转炉尘泥作为助燃剂在燃料燃烧中的应用的制作方法

本发明涉及一种转炉尘泥，尤指一种以湿法回收转炉炼钢产生的转炉烟尘所得到的转炉尘泥作为助燃剂在燃料燃烧中的用途。

背景技术：

随着我国经济持续迅速发展，城市化进程加快，人口不断增加，煤炭年消耗量逐年大幅度增加。煤燃烧是煤炭利用的主要方式，我国能源结构主要以煤为主，对环境造成严重的污染。

其次，使用交通工具的人口越来越多，然而，人们必须为此付出非常大的代价。因为随着汽机车(汽车和机车)数目一天天的增加，所制造的污染也随着扩大，交通工具所产生的废气之温室气体和悬浮微粒对我们的健康和生活环境有很大的影响。自2005年以来，许多国家已相继公告并推动禁售燃油车政策，计划将在未来数十年内禁止贩卖部分或所有以化石燃料(包括汽油、液化石油气和柴油)为动力源的载具，进而达成改善空气污染、减缓全球暖化等目的。

综上所述，如何高效地利用资源并且最大限度地减少排放污染，成为摆在我们面前的一项迫切任务。因此，亟需开发一种强效燃煤助剂以使燃料燃烧完全，进而减少污染物的排放。

目前，转炉炼钢过程中产生的转炉烟尘的回收多以湿法为主，转炉烟尘以尘泥形式产出。转炉尘泥作为转炉炼钢过程中产生的副产物，具有铁含量高、钙含量高、水含量高，且其粒度细、黏度大、活性高、杂物多等特点，该转炉尘泥为宝贵的二次资源，如不进行回收利用，不仅浪费了矿物资源，同时也会占用大量土地面积和污染环境。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对现有技术中汽机车燃油及工厂燃煤燃烧不完全对环境造成严重污染，增加温室气体和悬浮微粒进而影响我们的健康和生活环境的问题，而提供一种转炉尘泥作为助燃剂在燃料燃烧中的应用，在燃料燃烧时添加脱水的转炉尘泥，能使汽机车燃油或工厂燃煤燃烧完全以减少对环境的污染，达到减少悬浮微粒、硫氧化物、氮氧化物及挥发性有机物的排放并增加燃烧效能的目的。

为达上述目的，本发明采用的技术方案是：一种转炉尘泥在燃料燃烧中的应用，其中，该转炉尘泥是由转炉炼钢产生的转炉烟尘以湿法回收后所得到，该转炉尘泥经脱水后是作为助燃剂加入到燃烧的燃料中。

上述助燃剂的加入量为燃料重量的1％至0.001％。

上述转炉尘泥脱水后得到泥饼，该泥饼按重量百分比由40％～70％的氧化铁、10％～30％的氧化钙及20％～40％的水组成。

上述转炉尘泥脱水后加入到燃烧的燃料中后的反应温度为200℃-700℃。较佳的，该反应温度为250℃-650℃；更进一步，该反应温度为300℃-600℃。

当反应温度在400℃-500℃时，经由燃烧所产生的一氧化碳将该氧化铁表面的fe³⁺还原为fe²⁺，fe²⁺再将氮氧化物还原为氮气。

本发明中，该燃料可为一固体燃料或一液体燃料；其中，该固体燃料可包括燃煤、一可燃的黑色或棕黑色沉积岩、一焦炭、一含碳物质、废弃物等，该液体燃料可包括一种或多种液体的碳氢化合物组成的物质，包括一渔船燃油、一汽车燃油、一机车燃油、一柴油、一原油或一燃煤锅炉的燃油。

本发明中，该转炉尘泥包括电弧炉集尘灰或lf精炉集尘灰。

根据上述诸多优点，并为使审查员对本发明能进一步的了解，故揭露一较佳的实施方式如下，配合图式、图号，将本发明的构成内容及其所达成的功效详细说明如后。

附图说明

图1为本发明助燃剂生成流程图；

图2为本发明助燃剂制备结构示意图；

图3为本发明助燃剂应用方块图。

具体实施方式

以下藉由具体实施例说明本发明的实施方式，本领域普通技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。此外，本发明亦可藉由其他不同具体实施例加以施行或应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

如图1所示，在转炉炼钢过程中会产生钢液及副产物转炉尘泥，该转炉尘泥包括电弧炉集尘灰或lf精炉集尘灰，将该转炉尘泥脱水会产生一泥饼，该泥饼由40wt％～70wt％的氧化铁、10wt％～30wt％的氧化钙及20wt％～40wt％的水所组成。在燃料燃烧后，相对于燃料总重量，将1wt％至0.001wt％的该泥饼加入到该燃料31中，能使燃料充分燃烧，该泥饼起到助燃的作用，为助燃剂。

设定燃料开始燃烧时为第一燃烧步骤，在该第一燃烧步骤中该燃料反应生成氮氧化物、硫氧化物、碳氢化合物或悬浮微粒。在将该泥饼加入到燃烧的燃料后更包括第二燃烧步骤，该燃烧步骤的反应温度为200℃～700℃；其中，该反应温度在400℃～500℃之间时，经由燃烧所产生的一氧化碳将该氧化铁表面的fe³⁺还原为fe²⁺，fe²⁺再将氮氧化物还原为一氮气。

其次，该转炉尘泥中包括具有脱硫功能的氧化钙，可以减少燃烧氧化硫的排放。

该燃料为一固体燃料或一液体燃料；其中，该固体燃料包括燃煤、废弃物(如：一般废弃物(是指事业废弃物以外的废弃物，如：生活废弃物)、事业废弃物(是指工矿企业、医疗单位等所产生的废弃物)等)、焚化物、动物尸体，该液体燃料包括一渔船燃油、一汽车燃油、一机车燃油、一柴油或一燃煤锅炉的燃油。在一般燃煤电厂中，煤炭通常会变成细粉状，在空气中燃烧后产生蒸汽驱动涡轮机来发电。整个过程都处于高温状态，生成的污染物氧化氮和二氧化碳很难被隔离。煤与空气并没有发生化学反应，而与含氧材料(如氧化铁)直接反应。

对于温度为400℃、450℃及500℃的该反应温度，反应温度越高该氧化铁的活性提升，能增加对该氮氧化物及该硫氧化物的去除效率及操作时间，因而，该氮氧化物及该硫氧化物除量就越多。而随进流浓度、流通量的提高，无论是该氮氧化物或该硫氧化物与铁粉接触反应时，因参与反应的铁粉较快消耗，使得去除率效果降低。本发明所使用的该助燃剂在该第二燃烧步骤中，可使该燃料燃烧提高15％～20％，以及能有效去除该燃料在该第一燃烧过程中产生的该硫氧化物25％～35％，去除一氧化碳及该碳氢化合物50％～70％，去除一烟尘50％～70％。

如图2所示，本发明的助燃剂制备时，包括一转炉烟尘回收装置10及一脱水设备20，该转炉烟尘回收装置10的一端与转炉炼钢设备的转炉11连接，另一端与该脱水设备20连接。结合参见图3，首先，该转炉烟尘回收装置10可经由一湿法回收炼钢时转炉中产出的一转炉烟尘以产生一转炉尘泥。其次，该脱水设备20可将该转炉尘泥进行脱水以产生一泥饼21，该泥饼21由40wt％～70wt％的氧化铁、10wt％～30wt％的氧化钙及20wt％～40wt％的水所组成。此外，可于一该燃烧装置30设置一燃料31，当燃料燃烧后，相对于该燃料31的总重量，将1wt％～0.001wt％的该泥饼21加入到该燃料31中。再者，还可于该燃烧装置30内设置一搅拌装置40，以将该泥饼21及该燃料31混匀搅拌。

于该燃烧装置30中可进行一第一燃烧步骤，在该第一燃烧步骤中该燃料31燃烧形成氮氧化物301、硫氧化物302、碳氢化合物303或悬浮微粒304。如图3所示，在将该泥饼21及该燃料31混匀搅拌之后，在该燃烧装置30中可进行一第二燃烧步骤，该燃烧步骤包括温度范围在200℃～700℃之间的一反应温度。当该反应温度在400℃～500℃之间时，经由燃烧所产生的一氧化碳将该氧化铁表面的fe³⁺还原为fe²⁺，fe²⁺再将氮氧化物301还原为氮气，以降低该氮氧化物301的排放量。其次，该泥饼21中的该氧化铁，能还原该氮氧化物301而生成氮气能有效抑制戴奥辛。

本发明采用如下三种方式进行了测试：首先，将该助燃剂分别加入到汽车燃油、机车燃油、柴油或渔船油中，分别与该些燃料混合后，测试汽车、机车、柴油车或渔船尾排，在添加助燃剂前后尾排中该氮氧化物、该硫氧化物、该悬浮微粒及该碳氢化合物的排放；其次，小型工厂燃油锅炉燃油添加该助燃剂前后的燃油用量，以及该氮氧化物、该硫氧化物、该悬浮微粒及该碳氢化合物排放量；再者，废弃物添加该助燃剂前后的燃油用量，以及该氮氧化物、该硫氧化物、该悬浮微粒、该碳氢化合物及戴奥辛排放量比较。测试结果显示，加入本助燃剂后，硫氧化物、氮氧化物及一氧化碳的排放量大为减少。以废弃物为例，结合参见下表1和表2，结果显示，泥饼作为助燃剂加入到燃烧的燃料中后能促进燃料的燃烧，硫氧化物及一氧化碳的排放量大为减少，戴奧辛排放量为0.05奈克。

表1一般废弃物焚化炉

表2事业废弃物焚化炉

本发明的该助燃剂可应用范围包括：

1.汽柴机车燃油添加使用；

2.渔船燃油(柴油)添加使用；

3.内、外燃油、燃煤锅炉添加使用；

4.焚化炉、废弃物处理场燃烧添加使用；

5.动物尸体焚化添加使用；以及

6.火力发电厂、发电机燃油、燃煤发电添加使用。

藉由本发明的助燃剂可以作为小型燃油锅炉的燃油添加剂，可以增加燃烧效能、减少燃油量、燃煤量，以及减少悬浮微粒(pm2.5、pm10及ch)、氮氧化物及硫氧化物的排放。其次，该助燃剂亦可作为柴、气、机车燃油添加剂，可以减少燃油量、提升马力以及可以减少悬浮微粒(pm2.5、pm10及ch)、氮氧化物及硫氧化物的排放。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。