基于這種思路,研究人員對(duì)添加除塵灰后的混合煤粉進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),評(píng)價(jià)了混合煤粉灰熔點(diǎn)、發(fā)熱量和燃燒性能變化。因?yàn)槌龎m灰絕大部分物質(zhì)都作為灰分引入了煤粉,所以直接導(dǎo)致了混合煤灰分增加,固定碳含量降低。由試驗(yàn)可知,當(dāng)除塵灰添加到10%時(shí),試樣灰分含量增加了9%,揮發(fā)分減少了2%,固定碳減少了7%,發(fā)熱量降低了約5MJ/kg。有利的方面是,混合煤的灰熔點(diǎn)有所升高,并且燃燒性試驗(yàn)表明添加除塵灰后煤粉燃燒性能得到改善。隨著除塵灰配比增加,CO2含量曲線到達(dá)峰值前越來(lái)越陡,燃盡時(shí)間明顯縮短,分析認(rèn)為主要原因是除塵灰中鐵氧化物的引入量逐漸增多,起到了催化煤粉燃燒的作用。這種效果要大于灰分增加等造成的不利影響。
綜上可知,將高爐除塵灰添加到噴吹煤粉中可以改善煤粉燃燒效果,最重要的是能非常簡(jiǎn)單高效地回收Fe資源,考慮到噴煤灰分一般不超過(guò)15%,最好控制除塵灰混入量小于7%。在實(shí)驗(yàn)室研究基礎(chǔ)上,2009年鞍鋼在2號(hào)高爐(3200m3)進(jìn)行了噴吹除塵灰工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)期間,高爐生產(chǎn)正常,燃料比基本不變,鐵水與爐渣成分穩(wěn)定,高爐產(chǎn)量有所增加,利用系數(shù)提高0.035t/m3·d。
噴吹煤粉中添加助燃劑———提高噴煤效率
鞍鋼高爐噴煤工藝已較為成熟,在影響噴煤比的一些常規(guī)因素如入爐風(fēng)溫、原料條件、設(shè)備狀況、操作水平等基本保持穩(wěn)定的前提下,強(qiáng)化煤粉在風(fēng)口回旋區(qū)的燃燒,加快燃燒速率,成為進(jìn)一步提高煤比、改善高爐冶煉條件的新手段。結(jié)合國(guó)內(nèi)外在煤粉助燃劑領(lǐng)域的相關(guān)研究,鞍鋼于2010年在5號(hào)高爐(2580m3)進(jìn)行了噴煤中加入助燃劑的工業(yè)試驗(yàn),試驗(yàn)使用含錳系氧化物助燃劑(錳氧化物含量15%~20%,其余主要為鈣、鎂氧化物),添加比例為0.6%,并對(duì)高爐主要操作參數(shù)和生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。
工業(yè)試驗(yàn)分為兩個(gè)階段:第一階段為基準(zhǔn)期,第二階段為添加助燃劑的試驗(yàn)期,各為期一個(gè)月,基準(zhǔn)期和試驗(yàn)期內(nèi)配煤種類和配比保持穩(wěn)定。整個(gè)試驗(yàn)期間高爐生產(chǎn)較為穩(wěn)定,未出現(xiàn)大的爐況波動(dòng),試驗(yàn)期的生產(chǎn)情況明顯好于基準(zhǔn)期。試驗(yàn)期煤比波動(dòng)相對(duì)平穩(wěn),較基準(zhǔn)期有提高趨勢(shì),而焦比呈明顯降低趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),試驗(yàn)期噴煤比增加了8.10kg/t,焦比降低了10.30kg/t(校正后為9.67kg/t)。另外,試驗(yàn)期間高爐日產(chǎn)量增加,平均利用系數(shù)增加,綜合焦比降低??傮w而言,高爐噴吹煤粉中添加助燃劑取得了較好的效果,通過(guò)對(duì)煤粉燃燒率進(jìn)行測(cè)算,試驗(yàn)期間平均煤粉燃燒率比基準(zhǔn)期提高了5%以上,表明助燃劑對(duì)改善煤粉燃燒性能起到了重要作用。
高爐噴吹焦?fàn)t煤氣———改進(jìn)高爐能源結(jié)構(gòu)
焦?fàn)t煤氣中含有大量的H2(>50%)及部分CH4等碳?xì)浠衔铩8郀t噴吹焦?fàn)t煤氣可以改進(jìn)高爐的能源結(jié)構(gòu),為鐵礦石的還原過(guò)程提供更好的還原劑,有效提高H和C的利用率,降低煤和焦炭的消耗,減少CO2排放。鞍鋼鲅魚(yú)圈分公司焦?fàn)t煤氣過(guò)剩,之前用于燒石灰窯、供CCPP(燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組)發(fā)電,剩余部分低價(jià)賣給電廠,造成高附加值能源的浪費(fèi),經(jīng)過(guò)多次技術(shù)論證,確定在兩座高爐(4038m3)上實(shí)施噴吹焦?fàn)t煤氣工藝。噴吹工程在2011年底完工,先期進(jìn)行壓縮空氣噴吹試驗(yàn)調(diào)試系統(tǒng),從2012年7月首先在1號(hào)高爐開(kāi)始噴吹焦?fàn)t煤氣試運(yùn)行。試驗(yàn)初期使用8根噴槍,噴吹量為3000m3/h~3500m3/h,壓力0.55MPa~0.60MPa,之后根據(jù)運(yùn)行效果逐漸擴(kuò)展煤槍數(shù)量,加大噴吹量。
2012年6月份該系統(tǒng)沒(méi)有噴吹焦?fàn)t煤氣,作為基準(zhǔn)期;9月份噴吹焦?fàn)t煤氣(18根噴槍,噴吹量6000m3/h~6500m3/h,壓力為0.55MPa~0.56MPa),作為試驗(yàn)期。結(jié)果顯示,噴吹焦?fàn)t煤氣以后,高爐的入爐燃料比明顯降低,爐頂煤氣中的H2含量略有升高趨勢(shì),但變化量不大。經(jīng)統(tǒng)計(jì),2012年9月份較當(dāng)年6月份高爐燃料比降低了18kg/t,綜合焦比降低了15.79kg/t。須要特別說(shuō)明的是,與當(dāng)年6月份相比,2012年9月份高爐原燃料條件有所惡化,焦炭強(qiáng)度下降,入爐品位降低,渣量增大,高爐順行難度加大,但由于噴吹焦?fàn)t煤氣,不僅保證了高爐順行,而且還大幅度降低了入爐燃料比。這些都表明焦?fàn)t煤氣在高爐內(nèi)得到了較好的利用,并對(duì)改善爐缸工作狀況、保持高爐順行產(chǎn)生了良好的效果。
鏈接:高爐綜合噴吹辟新徑(一)