四、HDN-319催化抑制增效劑的工作機(jī)理及對(duì)燃燒過程中的影像:
該產(chǎn)品是一種由多種無機(jī)化工原料按比例配方組合而成的化學(xué)添加劑 . 其主要作用是在燒結(jié)生產(chǎn)條件不變的情況下 , 提高燒結(jié)速度和燒結(jié)礦強(qiáng)度 , 降低粉化率 , 改善和提高成礦質(zhì)量 , 達(dá)到增產(chǎn)、降耗、環(huán)保等各方面的經(jīng)濟(jì)效益。
為了解HDN-319催化抑制增效劑對(duì)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(jié)構(gòu)及燃燒的形式。
1、燃料的組成及結(jié)構(gòu):
在對(duì)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、氧、氮、硫、灰、水。在工業(yè)使用中,對(duì)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(xué)成分組成去劃分定義的。而從燃料的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)單元組成的。在芳香環(huán)的周圍有側(cè)鏈、官能團(tuán)等。這些官能團(tuán)中有羥基(含酚羥基、醇羥基)、甲氧基、醛基、羰基,還有少量的含氮、硫的官能團(tuán)。以及這些官能團(tuán)有著各種不同的燃料。也就是說燃料中的化學(xué)元素是由有機(jī)結(jié)構(gòu)單元和無機(jī)結(jié)構(gòu)單元交錯(cuò)復(fù)合存在著。因此燃料燃燒也就不能單純的看成是一種簡(jiǎn)單的單個(gè)化學(xué)元素的氧化反應(yīng)。
2、燃料的燃燒及燃燒形式:
從微觀角度看,燃料在燃燒時(shí),燃料的結(jié)構(gòu)單元在不同的溫度時(shí),發(fā)生不同的變化。多芳香環(huán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了裂解,生成不同的低分子量產(chǎn)物。其實(shí)燃料的燃燒就是燃料中各種有機(jī)單元與無機(jī)單元結(jié)構(gòu)在加溫過程中裂解后與氧發(fā)生了強(qiáng)烈的氧化反應(yīng),更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(yīng)。
按照工業(yè)用的實(shí)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,如工業(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(jié)、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中有著不同的變化。但是總體上講,不同的燃燒方式加入不同的化學(xué)添加劑,就可控制和改善燃料在燃燒中的結(jié)構(gòu)裂解構(gòu)成,從而達(dá)到提高燃燒效率,控制燃燒氣氛,改善燃燒環(huán)境,以適應(yīng)生產(chǎn)的要求目的。
3、HDN-319催化抑制增效劑對(duì)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(xué)原料組成的HDN-319催化抑制增效劑的加入,可以人為的改變?nèi)剂现懈饔袡C(jī)結(jié)構(gòu)單元在燃燒過程中的裂解和過程。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(duì)它的要求及燃燒產(chǎn)物的不同去改變。HDN-319催化抑制增效劑對(duì)燃燒的影響大致可分為以下幾種:a、降低燃料的燃點(diǎn);b、提高燃燒溫度;c、改變?nèi)紵龝r(shí)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(jié)的成分,便可達(dá)到目的。這一切都是在燃料原來固有的能量范圍內(nèi)去實(shí)現(xiàn)的,HDN-319催化抑制增效劑本身在高溫化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)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。
五.HDN-319催化抑制增效劑對(duì)燒結(jié)固體燃料燃燒的影響:
鐵精礦燒結(jié)過程中,為了使燒結(jié)過程能夠達(dá)到所需要的溫度,在燒結(jié)料中加入一定量的燃料,燃料和燒結(jié)料均勻的混合在一起,因此燒結(jié)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?yàn)闊Y(jié)料層中燃料的數(shù)量相對(duì)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(diǎn):
1、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(jī)會(huì),促使燃料較完全燃燒。
2、燃料生成的初級(jí)產(chǎn)物為CO2和CO,且在燃燒溫度下CO2占有時(shí),雖然CO2占優(yōu)勢(shì),雖然CO2可參加二級(jí)反應(yīng)形成CO,但是由于燃燒層很薄,高溫停留時(shí)間很短,反應(yīng)受到很大限制,不可能有明顯的發(fā)展。在燃燒層和預(yù)熱層,錳的氧化物還參加了還原和氧化反應(yīng),以及燃燒的空氣過剩系數(shù)較大,在離碳粒較遠(yuǎn)處存在著自由氧。這些特定的條件都決定了氣相中的CO2,自由氧亦不能被消耗完。
3、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。
4、燒結(jié)料層中,燃料的燃燒基本處于擴(kuò)散速度范圍內(nèi),但在燃燒前的預(yù)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(kuò)散速度,從而影響了燒結(jié)帶的移動(dòng)速度。
在這種燃燒特點(diǎn)下,在燃料中添加適量的HDN-319催化抑制增效劑,使用改善燒結(jié)料層中的燃燒條件。提供適量的氧離子,并催化CO2的二次反應(yīng)形成CO,擴(kuò)大氧化區(qū)及平衡氧化區(qū)?刂迫紵w的氧化氣氛。裂解燃料中低溫不可燃結(jié)構(gòu)單元,降低燃點(diǎn),增加可燃單元。這樣就可充分利用燒結(jié)料移動(dòng)速度而后燃燒層厚度,降低返礦率,提高燒機(jī)利用系數(shù)。
六、使用HDN-319催化抑制增效劑對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)的影響:
1、對(duì)燒結(jié)速度的影響:
燒結(jié)料層中高溫區(qū)的移動(dòng)速度是指燃燒層中溫度更高點(diǎn)的移動(dòng)速度。一般稱為垂直燒結(jié)速度,是決定燒結(jié)礦產(chǎn)量的重要因素。產(chǎn)量與其基本成正比例關(guān)系。在一定條件下,提高垂直燒結(jié)速度,燒結(jié)產(chǎn)量增加。而垂直燒結(jié)速度的快慢取決于兩個(gè)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HDN-319催化抑制增效劑,改變?nèi)紵匦,提高燃燒效率,加快燃燒反?yīng)速度。由于燃燒效率的提高,燃燒廢氣中可燃?xì)怏w減少,CO2和H2O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(jié)速度提高。
2、對(duì)燒結(jié)溫度和燒結(jié)厚度的影響:
燒結(jié)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(jié)料粘結(jié)起來,并且有良好的機(jī)械強(qiáng)度和還原性。在這前提下,還要加快燒結(jié)速度,以增加產(chǎn)量。高溫區(qū)的溫度水平和厚度對(duì)二者均有很大的影響。從提高燒結(jié)礦強(qiáng)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(yīng)能充分進(jìn)行,產(chǎn)生更多液相,當(dāng)然,溫度過高、厚度過大,易產(chǎn)生過熔,也會(huì)產(chǎn)生負(fù)影響。在正常配碳量的燒結(jié)料中,加入HDN-319催化抑制增效劑可使燃料在正常燃燒時(shí)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?fù)]發(fā)物在HDN-319催化抑制增效劑的作用下,提高揮發(fā)溫度,參加了燃燒,使燃燒厚度增大。
3.對(duì)燒結(jié)礦強(qiáng)度和粉化率的影響
燒結(jié)料中配碳量決定著燒結(jié)的溫度,氣氛性質(zhì)和燒結(jié)速度,因而對(duì)燒結(jié)礦的礦物組成和結(jié)構(gòu)都有影響,在低配碳量的燒結(jié)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(jié)礦不粉化,但由于硅酸鹽粘結(jié)相對(duì)少,故燒結(jié)礦強(qiáng)度較差。配碳量高,燒結(jié)礦的轉(zhuǎn)鼓指數(shù)高,但燒結(jié)礦的粉化率也升高,這是由于配碳量增加后還原氣氛增強(qiáng),容易形成浮士體而不利于赤鐵礦和鐵酸鹽的生成,并促進(jìn)了CaO 和SiO2作用生成正硅酸鈣(2CaO.SiO)。如果在正常配碳量的燒結(jié)料中,加入HDN-319催化抑制增效劑后,就可以獲得適當(dāng)?shù)臒Y(jié)溫度和燒結(jié)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(jié)礦的強(qiáng)度。
綜上所述,HDN-319催化抑制增效劑是燒結(jié)和碳燃燒及環(huán)保領(lǐng)域不可或缺的新產(chǎn)品,它以低溫?zé)Y(jié)和燃?xì)饣碚摓榛A(chǔ),是該領(lǐng)域的前端技術(shù),它是由燃?xì)饣瘎、增氧劑、助燃劑、增?qiáng)劑和阻凝劑等多種元素組成,在燒結(jié)混合料中添加少量的該產(chǎn)品后,對(duì)燃料的反應(yīng)活性大大提高,反應(yīng)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(shí)由于燒結(jié)料層中燃燒速度加快,反應(yīng)完全,相對(duì)放出熱量多,燒結(jié)帶的溫度水平高,生成的CF2和C2F等低熔點(diǎn)的CF液相向 Fe0晶粒很快滲透,Ca2+擴(kuò)散到Fe2O3和Fe3O4晶體中,形成鈣質(zhì)固熔體,使二者的熔點(diǎn)很快下降,更后形成低熔點(diǎn)的液相,在冷卻到1150-1200℃時(shí),發(fā)生鐵酸鹽的再結(jié)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(jié)礦的固結(jié)強(qiáng)度大大的改善.
HDN-319催化抑制增效劑用于燒結(jié)后,可以改善燒結(jié)礦的質(zhì)量,加快燒結(jié)過程,提高生成率和成品率,降低固體燃料消耗,降低燒結(jié)廢氣中S02排放量,減少環(huán)境污染.在燒結(jié)合料中配加3-5/萬該產(chǎn)品,可以降低固體燃料消耗量10-15%,同時(shí)提高生產(chǎn)率5%左右。
催化抑制增效劑作用與效益分析
HDN-319催化抑制增效劑的主要功能:
1、降低燃耗,對(duì)燃料燃燒催化,提高燒結(jié)速度和燒結(jié)帶溫度,產(chǎn)生更多液相,燒結(jié)時(shí)間縮短。(這可以從用藥后,燒結(jié)礦外觀變化就能看出來,有明顯的區(qū)別。)
2.提高成品率5%。
3.有效抑制燒結(jié)礦自然粉化現(xiàn)象,提高燒結(jié)礦強(qiáng)度,降低反礦5%。
4.改善料層透氣性,有利益熱傳遞,提高生產(chǎn)效率。
5.降低亞鐵。(有利于高爐焦比降低)和爐篦相鄰的燒結(jié)礦氣孔較以前明顯好轉(zhuǎn)。
6提高轉(zhuǎn)鼓指數(shù)3-5個(gè)點(diǎn)。
7.燒結(jié)終點(diǎn)提前,提高燒結(jié)機(jī)利用系數(shù)。
二、用法與用量
1. 在不改變廠家現(xiàn)有燒結(jié)工藝前提下,在上料帶合適位置配置HDN-319催化抑制增效劑加料機(jī)即可使用。
2.用藥量為 毛料的萬分之3-5。
三、效益分析
以日耗混料10000噸的燒結(jié)為例,
1催化劑造價(jià): 10000噸×5/萬×7600元/噸=38000元
2.每噸混料降焦比一個(gè)點(diǎn) (焦粉按800元每噸)
節(jié)約成本:10000噸×0.8%×800元= 64000元,這-項(xiàng)不僅收回添加劑成本還有很大的利潤(rùn)。
3.增加成品 5%,(一噸成品礦綜合費(fèi)用按100元)粉,節(jié)約成本:
10000噸×5%×100元= 50000元
4.降低返礦 5%,不用重?zé)?不用再消耗燃料、 白灰、人工工資、電費(fèi)、水費(fèi),爐篦條,車間機(jī)械磨損折舊等等,節(jié)約成本:
10000×5%×100= 50000元
合計(jì):直接經(jīng)濟(jì)效益64000+50000+50000-38000=126000×365=45990000元,每年節(jié)省約4599萬元經(jīng)濟(jì)效益十分可觀
間接效益:降亞鐵1-2個(gè)%,高爐降焦比1.5-3%個(gè);提高轉(zhuǎn)鼓3—5%,提高燒結(jié)機(jī)系數(shù)等未做計(jì)算.
注:以上分析僅供參考,具體效益以實(shí)際使用效果為準(zhǔn)。