专利名称：用于高炉喷吹的贫瘦煤的优化处理方法
技术领域：
本发明属于煤炭加工与综合利用中的深加工技术领域，特别是提供了一种对贫瘦煤优化处理的方法，使之能用于高炉喷吹，从而合理利用和充分发挥我国贫煤、贫瘦煤资源，促进高炉喷煤的发展，提高煤炭企业和钢铁企业的经济效益。
背景技术：
我国是世界第一产铁大国，钢产量已突破2亿吨。但焦炭资源十分短缺，入炉焦炭价格突破1000元/吨，含税焦炭达到1200元/吨左右，已成为制约我国炼铁发展的战略问题。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细了的煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，增加高炉铁产量，降低生铁成本，减少焦炉投资和减少焦化污染。努力提高高炉的喷煤量已成为国内高炉生存发展的关键途径，高炉喷吹用煤需求量增长极其迅速。1996年全国喷煤量502万吨，而2003年则达到了1800万吨。如此巨大的喷煤量，使高炉喷煤煤源不稳定、煤质得不到保证成了前所未有的新问题，并已成为限制进一步提高高炉喷煤量、提高经济效益的瓶颈！现今我国钢铁企业的高炉喷吹用煤一般均采用优质的无烟煤为主，但无烟煤着火温度高、燃烧性差、燃烧率低等缺点，并且我国国内无烟煤储量少，无烟煤供不应求，无烟煤价格持续升高，以不能满足高炉喷煤技术及现实发展的需要。贫煤、贫瘦煤是挥发份间于无烟煤和高挥发份烟煤之间的煤种，在我国煤炭资源中占有重要的地位。贫煤、贫瘦煤具有以下的优点基本无结焦环，挥发分比无烟煤略高，燃烧性和反应性比无烟煤好等特点，就普遍的喷吹技术而言，优质的贫煤、贫瘦煤煤种可以作为喷吹煤种，改善其燃烧性能，提高燃烧率，还能很大限度地提高置换比，非常有利于提高喷煤量，降低焦比和对煤炭资源的综合利用。并且贫瘦煤的储量非常丰富、资源分布较广，价格低；距离钢铁厂近，运费低，降低炼铁成本。
但是，针对高炉喷煤对煤质的要求，至今为止，国内外针对高炉喷煤种的研究大都集中在中等挥发分和高挥发分的烟煤和无烟煤等煤种。对贫煤、贫瘦煤的喷吹性能的系统性的研究工作少见报道，尤其是喷吹性能、富氧燃烧性能、输送性能、喷吹粒径等方面高炉喷吹的系统的数据几乎处于空白的状态。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种对贫瘦煤优化处理的方法，使之能用于高炉喷吹。针对高炉喷吹用煤的要求，以贫瘦煤为对象，对贫瘦煤的喷吹性能、输送性能、燃烧性能、合理粒径进行分析，确定贫瘦煤的输送性能及合理粒径，掌握贫瘦煤的常规燃烧、富氧燃烧的特点；提出提高贫瘦煤喷吹量以及燃烧率的处理方法。
本发明的处理方法如下1、选用原煤煤质特性为灰分为15％～22％，全硫含量为＜0.7％，固定碳含量在70％～85％之间，低位发热量达到25MJ/kg～30MJ/kg，挥发分在10％～25％，爆炸性为30mm～60mm，可磨性系数为70～95的贫瘦煤作为加工高炉喷吹用煤的煤源。
2、对贫瘦煤原煤采用典型的跳汰—浮选联合方法，入选原煤粒径上限为50mm，主要设备为槽宽B3.2m的重介斜轮分选机，10m2～28m2的+13mm跳汰机和4m3～14m3的浮选机。原煤经过跳汰机洗选后出3种产品矸石、中煤和精煤(灰分为9％～13％)，选用洗选后的精煤进一步加工成高炉喷吹用煤。
3、对贫瘦煤精煤采用红外热像分析和显微组分分析研究其煤粉的形貌，了解煤粉的流动和输送性能，并且进行常规燃烧、富氧燃烧试验，确定贫瘦煤加工成高炉喷吹用煤的粒径为75μm以下的占70～85％，其中粒径小于50μm占60～75％，煤粉形貌规则，用于高炉喷吹时喷吹效果好。
4、采用垂式粉碎机首先对煤粉碎到粒径＜6mm的细粒煤，然后选用XMQ-Φ460×600球磨机对细粒煤进行研磨、筛分，加工后煤粉的粒度满足第3步的高炉喷吹用煤的粒径范围的要求，就制成了高炉喷吹煤粉。
经过以上加工处理后的贫瘦煤的煤质和喷吹性能各项指标为灰分为9％～12％，全硫含量为0.3％～0.5％，固定碳含量在75％～87％，低位发热量达到27MJ/kg～30MJ/kg，挥发分在10％～17％，爆炸性为15mm～40mm时，均满足国家高炉喷吹用煤标准，可以直接作为高炉喷吹用煤煤粉。
本发明的优点(1)针对高炉喷煤对煤质的要求，系统地研究了贫瘦煤的煤质特征和喷吹性能，为开发贫瘦煤作为高炉喷吹用煤煤源打下了技术基础。
(2)采用显微结构及形貌分析与输送试验相结合的方法，研究确定贫瘦煤的合理粒径及输送性能，从机理层面上展示了合理粒径及输送性能的依据，不仅为工业应用奠定了基础，而且开辟了研究喷吹煤粉合理粒径及输送性能的途径。
(3)采用红外热像分析和显微组分燃烧分析等先进手段，针对高炉喷吹特点从常规燃烧、富氧燃烧到工业试验全面系统地研究了贫瘦煤的燃烧性能，填补了贫瘦煤燃烧及富氧燃烧性能参数上的空白。
综上所述，本发明对于我国合理利用贫瘦煤资源，稳定喷吹用煤煤源，促进高炉喷煤技术的发展，节省炼铁成本，减少焦炉投资和减少焦化对环境的污染都具有重大的意义，给煤炭企业和钢铁企业带来巨大的社会效益和经济效益。
具体实施例方式
1、煤源选用山西潞安矿业集团产的贫瘦煤表1潞安贫瘦煤原煤煤质
2、潞安贫瘦煤经过洗选后，对其精煤采用红外热像分析和显微组分分析研究和常规燃烧、富氧燃烧试验，确定潞安贫瘦煤加工成高炉喷吹用煤的最佳粒径范围为75μm占70～80％，粒径为50μm占65～75％时，煤粉形貌规则，用于高炉喷吹时喷吹效果好。垂式粉碎机对煤粉碎和用XMQ-Φ460×600球磨机对煤研磨、筛分后，加工后煤粉的粒度满足高炉喷吹潞安贫瘦煤的最佳粒径范围的要求。
3、采用以上方法加工处理后的潞安高炉喷吹贫瘦煤的煤质情况表2处理后的潞安高炉喷吹贫瘦煤的煤质指标
从上面比较可以看出，经过处理后的潞安高炉喷吹贫瘦煤煤质各项指标要优于国家高炉喷吹煤标准，完全符合高炉喷吹用煤的要求，可以直接用于高炉喷吹。
4、实施效果这样制备的高炉喷吹贫瘦煤在天铁炼铁厂进行试用，高炉喷吹取得良好的效果。
权利要求
1.一种用于高炉喷吹的贫瘦煤的优化处理方法，针对高炉喷吹用煤的要求，以贫瘦煤为对象，对贫瘦煤的喷吹性能、输送性能、燃烧性能、合理粒径进行分析，确定贫瘦煤的输送性能及合理粒径，掌握贫瘦煤的常规燃烧、富氧燃烧的特点；提出提高贫瘦煤喷吹量以及燃烧率的处理方法；其特征在于具体处理方法如下a、选用原煤煤质特性为灰分为15％～22％，全硫含量为＜0.7％，固定碳含量在70％～85％之间，低位发热量达到25MJ/kg～30MJ/kg，挥发分在10％～25％，爆炸性为30mm～60mm，可磨性系数为70～95的贫瘦煤作为加工高炉喷吹用煤的煤源；b、对贫瘦煤原煤采用典型的跳汰一浮选联合方法，入选原煤粒径上限为50mm，主要设备为槽宽B3.2m的重介斜轮分选机，10m2～28m2的+13mm跳汰机和4m3～14m3的浮选机；原煤经过跳汰机洗选后的产品为矸石、中煤和精煤，灰分为9％～13％，选用洗选后的精煤进一步加工成高炉喷吹用煤；c、对贫瘦煤精煤采用红外热像分析和显微组分分析研究其煤粉的形貌，了解煤粉的流动和输送性能，并且进行常规燃烧、富氧燃烧试验，确定贫瘦煤加工成高炉喷吹用煤的粒径为75μm以下的占70～85％，其中粒径小于50μm占60～75％，煤粉形貌规则；d、采用垂式粉碎机首先对煤粉碎到粒径＜6mm的细粒煤，然后选用XMQ-Φ460×600球磨机对细粒煤进行研磨、筛分，加工后煤粉的粒度满足第c步的高炉喷吹用煤的粒径范围的要求，就制成了高炉喷吹煤粉；e、经过以上加工处理后的贫瘦煤的煤质和喷吹性能各项指标为灰分为9％～12％，全硫含量为0.3％～0.5％，固定碳含量在75％～87％，低位发热量达到27MJ/kg～30MJ/kg，挥发分在10％～17％，爆炸性为15mm～40mm时，均满足国家高炉喷吹用煤标准，可以直接作为高炉喷吹用煤煤粉。
全文摘要
本发明提供了一种用于高炉喷吹的贫瘦煤的优化处理方法，针对高炉喷吹用煤的要求，以贫瘦煤为对象，对贫瘦煤的喷吹性能、输送性能、燃烧性能、合理粒径进行分析，确定贫瘦煤的输送性能及合理粒径，掌握贫瘦煤的常规燃烧、富氧燃烧的特点；提出提高贫瘦煤喷吹量以及燃烧率的处理方法。对贫瘦煤原煤采用典型的跳汰－浮选联合方法，经加工处理后的贫瘦煤的煤质和喷吹性能各项指标为灰分为9％～12％，全硫含量为0.3％～0.5％，固定碳含量在75％～87％，低位发热量达到27MJ/kg～30MJ/kg，挥发分在10％～17％，爆炸性为15mm～40mm时，均满足国家高炉喷吹用煤标准，可以直接作为高炉喷吹用煤煤粉。
文档编号C21B5/00GK1680607SQ20041003086
公开日2005年10月12日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者刘仁生 申请人:刘仁生