(jié)取代部分焦粉、煤而不影響燒結(jié)礦產(chǎn)量、質(zhì)量指標(biāo)，適合于鐵礦燒結(jié)的要求，且所采用的鈍化劑不會(huì)給燒結(jié)礦帶來有害雜質(zhì)，同時(shí)對(duì)環(huán)境友好，操作簡(jiǎn)便而易于實(shí)施。具體實(shí)施例方式下面實(shí)例是對(duì)本專利技術(shù)的進(jìn)ー步說明，而不是限制專利技術(shù)的范圍。本專利技術(shù)實(shí)例中，添加鈍化生物質(zhì)燃料燒結(jié)過程的燒結(jié)速度、成品率、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、利用系數(shù)的檢測(cè)方法是燒結(jié)速度表示燒結(jié)混合料的垂直燒結(jié)快慢的程度，為料層高度與燒結(jié)時(shí)間的比值；成品率表示燒結(jié)礦經(jīng)過落下、篩分后+5mm燒結(jié)礦所占的重量百分?jǐn)?shù)，用來衡量燒結(jié)礦的成品合格率，采用JIS8711-77標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)； 轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度指數(shù)是評(píng)價(jià)燒結(jié)礦抗沖擊和耐磨性能的ー項(xiàng)重要指標(biāo)，采用GB8290-87進(jìn)行檢測(cè)。利用系數(shù)是反映燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)率的指標(biāo)，是指燒結(jié)機(jī)單位面積單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出的成品燒結(jié)礦重量。實(shí)施例I :在炭化玉米秸桿生物質(zhì)燃料中依次加入占生物質(zhì)燃料質(zhì)量為10%、質(zhì)量濃度為10%的硼酸，占生物質(zhì)燃料質(zhì)量為6%、質(zhì)量濃度為10%的硅溶膠，平均粒徑為15. 2 μ m、占生物質(zhì)燃料質(zhì)量為I. 5%的石英微粉，攪拌均勻，將鈍化后的生物質(zhì)燃料應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)，當(dāng)分別取代10%、40%、60%的焦粉時(shí)，其燒結(jié)礦成品率、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、利用系數(shù)與完全采用焦粉的燒結(jié)指標(biāo)相當(dāng)(見表I)。實(shí)施例2:在炭化甘蔗渣生物質(zhì)燃料中依次加入占生物質(zhì)燃料質(zhì)量為8%、質(zhì)量濃度為12%的硼酸，占生物質(zhì)燃料質(zhì)量為8%、質(zhì)量濃度為5%的硅溶膠，平均粒徑為13. 8 μ m、占生物質(zhì)燃料質(zhì)量為I. 0%的石英微粉，攪拌均勻，將鈍化后的生物質(zhì)燃料應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)，當(dāng)取代40%本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鐵礦燒結(jié)用生物質(zhì)燃料的鈍化方法，其特征在于：按生物質(zhì)燃料重量的5~10%取濃度為10~20%的硼酸溶液，均勻噴灑到生物質(zhì)燃料中，攪拌均勻；然后按生物質(zhì)燃料重量的4~8%取濃度為5~15%的硅溶膠溶液均勻噴灑到生物質(zhì)燃料中，并攪拌均勻；最后，按生物質(zhì)燃料重量的1~3%取粒度小于20μm的石英微粉加入到生物質(zhì)燃料，攪拌均勻，實(shí)現(xiàn)鐵礦燒結(jié)用生物質(zhì)燃料的鈍化。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種鐵礦燒結(jié)用生物質(zhì)燃料的鈍化方法，其特征在干 按生物質(zhì)燃料重量的5 10%取濃度為1(Γ20%的硼酸溶液，均勻噴灑到生物質(zhì)燃料中，攪拌均勻；然后按生物質(zhì)燃料重量的4 8%取濃度為5 15%的硅溶膠溶液均勻噴灑到生物質(zhì)燃料中，并攪拌均勻；最后，按生物質(zhì)燃料重量的廣3%取粒度小于20 μ m的石英微粉加入到生物質(zhì)燃料，攪拌均勻，實(shí)現(xiàn)鐵礦燒結(jié)用生物質(zhì)燃料的鈍化。2.根據(jù)權(quán)利要求I...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：甘敏，范曉慧，陳許玲，姜濤，李光輝，郭宇峰，楊永斌，袁禮順，張?jiān)?/a>，李騫，黃柱成，白國(guó)華，許斌，朱忠平，季志云，余志元，黃曉賢，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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