利用热风炉废气潜热预热喷吹煤粉技术研究

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1、平顶山市重大科技攻关计划项目利用热风炉废气潜热预热喷吹煤粉技术研究项目可行性研究报告9一、该技术研究的有关情况1、目的和意义我国煤炭资源丰富，但是焦煤资源不足，无烟煤和非炼焦煤约占三分之二。炼焦煤储量中，煤种很不平均，气煤占一半以上。肥煤、焦煤和瘦煤分别占13.87%、17.7%及12.01%，加起来还不到一半，而且在产地上分布很不均衡。从全国钢铁工业总体情况看，冶金焦数量远远不能满足需求。炼铁生产中降低焦炭量的途径很多，扩大高炉喷吹煤粉量、以煤代焦是降低焦比的最有效措施。深入研究喷吹煤粉预热技术是当务之急，也是钢铁工业发展的重要战略措施。煤粉预热技术是目前喷煤技术领域的前沿课题，该

2、技术的成功研发属国内首家，国外也仅有报导。此技术是中加钢铁公司的技术人员通过与南京工业大学热管技术研究中心、华中科技大学国家重点煤燃烧实验室方圣喷吹技术有限公司、南京城志科技有限公司合作，对烟煤、无烟煤、混合煤的煤粉可磨性、流动性、喷流性、燃烧性、爆炸性在各种工况条件下的性能进行试验研究，在反复试验、总结大量数据的基础上结合高炉生产工艺，研究开发利用高炉热风炉废气对煤粉进行预热进而减少焦炭消耗、提高煤比的新技术。高炉热风炉产生的废气温度在250℃左右，利用高温废气对煤粉进行预热，使煤粉在管道内从40℃预热到150-200℃9，煤粉温度的提高将会产生如下效果：①增加煤粉在管道内的流动性

3、；②提高煤粉的燃烧率，减少未燃煤粉对高炉的影响；③提高煤、焦的置换比，④增大喷煤量。在节能降耗的同时减少高温废气的对空排放，降低对环境的污染，符合国家节能、环保的产业政策。该技术的核心是如何安全地利用原排入大气的热风炉废气的潜热通过热媒传给煤粉再喷入高炉。该技术可将喷吹煤粉预热到180-200℃，置换比提高１0～15％，煤比在同等条件下提高约30～50kg/t.Fe。中加钢铁公司生产规模100万吨生铁/年，目前，煤比从当前的130kg/t.Fe，通过实施煤粉预热煤比可达180kg/t.Fe，吨铁节约焦炭约40kg。吨铁成本可降低约10元，年增加效益约1000万元；同时实施该技术后，中

4、加钢铁公司每年可减少排入大气的高温废气量约55200万m3。目前国内高炉炼铁的平均喷煤比约120kg/t.Fe，而应用煤粉预热技术，可使高炉喷煤比在不富氧的前提下，使0.074mm的煤粉燃烧率从50%，提高到70%，提高喷煤比30-50kg/t.Fe，节约焦比约40kg/t.Fe，而喷吹煤粉预热技术做为炼铁系统节能的关键技术一旦能在钢铁生产中成功应用，具有十分辉煌的前景。2、项目实施的主要内容、技术难点、技术水平和指标9主要内容：通过对烟煤、无烟煤、混合煤的煤粉可磨性、流动性、喷流性、燃烧性及各种工况的爆炸性进行研究，结合高炉生产工艺，研究开发利用高炉热风炉产生的废气对在高压状态下高

5、速流动的煤粉进行预热而提高喷煤比减少煤炭的新技术。技术难点：①如何将高炉热风炉产生的废气余热传送给高速流动的煤粉；②探索各种工况下煤粉的爆炸极限③快速反应的安全控制技术。3、项目实施的总体目标（1）该项目首先在中加钢铁公司三号高炉实施。（2）然后在中加钢铁公司一、二号高炉实施。（3）完全成功后逐步向全国推广。4、项目实施绩效预测中加钢铁公司现有生产规模100万吨生铁/年，高炉煤比从当前的130kg/t.Fe，通过实施煤粉预热煤比可达180kg/t.Fe，吨铁节约焦炭约40kg。吨铁成本可降低约10元，年效益约1000万元。实施该技术后，中加钢铁公司每年可减少排入大气高温废气量约352

6、00万立方米。煤粉预热不仅可以大幅度降低焦比，增加产量，而且可以缓解我国焦煤资源不足的矛盾，以煤代焦符合我国的产业政策，2006年全国喷吹煤粉共3000万吨，若在全国逐步推广实施喷吹煤粉预热技术，就我国现有的钢铁生产规模每年的喷吹用煤可以提高到4200万吨，可节约焦炭1000万吨，全国钢铁总成本下降一亿元以上，社会效益非常可观。2、协作单位9（1）华中科技大学国家煤燃烧重点实验室。（2）南京工业大学（3）方圣喷吹技术有限公司。（4）南京诚志科技有限公司3、研究开发能力和条件南京工业大学提供换热技术支持，南京诚志科技有限公司负责设计、制造了热管分离式煤粉加热器，其设备工艺布置灵活、传热

7、效率高、无附加动力消耗、运行安全可靠。华中科技大学的国家煤燃烧重点实验室、方圣喷吹技术有限公司提供高煤比技术支持。中加钢铁公司现有高炉3座，其配套的热风炉有9座，废气资源丰富。磨煤机1台，喷吹罐4个，3座高炉均已实施了煤粉喷吹，研究开发的基础设施条件完全具备。方圣公司与中加钢铁公司的工程技术人员已合作进行了烟煤和无烟煤不同比例、不同压力、不同温度下的煤粉爆炸性实验。4、承担项目的优势和不足承担项目的优势：（1）开发应用此技术的基础设施完备。（2）技术先进，