一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法
阅读：826发布：2020-05-15
专利汇可以提供一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 高炉 炼 铁 技术领域，具体公开了一种 生物 质 水 热炭进行高炉喷吹的方法，该方法解决了生物质资源在高炉喷吹工序最优利用方法的问题，同时该方法还可以用于废塑料、 废 橡胶 及其它市政可燃固 废水 热处理 制备水热炭高效应用于高炉喷吹方案的确定。该方法考虑了生物质水热炭化处理，以及生物质水热炭制粉、输送和喷吹对高炉 冶炼 关键工艺参数的影响，形成了一套生物质水热炭进行高炉喷吹的最佳利用方法。本发明针对不同生物质水热炭进行系统的分析，以高炉冶炼顺行为重要考核指标，实现高炉安全、高效地进行生物质水热炭喷吹，提升生物质资源的综合利用效率，降低炼铁生产CO2 排放量 。，下面是一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法专利的具体信息内容。
1.一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
S1)对生物质进行水热炭化处理制备生物质水热炭；
S2)对所述生物质水热炭与煤的混合物进行破碎制粉，均匀混合；
S3)将S2)破碎混匀后的混合物经炼铁厂高炉喷吹煤粉输送和分配系统，由煤枪经过直吹管和风口均匀喷入高炉；
S4)对应调整高炉冶炼鼓风参数、风口理论燃烧温度和炉腹煤气量指数，确保高炉炼铁正常生产。
2.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S1)中的生物质包括农业废弃物、林业废弃物、牲畜粪便、制糖废渣、城市有机垃圾、造纸有机污泥及其它人类在生产、生活中产生的包含有纤维素、半纤维素和木质素的废弃物。
3.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S1)中的生物质水热炭的加工装置为高温水热炭化反应釜，水热炭化温度在180-320℃之间，工作压力为密闭系统自生饱和蒸汽压，水热炭化时间控制在20-100min之间。
4.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S1)中生物质水热炭收到基水分低于15wt％，干燥基哈氏可磨指数HGI大于50，干燥基高位发热值HHV大于20000kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.4wt％。
5.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S2)中的生物质水热炭与煤混合物中，相对于生物质水热炭与煤的总量，生物质水热炭的在混合物中所占质量百分比例为0.1％～60％。
6.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S2中生物质水热炭与煤的破碎制粉采用中速磨，球磨机及其它磨煤机制备。
7.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S2中)破碎后混合物中粒度小于0.074mm的颗粒质量占比大于70％。
8.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S4)中高炉冶炼鼓风参数热风温度为1000-1300℃，热风富氧率体积分数为0.1％-20％，热风水蒸气含量体积分数为0.1％-10％。
9.根据权利要求1所述的一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，其特征在于，所述S4)中所述喷吹燃料在风口前燃烧率大于60％，风口理论燃烧温度在2000-2350℃之间，炉腹煤气量指数小于70m/min。
一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法
技术领域
背景技术
[0002] 煤炭属于不可再生资源，开采和使用过程都对环境有较大污染，大量煤炭资源的开采利用已经对我国的环境、资源、经济和社会的可持续发展产生不利影响。为促进生态文明建设和绿色发展，国家已经在政策层面进行宏观调控，从新增煤炭产能控制、关闭落后产能，到控制用煤总量、发展煤炭清洁高效利用等方面全方位推动生态文明建设和绿色发展。钢铁企业作为煤炭消耗大户，每年消耗煤炭量接近4亿吨，占总煤炭消费量的10％以上，而其中又以高炉炼铁工序消耗煤炭量占比最大，降低炼铁生产煤炭消耗量对推动钢铁行业绿色发展具有重要的意义。
[0003] 高炉喷吹煤粉技术是高炉炼铁降低生产成本，减少污染物总量排放的重要技术之一，目前已经广泛地被高炉炼铁生产企业所采用。目前国内外先进高炉喷煤量达到了150-200kg/tHM的水平，部分高炉甚至突破了250kg/tHM，使高炉冶炼过程对煤粉的消耗量超过了焦炭的消耗量，节约了大量的优质焦煤资源，为提升高炉炼铁技术的竞争力起到了重要的支撑作用。目前高炉喷吹煤粉包括烟煤、无烟煤、贫瘦煤、提质煤、兰炭、半焦、焦粉及其它可用含炭燃料中的一种或多种混合煤粉，对喷入高炉风口燃烧的煤粉粒度要求小于
0.074cm的煤粉质量占全部煤粉质量的70％以上。
0.074cm的煤粉质量占全部煤粉质量的70％以上。
[0004] 我国拥有丰富的生物质资源，农林剩余物年产出实物量为20.29亿吨，其中可用于生物质生产的实物量为13.24亿吨(折算为3.82亿吨标煤)。生物质作为一种碳中性的能源，若能将其应用到高炉炼铁生产中将有效减少钢铁生产对煤炭资源的消耗，对降低钢铁生产污染物和CO2的排放、实现绿色发展具有重要意义。常见的生物质主要包括小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗及其它农作物在收获籽实后剩余物，以及非成型树材、树枝、树根、果皮、果核及其它林业废弃物，作为其处理的方法主要为放置、焚烧、燃烧等。此外，还包括以生产燃料利用为目的的生物质燃料作物。
[0005] 生物质的组成成分主要包括纤维素、半纤维素、木质素等，其普遍存在水分含量高、固定碳和发热值低、能量密度不高的缺点，特别是生物质中碱金属含量高，而碱金属对高炉冶炼是极为有害的元素，造成生物质不能满足高炉喷吹技术基础性能要求。同时，生物质中常见的农林废弃物多数具有较强的韧性，利用高炉炼铁常用的磨煤机(中速磨、球磨机)难以将其粉碎至粒径小于0.074cm。因此，为了将生物质高效应用于高炉喷吹生产，须先通过生物质提质技术，降低生物质中的水分、挥发分含量，提高其能量密度，同时改善生物质的破碎性能，使其能够利用炼铁厂现有磨煤机进行破碎，无需专门购置生物质破碎机，节约投资成本。
[0006] 将生物质进行高炉喷吹的方法，已有相关的报道，如专利1(申请号：201711269435.6)一种生物质碳化代替煤粉喷吹高炉内的方法，将干燥后秸秆等生物质原料挤压成型得到机制棒，通过炭化炉将机制棒在300-1000℃温度条件下进行热解炭化处理得到炭粉，利用炭化炉得到的炭粉混合煤粉喷入高炉，降低炼铁煤粉消耗量，提高生产效率。专利2(申请号：201080048896.0)生物质在高炉中的利用方法，利用干馏方法对生物质进行炭化处理，将干馏得到的生物质焦与煤粉一同粉碎，将粉碎物作为高炉喷吹燃料从风口吹入高炉，该方法提高了生物质的热值，提高了气流传输性能，可以采用现有的高炉喷入设备。专利3(申请号：201510451357.6)一种高炉喷吹废木材的加入方法，针对废木材在燃烧性能方面的特点，将废木材经过分拣、清洗、干燥、破碎后作为高炉喷吹辅助燃料使用，实现固体废弃物集中高效再利用，避免了固体废弃物处理过程中的二次污染问题。
[0007] 文献1(李冲.花生壳生物炭用作高炉喷吹燃料的实验研究.武汉科技大学，2018)以农业生物质花生壳为原料，采用热解装置制备花生壳炭，经过对花生壳炭高炉喷吹的冶金性能分析，明确了其能够作为高炉喷吹燃料的可行性。文献2(王朋.生物质半焦应用于高炉喷吹的基础研究.北京科技大学，2018)研究了热解制备条件对生物质半焦冶金性能的影响，系统分析了生物质半焦对喷吹煤粉的燃烧性能、对焦炭的反应性能、对炉渣的粘度以及高炉冶炼关键参数的影响规律。文献3(王国强.高炉喷吹农林废弃物的应用研究.武汉科技大学，2013)以生物质秸秆为研究对象，通过试验研究、理论分析和模型计算对高炉喷吹处理农林废弃物的可行性进行了探讨，高炉喷吹生物质在减少污染和CO2排放方面具有明显的优势。但以上专利和文献的研究对于限制高炉大量喷吹生物质所面临的的制粉困难和碱金属含量高并未给出有效的解决方案，未涉及到采用水热方法对生物质进行炭化处理改善其高炉喷煤的基础性能和工艺性能，也未见有生物质水热炭进行高炉喷吹方法的公开报道。
[0008] 在上述专利和文献记载中，高炉喷吹生物质具有如下问题：
[0009] (1)生物质中纤维质含量高，机械破碎时存在电耗高、效率低和成本高的问题，且生物质粉末中纤维长径比高，气固输送性能差，输送时容易堵塞管道和分配器，生物质无法利用炼铁厂现有设备进行制粉、输送和喷入高炉；
[0010] (2)生物质中水分和挥发分含量高，发热值低，高炉喷吹时替代焦炭的效果差，同时还会造成风口理论燃烧温度降低、炉腹煤气量增加，对高炉正常生产造成不良影响；
[0011] (3)生物质热解制备生物质焦进行高炉喷吹的方法，能解决热值低和制粉难的问题，但热解过程会造成碱金属的富集，使生物质焦中碱金属含量远高于煤粉，高炉大量喷吹时会增加燃料带入的碱金属量，造成高炉内矿石和焦炭劣化程度加深，影响高炉正常生产。
发明内容
[0013] 为了达到上述目的，本公开实施例公开一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，该方法具体包括如下步骤：
[0014] S1)对生物质进行水热炭化处理制备生物质水热炭；
[0015] S2)对所述生物质水热炭与煤的混合物进行破碎制粉，并将两者均匀混合；
[0016] S3)将所述破碎混匀后的混合物经炼铁厂高炉喷吹煤粉输送和分配系统，由煤枪经过直吹管和风口均匀喷入高炉；
[0017] S4)将所述生物质水热炭与煤的混合物喷入高炉后，对应调整高炉冶炼鼓风参数，以保证喷吹燃料在风口前高的燃烧率，合适的风口理论燃烧温度和炉腹煤气量指数，确保高炉正常生产。
[0019] 进一步，S1)中所述水热炭化温度为250-320℃，所述水热炭化时间为30-60min。
[0020] 进一步，S1)中所述生物质水热炭的收到基水分低于15％，干燥基哈氏可磨指数(HGI)大于50，干燥基高位发热值(HHV)大于20000kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.4％。
[0021] 进一步，S1)中所述生物质水热炭的收到基水分低于12wt％，HGI大于60，HHV大于23000kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.3wt％。
[0022] 进一步，S1)中所述生物质水热炭的收到基水分低于8％，HGI大于70，HHV大于26000kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.2％。
[0023] 进一步，S2)中所述生物质水热炭与煤的破碎制粉采用炼铁厂中速磨，球磨机及其它磨煤机，生物质水热炭和煤通过传输带一并输送至磨煤机进行破碎制粉。所述中速磨，球磨机及其它磨煤机均为炼铁厂已有的。
[0024] 进一步，S2)中所述生物质水热炭与煤混合物中，相对于生物质水热炭与煤的总量，生物质水热炭的在混合物中所占质量百分比例为0.1％～60％。
[0025] 进一步，S2)中所述生物质水热炭与煤的均匀混合在破碎过程中完成，破碎后混合物中粒度小于0.074mm的颗粒质量占比大于70％。
[0026] 进一步，S4)中所述高炉冶炼鼓风参数包括热风温度、热风富氧率、热风湿度及其它调整高炉喷吹燃料燃烧率、风口理论燃烧温度和炉腹煤气量指数的鼓风操作，热风温度为1000-1300℃，热风富氧率体积分数为0.1％-20％，热风水蒸气含量体积分数为0.1％-10％。
[0027] 进一步，S4)中所述喷吹燃料在风口前燃烧率大于60％，风口理论燃烧温度在2000-2350℃之间，炉腹煤气量指数小于70m/min，保证高比例喷吹生物质条件下高炉生产的稳定顺行。
[0029] 本发明的有益效果在于：由于采用上述技术方案，本发明具有以下特点[0030] (1)改善生物质的制粉、输送和喷吹性能。生物质通过水热炭化处理，使具有韧性的纤维质分解形成脆性生物质水热炭，改善了生物质的制粉性能，能够直接使用炼铁厂喷吹煤制粉设备进行破碎，并且在破碎过程中实现生物质水热炭和煤粉均匀混合的目的，改善了混合燃料的输送和喷吹性能。
[0031] (2)增加生物质的发热值。生物质水热炭化过程可以降低生物质中的水分和挥发分含量，生物质水热炭发热值达到了高炉喷吹烟煤的水平，可以作为高炉喷吹燃料部分替代高炉喷吹煤粉。
[0032] (3)降低生物质中碱金属含量。生物质水热处理制备生物质水热炭过程能够降低碱金属含量，消除生物质大量喷吹引起高炉碱负荷大幅度增加，对高炉冶炼过程产生不利影响。
[0033] (4)促进高炉生产顺行。结合生物质水热炭的特性，合理调控鼓风参数，提高风口前喷吹混合燃料的燃烧率，控制合理的风口理论燃烧温度和炉腹煤气量指数，保证高炉生产的稳定顺行。
[0035] 图1为本发明一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法的流程图。
[0036] A，生物质原料、B，焦化废水，C除盐循环水，D冷凝水，E闪蒸罐高压蒸气，F油水混合物，G生物质焦油，H粗钾盐，I高炉煤气，J助燃空气，K高温废气，L低温废气，M生物质水热炭，N烟煤，O无烟煤，P生物质水热炭与煤的混合物，Q高压氮气；
[0037] 1粉碎机，2储浆槽，3高压浆泵，4预热器，5高温水热炭化反应，釜6闪蒸罐，7固液分离设备，8油水处理系统，9燃烧炉，10煤料仓，11皮带秤，12磨煤机，13布袋收粉器，14主排风机，15煤粉仓，16喷吹罐，17煤粉分配器，18高炉。
具体实施方式
[0038] 以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
[0039] 本公开实施例公开了一种生物质水热炭进行高炉喷吹的方法，该方法具体包括以下步骤：
[0040] S1)对生物质进行水热炭化处理制备生物质水热炭；
[0041] S2)对所述生物质水热炭与煤的混合物进行破碎制粉，并将两者均匀混合；
[0042] S3)将S2)破碎混匀后的混合物经炼铁厂高炉喷吹煤粉输送和分配系统，由煤枪经过直吹管和风口均匀喷入高炉；
[0043] S4)对应调整高炉冶炼鼓风参数、风口理论燃烧温度和炉腹煤气量指数，确保高炉炼铁正常生产。
[0044] 根据本公开实施例，所述S1)中的生物质包括农业废弃物、林业废弃物、牲畜粪便、制糖废渣、城市有机垃圾、造纸有机污泥及其它人类在生产、生活中产生的包含有纤维素、半纤维素和木质素的废弃物。
[0045] 根据本公开实施例，所述S1)中的生物质水热炭的加工装置为高温水热炭化反应釜，水热炭化温度在180-320℃之间，工作压力为密闭系统自生饱和蒸汽压，水热炭化时间控制在20-100min之间。
[0046] 根据本公开实施例，所述S1)中生物质水热炭收到基水分低于15％，干燥基哈氏可磨指数HGI大于50，干燥基高位发热值HHV大于20000kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.4％。
[0047] 根据本公开实施例，所述S2)中的生物质水热炭与煤混合物中，相对于生物质水热炭与煤的总量，生物质水热炭的在混合物中所占质量百分比例为0.1％～60％。
[0048] 根据本公开实施例，所述S2)中生物质水热炭与煤的破碎制粉采用中速磨，球磨机及其它磨煤机制备。
[0049] 根据本公开实施例，所述S2)中破碎后混合物中粒度小于0.074mm的颗粒质量占比大于70％。
[0050] 根据本公开实施例，所述S4)中高炉冶炼鼓风参数热风温度为1000-1300℃，热风富氧率体积分数为0.1％-20％，热风水蒸气含量体积分数为0.1％-10％。
[0051] 根据本公开实施例，所述S4中所述喷吹燃料在风口前燃烧率大于60％，风口理论燃烧温度在2000-2350℃之间，炉腹煤气量指数小于70m/min，以确保高炉正常生产。
[0052] 实施例：
[0053] 使用图1对本发明的一个实施方式进行说明。A为生物质原料、B为焦化废水、C为除盐循环水、D为冷凝水、E为闪蒸罐高压蒸气、F为油水混合物、G为生物质焦油、H为粗钾盐、I为高炉煤气、J为助燃空气、K为高温废气、L为低温废气、M为生物质水热炭、N为烟煤、O为无烟煤、P为生物质水热炭与煤的混合物、Q为高压氮气。生物质A通过粉碎机1进行破碎，在储浆槽2中制备浆液，制浆用水可以是焦化废水B、除盐循环水C中的一种或者两种按照适当比例调配。制备好的浆液利用高压浆泵3进行加压输送，为提高水热炭化效率在预热器4中对浆液进行预热，预热后的浆液通过管道输送至高温水热炭化反应釜5中进行水热炭化处理。完成水热炭化反应后的高温、高压浆液在闪蒸罐6中进行降温、降压处理，产生的高温蒸汽为预热器4提供热量，降温后的浆液在固液分离设备7中进行水热炭和液相的分离，液相经油水处理系统8净化处理，得到生物质焦油G和粗钾盐H，除盐水C进行循环利用。
[0054] 过滤脱水后的生物质水热炭M通过皮带输送至煤料仓10中，生物质水热炭与煤的配比由皮带秤11称量确定，生物质水热炭与煤的混合物料P经传送带供给磨煤机12中进行破碎制粉，由布袋收粉器13收集得到的生物质水热炭与煤的混合粉储存在煤粉仓15中，经喷吹罐16由高压氮气Q作为载气输送至高炉的煤粉分配器17，均匀分配后喷入高炉18风口燃烧，为高炉冶炼提供热量和还原剂。高炉煤气I和助燃空气J在燃烧炉9中燃烧，为高温水热炭化反应釜5和磨煤机12提供加热和干燥热源。
[0055] 使用图1所示设备进行生物质水热炭化的实验，其中生物质使用玉米秸秆。所使用的生物质的工业分析、元素分析结果见表1所示。
[0056] 表1废杨木工业分析和元素分析结果
[0057]
[0058] 将表1中玉米秸秆经破碎制浆后在高压反应釜中进行炭化反应，改变炭化温度和炭化时间，得到玉米秸秆水热炭，对所得到的玉米秸秆水热炭进行工业分析、元素分析、热值、哈氏可磨指数和碱金属含量分析，结果如表2和3所示。
[0059] 表2废杨木水热炭工业分析、元素分析
[0060]
[0061]
[0062] 表3废杨木水热炭哈氏可磨指数、热值和碱金属含量分析
[0063]
[0064] 根据表2和表3可以确认180℃以上进行20min以上的水热炭化处理，可以得到收到基水分含量小于13.47％、HGI为50以上、HHV大于20000kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.36％的玉米秸秆水热炭。
[0065] 将制备得到的玉米秸秆水热炭通过传送带输送至煤料仓，通过皮带秤称取玉米秸秆水热炭和煤粉，控制玉米秸秆水热炭的质量百分比为30％，煤粉HGI经测定为75，玉米秸秆水热炭和煤粉混合物的HGI在62-77的范围，混合物经传送带输送至中速磨进行制粉和混匀。玉米秸秆水热炭和煤粉混合物(后续统称为高炉喷吹煤)在中速磨中进行干燥粉碎，为保证高炉喷吹煤粉充分干燥和制粉过程安全，中速磨入口干燥热烟气的温度控制在220℃，氧气浓度控制在小于7％，中速磨台时产量为25t/h，控制风煤比在1.5，制粉过程中玉米秸秆水热炭和煤粉进行充分的混匀。破碎后的高炉喷吹煤被热风带到中速磨上部的煤粉分离器，过粗的颗粒被分离下来重新磨制，细粒度颗粒被热风带到布袋收粉器进行收粉，在这个过程中热风还对高炉喷吹煤进行干燥。
[0066] 为保证收粉安全，布袋收尘器出口氧气浓度要求小于12％，布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉经检测粒度小于0.074mm的颗粒质量比为78％，水分含量为1.6％，HHV大于29500kJ/kg，满足高炉喷吹技术对粒度和水分含量的要求。
[0067] 布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉储存在煤粉仓中，煤粉仓容积350m3，贮煤粉量为180t，可以满足高炉8小时的变料周期要求。
[0068] 煤粉仓中的高炉喷吹煤粉经过喷吹系统喷入高炉，喷吹系统采用双罐并罐出料+喷吹主管+炉前单分配器的喷吹工艺，采用氮气充压、流化、输送机喷吹，高炉喷吹煤粉输送固气比为30kg(煤)/kg(氮气)，输送速度在3.5m/s。喷吹罐容积为30m3，贮煤粉为15t，操作压力位1.8MPa，分配器将主管道输送到高炉的煤粉均匀分配到16个喷吹支管，不同支管之间的误差小于3.5％。
[0069] 为确保高炉喷吹玉米秸秆水热炭在风口前的高效利用，高炉生产鼓风温度为1000℃，热风富氧率体积分数为0.1％，热风水蒸气含量为1.8％。高炉喷吹煤粉在风口前的燃烧率经检测为60％，风口理论燃烧温度为2000，炉腹煤气量指数在53m/min，高炉生产稳定顺行。
[0070] 实施例2
[0071] 使用图1所示设备进行生物质水热炭化的实验，其中生物质使用废杨木。所使用的生物质的工业分析、元素分析结果见表4所示。
[0072] 表4废杨木工业分析和元素分析结果
[0073]
[0074] 将表4中废杨木经破碎制浆后在高压反应釜中进行炭化反应，改变炭化温度和炭化时间，得到生物质水热炭，对所得到的废杨木水热炭进行工业分析、元素分析、热值、哈氏可磨指数和碱金属含量分析，结果如表5和6所示。
[0075] 表5废杨木水热炭工业分析、元素分析
[0076]
[0077] 表6废杨木水热炭哈氏可磨指数、热值和碱金属含量分析
[0078]
[0079]
[0080] 根据表5和表6可以确认180℃以上进行20min以上的水热炭化处理，可以得到收到基水分含量小于14.22％、HGI为52以上、HHV大于20033kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.24％的废杨木水热炭。将制备得到的废杨木水热炭通过传送带输送至煤料仓，通过皮带秤称取废杨木水热炭和煤粉，控制废杨木水热炭的质量百分比为10％，煤粉HGI经测定为
68，废杨木水热炭和煤粉混合物的HGI在61-66的范围，混合物经传送带输送至中速磨进行制粉和混匀。废杨木水热炭和煤粉混合物(后续统称为高炉喷吹煤)在中速磨中进行干燥粉碎，为保证高炉喷吹煤粉充分干燥和制粉过程安全，中速磨入口干燥热烟气的温度控制在
250℃，氧气浓度控制在小于6％，中速磨台时产量为48t/h，控制风煤比在1.8，制粉过程中废杨木水热炭和煤粉进行充分的混匀。破碎后的高炉喷吹煤被热风带到中速磨上部的煤粉分离器，过粗的颗粒被分离下来重新磨制，细粒度颗粒被热风带到布袋收粉器进行收粉，在这个过程中热风还对高炉喷吹煤进行干燥。为保证收粉安全，布袋收尘器出口氧气浓度控制在小于11％，布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉粒度小于0.074mm的颗粒质量比为75％，水分含量为1.4％，HHV大于30200kJ/kg，满足高炉喷吹技术对煤粉粒度和水分含量的要求。布
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袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉储存在煤粉仓中，煤粉仓容积750m ，贮煤粉量为380t，可以满足高炉8小时的变料周期要求。煤粉仓中的高炉喷吹煤粉经过喷吹系统喷入高炉，喷吹系统采用双罐并罐出料+喷吹主管+炉前单分配器的喷吹工艺，采用氮气充压、流化、输送机喷吹，高炉喷吹煤粉输送固气比为35kg(煤)/kg(氮气)，输送速度在3m/s。喷吹罐容积为60m3，贮煤粉为25t，操作压力位1.6MPa，分配器将主管道输送到高炉的煤粉均匀分配到26个喷吹支管，不同支管之间的误差小于3％。
68，废杨木水热炭和煤粉混合物的HGI在61-66的范围，混合物经传送带输送至中速磨进行制粉和混匀。废杨木水热炭和煤粉混合物(后续统称为高炉喷吹煤)在中速磨中进行干燥粉碎，为保证高炉喷吹煤粉充分干燥和制粉过程安全，中速磨入口干燥热烟气的温度控制在
250℃，氧气浓度控制在小于6％，中速磨台时产量为48t/h，控制风煤比在1.8，制粉过程中废杨木水热炭和煤粉进行充分的混匀。破碎后的高炉喷吹煤被热风带到中速磨上部的煤粉分离器，过粗的颗粒被分离下来重新磨制，细粒度颗粒被热风带到布袋收粉器进行收粉，在这个过程中热风还对高炉喷吹煤进行干燥。为保证收粉安全，布袋收尘器出口氧气浓度控制在小于11％，布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉粒度小于0.074mm的颗粒质量比为75％，水分含量为1.4％，HHV大于30200kJ/kg，满足高炉喷吹技术对煤粉粒度和水分含量的要求。布
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袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉储存在煤粉仓中，煤粉仓容积750m ，贮煤粉量为380t，可以满足高炉8小时的变料周期要求。煤粉仓中的高炉喷吹煤粉经过喷吹系统喷入高炉，喷吹系统采用双罐并罐出料+喷吹主管+炉前单分配器的喷吹工艺，采用氮气充压、流化、输送机喷吹，高炉喷吹煤粉输送固气比为35kg(煤)/kg(氮气)，输送速度在3m/s。喷吹罐容积为60m3，贮煤粉为25t，操作压力位1.6MPa，分配器将主管道输送到高炉的煤粉均匀分配到26个喷吹支管，不同支管之间的误差小于3％。
[0081] 为确保高炉喷吹废杨木水热炭在风口前的高效利用，高炉生产调整鼓风温度为1300℃，热风富氧率体积分数为1.9％，热风水蒸气含量为1.5％。高炉喷吹煤粉在风口前的燃烧率经检测为67％，风口理论燃烧温度为2167，炉腹煤气量指数在59m/min，高炉生产稳定顺行。
[0082] 实施例3
[0083] 使用图1所示设备进行生物质水热炭化的实验，其中生物质使用棕榈壳。所使用的生物质的工业分析、元素分析结果见表1所示。
[0084] 表7棕榈壳工业分析和元素分析结果
[0085]
[0086] 将表7中棕榈壳经破碎制浆后在高压反应釜中进行炭化反应，改变炭化温度和炭化时间，得到生物质水热炭，对所得到的棕榈壳水热炭进行工业分析、元素分析、热值、哈氏可磨指数和碱金属含量分析，结果如表8和9所示。
[0087] 表8棕榈壳水热炭工业分析、元素分析
[0088]
[0089] 表9棕榈壳水热炭哈氏可磨指数、热值和碱金属含量分析
[0090]
[0091] 根据表2和表3可以确认180℃以上进行20min以上的水热炭化处理，可以得到收到基水分含量小于11.87％、HGI为50以上、HHV大于21818kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.4％的棕榈壳水热炭。将制备得到的棕榈壳水热炭通过传送带输送至煤料仓，通过皮带秤称取生物质水热炭和煤粉，煤粉HGI经测定为66，控制棕榈壳水热炭的质量百分比为60％，棕榈壳水热炭和煤粉混合物的HGI在58-65的范围，混合物经传送带输送至中速磨进行制粉和混匀。棕榈壳水热炭和煤粉混合物(后续统称为高炉喷吹煤)在中速磨中进行干燥粉碎，为保证高炉喷吹煤粉充分干燥和制粉过程安全，中速磨入口干燥热烟气的温度控制在250℃，氧气浓度控制在小于6％，中速磨台时产量为42t/h，控制风煤比在1.8，制粉过程中棕榈壳水热炭和煤粉进行充分的混匀。破碎后的高炉喷吹煤被热风带到中速磨上部的煤粉分离器，过粗的颗粒被分离下来重新磨制，细粒度颗粒被热风带到布袋收粉器进行收粉，在这个过程中热风还对高炉喷吹煤进行干燥。为保证收粉安全，布袋收尘器出口氧气浓度控制在小于11％，布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉粒度小于0.074mm的颗粒质量比为72％，水分含量为1.7％，HHV为31200kJ/kg，满足高炉喷吹技术对煤粉粒度和水分含量的要求。布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉储存在煤粉仓中，煤粉仓容积750m3，贮煤粉量为380t，可以满足高炉8小时的变料周期要求。煤粉仓中的高炉喷吹煤粉经过喷吹系统喷入高炉，喷吹系统采用双罐并罐出料+喷吹主管+炉前单分配器的喷吹工艺，采用氮气充压、流化、输送机喷吹，高炉喷吹煤粉输送固气比为35kg(煤)/kg(氮气)，输送速度在3m/s。喷吹罐容积为60m3，贮煤粉为25t，操作压力位1.6MPa，分配器将主管道输送到高炉的煤粉均匀分配到26个喷吹支管，不同支管之间的误差小于3％。为确保高炉喷吹棕榈壳水热炭在风口前的高效利用，高炉生产调整鼓风温度为1200℃，热风富氧率体积分数为9.8％，热风水蒸气含量为5.3％。高炉喷吹煤粉在风口前的燃烧率经检测为87％，风口理论燃烧温度为2250，炉腹煤气量指数在63m/min，高炉生产稳定顺行。
[0092] 实施例4
[0093] 使用图1所示设备进行生物质生物质水热炭化的实验，其中生物质使用花圃修剪物。所使用的生物质的工业分析、元素分析结果见表10所示。
[0094] 表10花圃修剪物工业分析和元素分析结果
[0095]
[0096] 将表10中花圃修剪物经破碎制浆后在高压反应釜中进行炭化反应，改变炭化温度和炭化时间，得到花圃修剪物水热炭，对所得到的花圃修剪物水热炭进行工业分析、元素分析、热值、哈氏可磨指数和碱金属含量分析，结果如表11和12所示。
[0097] 表11花圃修剪物水热炭工业分析、元素分析
[0098]
[0099] 表12花圃修剪物水热炭哈氏可磨指数、热值和碱金属含量分析
[0100]
[0101]
[0102] 根据表2和表3可以确认180℃以上进行20min以上的水热炭化处理，可以得到收到基水分含量小于15％、HGI为55以上、HHV大于20034kJ/kg，干燥基碱金属含量低于0.39％的花圃修剪物水热炭。将制备得到的花圃修剪物水热炭通过传送带输送至煤料仓，通过皮带秤称取生物质水热炭和煤粉，煤粉HGI经测定为65，控制花圃修剪物水热炭的质量百分比为45％，花圃修剪物水热炭和煤粉混合物的HGI在68-71的范围，混合物经传送带输送至中速磨进行制粉和混匀。花圃修剪物水热炭和煤粉混合物(后续统称为高炉喷吹煤)在中速磨中进行干燥粉碎，为保证高炉喷吹煤粉充分干燥和制粉过程安全，中速磨入口干燥热烟气的温度控制在220℃，氧气浓度控制在小于7％，中速磨台时产量为25t/h，控制风煤比在1.5，制粉过程中花圃修剪物水热炭和煤粉进行充分的混匀。破碎后的高炉喷吹煤被热风带到中速磨上部的煤粉分离器，过粗的颗粒被分离下来重新磨制，细粒度颗粒被热风带到布袋收粉器进行收粉，在这个过程中热风还对高炉喷吹煤进行干燥。为保证收粉安全，布袋收尘器出口氧气浓度控制在小于12％，布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉粒度小于0.074mm的颗粒质量比为80％，水分含量为1.3％，HHV为28900kJ/kg，满足高炉喷吹技术对煤粉粒度和水分含量的要求。布袋收粉器收集的高炉喷吹煤粉储存在煤粉仓中，煤粉仓容积350m3，贮煤粉量为180t，可以满足高炉8小时的变料周期要求。煤粉仓中的高炉喷吹煤粉经过喷吹系统喷入高炉，喷吹系统采用双罐并罐出料+喷吹主管+炉前单分配器的喷吹工艺，采用氮气充压、流化、输送机喷吹，高炉喷吹煤粉输送固气比为30kg(煤)/kg(氮气)，输送速度在3.5m/s。喷吹罐容积为30m3，贮煤粉为15t，操作压力位1.8MPa，分配器将主管道输送到高炉的煤粉均匀分配到16个喷吹支管，不同支管之间的误差小于3.5％。为确保高炉喷吹花圃修剪物水热炭在风口前的高效利用，高炉生产调整鼓风温度为1150℃，热风富氧率体积分数为20％，热风水蒸气含量为10％。高炉喷吹煤粉在风口前的燃烧率经检测为82％，风口理论燃烧温度为2350，炉腹煤气量指数在70m/min，高炉生产稳定顺行。
[0103] 以上所述，仅为本发明的说明实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本发明的保护范围；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本发明的保护范围。
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