[发明专利]一种强化生物质能铁矿烧结的燃料选择性分布制粒方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域的烧结行业，涉及一种将生物质燃料合理分布在制粒小球中以强化生物质能烧结的方法，使得生物质燃料应用于铁矿烧结替代部分化石燃料而不影响烧结矿产量、质量指标。

背景技术

烧结矿是高炉炼铁的主要含铁炉料，在我国高炉炉料结构中，烧结矿一般占75%以上。但铁矿烧结是典型的高能耗、高污染行业，其工序能耗在钢铁企业中居第二位，一般为企业总能耗的9%-12%。且烧结过程排放含有大量温室气体CO₂以及污染性气体SO_x、NO_x的烟气，是钢铁工业的主要大气污染源。因此，节能减排是当前铁矿烧结领域的重点研究课题。

我国铁矿烧结主要采用焦粉、无烟煤等化石能源。研究表明，化石燃料燃烧是烧结过程CO_x、SO_x、NO_x产生的主要来源，烧结过程80%的CO₂、几乎100%的CO、20~40%的SO_x、50~80%的NO_x来自燃料的燃烧。因此，采用可再生清洁能源替代化石能源作烧结燃料对节能减排意义重大。

生物质能是一种清洁可再生能源，是由植物光合作用固定于地球上的太阳能，由于生物质燃料主要含有C、H、O，而N、S含量低，且燃烧生产的CO₂参与大气碳循环，因此应用于铁矿烧结可以有效降低CO_x、SO_x、NO_x的排放。但由于生物质燃料的性质与焦粉、无燃煤等差异较大，相比常规燃料，其燃烧性好使得在烧结过程中燃烧速度过快，且其反应性好使得容易气化生成CO而降低燃料的燃烧程度，导致其替代常规燃料降低了烧结矿的成品率和转鼓强度。

生物质燃料替代焦粉，由于燃料性质的差异使得燃烧状态发生变化而影响了烧结矿产量、质量指标。因此，调控燃料的燃烧状态可强化生物质能烧结。烧结过程中燃料燃烧状态与燃料的性质、燃烧条件、燃料在制粒小球中的分布状态等密切相关。本发明开发了一种基于燃料选择性分布强化生物质能烧结的方法，其目的是适当降低生物质燃料的燃烧速度，并提高生物质燃料的燃烧程度，从而使得生物质燃料取代常规燃料而不影响烧结矿的产量、质量指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种强化生物质能烧结的方法，是通过将生物质燃料选择性地分布在制粒小球芯部，使得有利于适当降低生物质的燃烧速度，且有利于提高生物质燃料的燃烧程度，从而提高烧结矿的产量、质量指标。

本发明一种强化生物质能铁矿烧结的燃料选择性分布制粒方法，是采用下述方案实现的：

首先将生物质燃料与铁矿石、生石灰制成母核；然后，在母核外包裹表层物料，制得烧结前混合料。

本发明一种强化生物质能铁矿烧结的燃料选择性分布制粒方法，所述母核中铁矿石与生物质燃料的质量比为（5～10）：1；所述生石灰质量为生物质燃料与铁矿石总重量的3～10%。

本发明一种强化生物质能铁矿烧结的燃料选择性分布制粒方法，所述表层物料包括以下组分按质量百分比组成：

铁矿石    45～70，

石灰石    4～10，

白云石    2～5，

生石灰    2～6%，

烧结返矿  20～30，

焦粉或煤  2～4。

本发明一种强化生物质能铁矿烧结的燃料选择性分布制粒方法，所述的母核是在圆盘制粒机中进行制粒，制粒时间为5～10min，制成的母核粒度为3～5mm。

本发明一种强化生物质能铁矿烧结的燃料选择性分布制粒方法，所述生物质燃料为炭化生物质燃料；所述炭化生物质燃料选自玉米秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、木材、甘蔗渣、油料渣滓、果壳中的一种或几种的混合物；所述生物质燃料的平均粒径为2～4mm，并保证生物质燃料的最大粒度不大于5mm。

本发明一种强化生物质能铁矿烧结的燃料选择性分布制粒方法，在母核外包裹表层物料是在圆筒制粒机中进行，制粒时间为3～6min，制成的烧结前混合料粒度为4-10mm占60%以上。

本发明的有益效果

本发明通过控制混合料制粒过程，将生物质燃料选择性分布在制粒小球内部，可起到以下作用：

（1）O₂需扩散到制粒小球内部才能与生物质燃料发生反应，降低了生物质燃料的燃烧速度；