廊坊國泰強化燒結助燃劑廠家強化燒結助燃劑
（鋼廠燒結車間專用）
強化燒結助燃劑的技術原理及技能
廊坊國泰強化燒結助燃劑廠家
強化燒結助燃劑是以低溫燒結和燃氣化助燃理論為基礎，在實驗室試驗取得成功之后， 1999 年 9 月又大膽在冶金燒結工藝進行了工業(yè)現(xiàn)場試驗，獲得成功。這一新產(chǎn)品的研制開發(fā)拓展了我系 90 年研制開發(fā)的 JD-B 強化燒結助燃劑的適用領域，該產(chǎn)品不僅解決了鐵精礦燒結工藝的傳統(tǒng)強化措施（低溫燒結、小球燒結、燃料分加等）存在的弊端，同時也攻克了傳統(tǒng)添加劑應用方面生產(chǎn)綜合負值的問題。該產(chǎn)品主要由燃氣化劑、增氧劑阻凝劑和超細粉末穩(wěn)定劑組成，根據(jù)配方按比例配料后，經(jīng)機械混合、研磨烘干、分裝而成，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生任何污染。在燒結混合料中添加快燒結過程燃燒速度，提高燒結機的利用系數(shù)，增加燒結礦產(chǎn)量和強度，同時可降低燒結尾氣中二氧化硫的含量，為大學科研成果獎，并頒發(fā)證書。
一 強化燒結助燃劑的物理特征
二 強化燒結助燃劑的主要功能
• 可對固體燃料的氣化燃燒起催化助燃作用，特別是對固體燃料中非碳物質(zhì)的催化作用更強，增加固體燃料的反應活性，使燒結過程燒結帶溫度提高，有利于礦化反應的進行，能產(chǎn)生極多的液相。
• 可改善燒結過程氣液相間的傳熱質(zhì)條件，使燒結速度加快，燒結時間短，提高生產(chǎn)效率。
• 可使混合料的熔融溫度降低，點火條件得以改善，降低返礦量，提高成品率。
• 強化燒結助燃劑中的鹵化物的稀土元素，可使燒結礦的自然粉化現(xiàn)象得以抑制，有利于燒結礦強度的提高。
• 廊坊國泰強化燒結助燃劑廠家 由于反應的放熱節(jié)能作用，在燒結生產(chǎn)中降低了固體燃料的加入，減少燒結廢氣中的二氧化硫含量，降低環(huán)境污染。
• 在助燃劑的強化、催化作用下，大部分液相反應可在低于 1300 以下完成，至使燃耗可降低 13 以上，生產(chǎn)過程的其他固定費用亦同步下降。
• 強化燒結助燃劑可提高燒結機利用系數(shù) 5% 以上，提高燒結礦轉鼓指數(shù) 6% 以上，降低亞鐵含量 2% 左右，提高成品率，降低返礦率，經(jīng)濟和社會效益顯著。
三、實驗室試驗結果
廊坊國泰強化燒結助燃劑廠家選取遷安鐵精礦、巴西鐵精礦、均含鐵 66% 以上，配比為 76% ；采用生石灰為 16% 、鎂石為 4% 的溶劑配比；燃料配比為 5% 。在基準期總按上述配比攪拌均勻的混合原料取 80 千克做燒結試驗。將上述原料倒入一次混合機內(nèi)，打水并充分攪拌。然后進入二次混合機內(nèi)造球 3mm ，作混合料的有關測定，*后裝入燒結杯內(nèi)點火燒結，燒結完畢后，燒結礦經(jīng)二次破碎進行整粒筷分，作燒結技術指標的檢測。在實驗期中選取其它原料的配比不變，只將燃料的用量降低 13% （可依次降低 8% 、 10% 、 13% 、 15% ），即燃料的配比為 4.35% ，再加入強化助燃劑混合攪拌均勻（先和燃料攪勻再與混合料攪拌均勻），用量按原料用量的萬分之三取用，重復基準期的燒結試驗，主要考核固體燃料的消耗和增產(chǎn)情況，并進行對比，其結果為：
四、燒結現(xiàn)場試用
在不影響正常生產(chǎn)工藝流程的情況下，將固體燃料的配比度下降 13% ，后通過皮帶秤控制計量，按原料用量的萬分之四添加 JD-B 強化燒結助燃劑的統(tǒng)計配比為 0.32% ，固體燃料消耗降低 8kg/t, 降低比例 :13.5%, 燒結礦產(chǎn)量增加 5%, 燒結機利用系數(shù)提高 4.5%, 轉鼓指數(shù)提高 5.7%, 亞鐵含量降低 1.8%, 燒結廢氣中二氧化硫含量減少 20%.
強化燒結助燃劑的工作機理
強化燒結助燃劑是一種由多種非能源性無機化工原料按比例配方組合而成的化學添加劑 . 其主要作用是在燒結生產(chǎn)條件不變的情況下 , 提高燒結速度和燒結礦強度 , 降低粉化率 , 改善和提高成礦質(zhì)量 , 達到增產(chǎn)、降耗、環(huán)保等各方面的經(jīng)濟效益。
化學添加劑作為一種化學工業(yè)產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應用在各行各業(yè)，成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一種化工產(chǎn)品。近些年來。由于國家對環(huán)保和節(jié)能方面的要求的標準逐步提高，所以用于燃料方面的化學添加劑不斷的被開發(fā)出來，并且技術水平、性能、效果也逐步提高。但是在鐵精礦燒結中使用化學添加劑，目前在國內(nèi)還沒有成功的先例。廊坊佳達化工有限公司與清華大學化學系聯(lián)合開發(fā)的強化燒結助燃劑屬國內(nèi)開創(chuàng)，是燒結冶煉方面的前端技術，其對改善結礦質(zhì)量、提高產(chǎn)量、節(jié)能、環(huán)保等各方面均取得了可喜的成果，下面對強化燒結助燃劑對燃料的燃燒狀況的改善及對燒結成礦過程的化學作用作一簡單闡述。
強化燒結助燃劑對燃燒過程的影響
為了解 強化燒結助燃劑對燃料燃燒過程所產(chǎn)生的作用，我們首先要了解燃料的基本組成結構及燃燒的形式。
• 燃料的組成及結構
在對燃料的工業(yè)分析中，常把燃料的組成分為七大部分，即：碳、氫、灰、水。在工業(yè)使用中，對燃料的組成分為：固定碳、揮發(fā)分、灰分及水。以上說法是從燃料的化學成分組成去劃分定義的。而從燃料的結構組成方面討論，燃料則是以上元素以多芳香環(huán)（包括氧化芳香環(huán)）為結構單元組成的。在芳香環(huán)的周圍有側鏈、官能團等。這些官能團中有 ？基（含酚？基、醇？基）甲氧基、醛基、羥基。還有少量的含氮、硫的官能團。以及這些官能團有著各種不同的排列及不同的結構單元關系。因此也就形成了各種了不同的燃料。也就是說燃料中的化學元素是由有機結構單元和無機結構單元交錯符合存在著。因此燃料的燃燒也就不能單純的看成是一種簡單的單個化學元素的氧化反應。
• 燃料的燃燒及燃燒形式
從微觀角度看，燃料在燃燒時，燃料的結構單元在不同的溫度時，發(fā)生不同的變化。多芳香環(huán)結構產(chǎn)生了裂解，生成不同的低分子量產(chǎn)物。其實燃料的燃燒就是燃料中各種有機單元與無機單元結構在加溫過程中裂解后與氧發(fā)生了強烈的氧化反應，*后形成二氧化碳和水及二氧化硫等的過程，從宏觀角度看，燃料的燃燒是碳、氫、硫與氧在高溫下的氧化反應。
按照工業(yè)用的實際情況，燃料的 燃燒方式大體可分為以下兩大類（燃料的綜合利用除外）；其一是單純?nèi)剂系娜紵绻I(yè)鍋爐、電廠鍋爐、大灶等，其二是燃料與非燃燒物混合燃燒，如各種爐窯、燒結、煉制等。不管是從微觀角度分析還是從宏觀角度去討論，不同的燃燒方式燃料在燃燒過程的燃燒方式加入不同的變化。但是總體上講，不同的燃燒方式加入不同的化學添加劑，就可控制和改善燃料在燃燒中的結構裂解構成，從而達到提高燃燒效率，控制燃燒氣氛，改善燃燒環(huán)境，以適應生產(chǎn)的要求目的。
• 強化燒結助燃劑對燃料燃燒的影響
在燃料的燃燒過程中，如果加入各種不同的以非能源性化學原料組成的強化燒結助燃劑的加入，可以人為的改變?nèi)剂现懈饔袡C結構單元在燃燒過程中的餓裂解和過程。根據(jù)燃燒環(huán)境的不同使燃料的燃燒過程盡量的按照人們對它的要求及燃燒產(chǎn)物的不同去改變。強化燒結助燃劑對燃燒的影響大致可分為以下幾種： a 、降低燃料的燃點； b 、提高燃燒溫度； c 、改變?nèi)紵龝r間 d 、改變?nèi)紵螽a(chǎn)生的氣氛和燃燒的性質(zhì)。調(diào)整燒結的成分，便可達到目的。這一切都是在燃料原來固有的能量范圍內(nèi)去實現(xiàn)的，燒結劑本身在高溫化學反應過程中會有一些生成熱產(chǎn)生，但總起來，這種方法只是挖掘了燃料燃燒過程中可發(fā)揮而沒有正常發(fā)揮的能量，不是創(chuàng)造能量。
二燒結助燃劑對燒結固體燃料燃燒的影響
鐵精礦燒結過程中，為了使燒結過程能夠達到所需要的溫度，在燒結料中加入一定量的燃料，燃料和燒結料均勻的混合在一起，因此燒結料層中燃料的燃燒即不同于一般鍋爐、爐灶中的層狀燃燒，也不同于單顆粒碳的燃燒。因為燒結料層中燃料的數(shù)量相對減少（約 3%~5% ），且被周圍其它不可燃的礦物包圍著。其燃燒規(guī)律介于二者之間，有以下特點：
• 需要較大的空氣過剩系數(shù)（約 1.4-1.5 ）以保證燃料能夠與空氣有較大的接觸機會，促使燃料較完全燃燒。
• 燃料生成的初級產(chǎn)物為 CO 2 和 CO ，且在燃燒溫度下 CO 2 占有時???雖然 CO 2 占優(yōu)勢，雖然 CO 2 可參加二級反應形成 CO ，但是由于燃燒層很薄，高溫停留時間很短，反應受到很大限制，不可能有明顯的發(fā)展。在燃燒層和預熱層，錳的氧化物還參加了還原和氧化反應，以及燃燒的空氣過剩系數(shù)較大，在離碳粒較遠處存在著自由氧。這些特定的條件都決定了氣相中的 CO 2 ，自由氧亦不能被消耗完。
• 在燃燒料層中，既存在有氧化區(qū)，也存在有還原區(qū)，二區(qū)域呈離散型分布。在一般情況下，總的氣氛性質(zhì)為氧化性。
• 燒結料層中，燃料的燃燒基本處于擴散速度范圍內(nèi)，但在燃燒前的預熱干燥層中，燃料中可燃揮發(fā)物由于濃度不夠而不易燃燒。因而降低了燃料的整體可燃性，影響了擴散速度，從而影響了燒結帶的移動速度。
在這種燃燒特點下，在燃料中添加適量的專用化學燒結劑，使用改善燒結料層中的燃燒條件。提供適量的氧離子，并催化 CO 2 的二次反應形成 CO ，擴大氧化區(qū)及平衡氧化區(qū)。控制燃燒整體的氧化氣氛。裂解燃料中低溫不可燃結構單元，降低燃點，增加可燃單元。這樣就可充分利用燒結料移動速度而后燃燒層厚度，降低返礦率，提高燒機利用系數(shù)。
三、使用燒結助燃劑對燒結生產(chǎn)的影響
• 對燒結速度的影響
燒結料層中高溫區(qū)的移動速度是指燃燒層中溫度*高點的移動速度。一般稱為垂直燒結速度，是決定燒結礦產(chǎn)量的重要因素。產(chǎn)量與其基本成正比例關系。在一定條件下，提高垂直燒結速度，燒結產(chǎn)量增加。而垂直燒結速度的快慢取決于兩個因素，即料層中燃料的燃燒速度和傳熱速度。在正常配碳量的情況下，使用燒結助燃劑，改變?nèi)紵匦裕岣呷紵剩涌烊紵磻俣取Ｓ捎谌紵实奶岣撸紵龔U氣中可燃氣體減少， CO 2 和 H 2 O 的含量增加。因此氣體熱容量增大，氣體的傳熱速度加快，所以垂直燒結速度提高。
2 、對燒結溫度和燒結厚度的影響
燒結的目的要獲得一定數(shù)量和適宜組成的液相，使之在冷凝過程中將燒結料粘結起來，并且有良好的機械強度和還原性。在這前提下，還要加快燒結速度，以增加產(chǎn)量。高溫區(qū)的溫度水平和厚度對二者均有很大的影響。從提高燒結礦強度和成品率出發(fā)，要求高溫區(qū)溫度較高，厚度較大，以保證各種高溫反應能充分進行，產(chǎn)生較多液相，當然，溫度過高、厚度過大，易產(chǎn)生過熔，也會產(chǎn)生負影響。在正常配碳量的燒結料中，加入化學燒結劑可使燃料在正常燃燒時一些可燃燒而又因不具備燃燒條件沒有燃燒的部分充分燃燒，使高溫區(qū)內(nèi)部熱源增加，提高了高溫區(qū)溫度。其二，燃料中的低溫揮發(fā)物在化學燒結劑的作用下，提高揮發(fā)溫度，參加了燃燒，使燃燒厚度增大。
3 對燒結礦強度和粉化率的影響
燒結料中配碳量決定著 燒結的溫度，氣氛性質(zhì)和燒結速度，因而對燒結礦的礦物組成和結構都有影響，在低配碳量的燒結礦中，赤鐵礦和鐵酸鈣較多，浮士體較少或沒有，正硅酸鈣和其它硅酸鹽礦物較少，燒結礦不粉化，但由于硅酸鹽粘結相對少，故燒結礦強度較差。配碳量高，燒結礦的轉鼓指數(shù)高，但燒結礦的粉化率也升高，這是由于配碳量增加后還原氣氛增強，容易形成浮士體而不利于赤鐵礦和鐵酸鹽的生成，并促進了 CaO 和 SiO2 作用生成正硅酸鈣（ 2CaO.SiO ）。如果在正常配碳明珠暗投 燒結料中，加入化學燒結劑后，就可以獲得適當?shù)臒Y溫度和燒結氣氛。這樣可減少正硅酸鹽的形成，有利于赤鐵礦和鐵酸鈣形成，消除粉化現(xiàn)象，提高燒結礦的強度。
綜上所述， 強化燒結助燃劑是燒結和碳燃燒及環(huán)保領域不可或缺的新產(chǎn)品，它以低溫燒結和燃氣化理論為基礎，是該領域的前端技術，它是由燃氣化劑、增氧劑、助燃劑、增強劑和阻凝劑等多種元素組成，在燒結混合料中添加少量的該產(chǎn)品后，對燃料的反應活性大大提高，反應過程為氣液相傳熱，傳質(zhì)條件改善，使部位液相反可在低于 1300 ℃以下完成 , 同時由于燒結料層中燃燒速度加快 , 反應完全 , 相對放出熱量多 , 燒結帶的溫度水平高 , 生成的 CF2 和 C2F 等低熔點的 CF 液相向 FeO 晶粒很快滲透 ,Ca2+ 擴散到 Fe2O3 和 Fe3O4 晶體中 , 形成鈣質(zhì)固熔體 , 使二者的熔點很快下降 , *后形成低熔點的液相 , 在冷卻到 1150-1200 ℃時 , 發(fā)生鐵酸鹽的再結晶 , 單一鐵酸鹽的不定型固狀態(tài)幾何體變成其它成分的共溶液相 , 樹枝狀和柱狀晶體 , 使燒結礦的固結強度大大的改善 .
該產(chǎn)品用于燒結后 , 可以改善燒結礦的質(zhì)量 , 加快燒結過程 , 提高生成率和成品率 , 降低固體燃料消耗 , 降低燒結廢氣中 S02 排放量 , 減少環(huán)境污染 . 在燒結混合料中配加 4 ／萬該產(chǎn)品，可以降低固體燃料消耗量５％
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