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基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料及其制备方法和喷吹方法技术

技术编号:41064998 阅读:11 留言:0更新日期:2024-04-24 11:18
本发明专利技术公开了一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料及其制备方法和喷吹方法,属于可燃固废资源化利用技术领域。本发明专利技术的喷吹燃料包含汽车拆解残渣颗粒和煤粉,其中汽车拆解残渣颗粒的添加量占燃料总量的质量百分比为20‑30%;所述汽车拆解残渣颗粒包括重质组分颗粒和轻质组分颗粒,重质组分颗粒和轻质组分颗粒为将熔融状态的汽车拆解残渣进行离心处理获得的。本发明专利技术通过采用汽车破碎残渣代替部分煤粉用作高炉喷吹燃料,从而有利于实现汽车破碎残渣的资源化利用,对于实现双碳目标和循环经济也具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于可燃固废资源化利用,更具体地说,涉及一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料及其制备方法和喷吹方法


技术介绍

1、报废汽车经人工拆除后,会有剩余的相当于汽车总重量15%-25%的残余物,称为汽车破碎残渣(简称asr),主要是塑料、橡胶、泡沫材料、涂料、金属颗粒、纤维复合材料、布、泥沙、木屑等几十种物质的碎片以及粉末的混合物,成分相当复杂,而且在机动车的拆解、破碎、分选过程中这些组分又受到燃油、润滑脂、重金属等有毒有害组分的污染。因此,要想从这些废弃的混合物中进一步分离得到纯度达到要求的再生材料,从经济和技术上都不容易实现。

2、以高炉为典型代表的高炉是一个巨大的反应容器,可以很好的利用各项可燃固废,而高炉喷吹煤粉技术是目前高炉炼铁生产过程中减少污染物排放和降低炼铁生产成本的主要技术手段,有利于实现钢铁企业的降本增效和环保可持续发展,同时还存在能够有效减少高炉焦比,且生产设备较容易实现等优点。

3、汽车破碎残渣中含有大量的塑料,在热值上可以达到替换煤粉的要求,因此,将汽车破碎残渣代替部分煤粉用作高炉喷吹用燃料对于实现工业废弃的资源化利用具有重要的意义。但是,经检索目前并没有关于将汽车破碎残渣应用于高炉喷吹技术的研究报道。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料及其制备方法和喷吹方法,通过采用汽车破碎残渣代替部分煤粉用作高炉喷吹燃料,从而有利于实现汽车破碎残渣的资源化利用,对于实现循环经济也具有重要意义。

<p>2、为达到上述目的,本专利技术提供的技术方案为:

3、本专利技术提供了一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料,该喷吹燃料包含汽车拆解残渣颗粒和煤粉,其中汽车拆解残渣颗粒的添加量占燃料总量的质量百分比为20-30%。本专利技术通过将汽车拆解残渣颗粒应用于高炉喷吹,可代替部分煤粉作为高炉燃料,从而可以有效实现汽车拆解残渣在钢铁流程的资源化回收利用,并有利于实现碳减排的目标。

4、同时需要说明的是,由于汽车拆解残渣主要成分是有机物,其热值比不上煤粉,因此只能部分替代煤粉,而有机物的燃烧可以促进煤粉的燃烧,因此部分替代可以减少煤粉的用量,通过控制汽车拆解残渣颗粒的添加量为20-30%,从而可以使混合燃料的燃烧性能达到最优。

5、更进一步的,所述汽车拆解残渣颗粒包括重质组分颗粒和轻质组分颗粒,重质组分颗粒和轻质组分颗粒为将熔融状态的汽车拆解残渣进行离心处理获得的。

6、由于汽车拆解残渣的成分较为复杂,直接将其用于高炉喷吹时,其中的轻质绒毛组分在喷吹过程中流变性能较差,从而影响在高炉中的应用效果,本专利技术通过对汽车拆解残渣进行熔融和离心处理,使汽车拆解残渣中的重组分和轻组分进行分层和有效分离,从而可以利用汽车拆解残渣中的有机组分固化轻质绒毛组分,因而防止轻质绒毛组分在喷吹过程中流变性能较差的问题。

7、同时,通过离心处理汽车拆解残渣中的无机组分向液体底部移动,增大了硅元素,铝元素,碳元素,锌元素在局部区域内的浓度,因此在喷吹过程中,可以利用高炉风口氧化区和高温,将汽车拆解残渣自身所含组分与zn元素固化合成高熔点化合物,阻碍zno的还原挥发,实现了汽车拆解残渣在高炉中的完全无害化处理。

8、更进一步的,所述汽车拆解残渣颗粒的粒径为5-7mm。

9、本专利技术还提供了一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料的制备方法,将汽车拆解残渣加热熔融后进行离心处理,然后将所得上层与下层熔融汽车拆解残渣分别进行冷却、破碎处理,即得轻质组分颗粒和重质组分颗粒,将所得重质组分颗粒及轻质组分颗粒与煤粉进行混合,即得所述喷吹燃料。

10、需要说明的是,将所得重质组分颗粒及轻质组分颗粒与煤粉进行混合时,可以是将各组分预先进行混合均匀,然后进行高炉喷吹;也可以是在高炉喷吹过程中,直接利用高炉风口进行重质组分颗粒及轻质组分颗粒与煤粉的混合。

11、更进一步的,所述加热熔融的温度为400-550℃,离心处理的转速为3000-4000rpm,离心处理时间为20-40min。

12、更进一步的,轻质组分颗粒和重质组分颗粒的获得方法具体包括:

13、步骤一、将粉碎后的汽车拆解残渣加热至熔融状态,得到熔融状态的汽车拆解残渣;

14、步骤二、对熔融汽车拆解残渣进行离心处理;

15、步骤三、离心处理结束后,取出上层熔融状态的汽车拆解残渣,然后经冷却和破碎处理得到轻质组分颗粒;

16、步骤四、向剩余的熔融汽车拆解残渣中继续加入步骤一中所得新的熔融汽车拆解残渣,并重复进行步骤二和步骤三;

17、步骤五、多次重复步骤四,将最终所得熔融重质组分进行冷却和破碎处理,即得重质组分颗粒。

18、通过向离心处理获得的下层熔融重质组分中不断加入步骤一中所得新的熔融汽车拆解残渣,进行多次重复熔融和离心分离处理,从而可以有效提高重质组分的浓度,有利于进一步提高高炉喷吹时的反应效率,最大程度地降低氧化锌还原蒸发对高炉产生的危害。

19、更进一步的,取出的上层熔融汽车拆解残渣的体积占熔融汽车拆解残渣总体积的75-80%。

20、更进一步的,步骤四反复重复次数为3-4次。

21、本专利技术还提供了一种高炉喷吹方法,采用本专利技术的喷吹燃料,利用高炉风口将汽车拆解残渣颗粒与煤粉进行混合,并将其喷入高炉,在高炉风口燃烧区的作用下,汽车拆解残渣中的氧化锌与汽车拆解残渣中的其他氧化物预先通过固相反应生成高熔点物质。

22、更进一步的,喷吹流速为60-300m/s,高炉风口燃烧区温度为1600-2400℃。

23、综上所述,采用本专利技术提供的技术方案,与现有技术相比,可以取得如下有益效果:

24、(1)本专利技术的喷吹燃料包含汽车拆解残渣颗粒和煤粉,采用汽车拆解残渣颗粒代替部分煤粉作为高炉喷吹燃料,从而一方面实现了工业废弃的资源化利用,对实现双碳目标和循环经济具有重要意义;另一方面还可以有效提高煤粉的燃烧效率。

25、(2)本专利技术将汽车拆解残渣应用于高炉喷吹时,预先对汽车拆解残渣进行预处理,尤其是对其进行预先加热熔融和离心处理,从而一方面可以利用汽车拆解残渣中的可融化有机组分固化轻质绒毛组分,有效解决轻质绒毛组分在喷吹过程中流变性能较差的问题;另一方面还可以对汽车拆解残渣中的锌、硅、铝等氧化物重组分进行浓缩和聚集,并利用高炉风口的高温和氧化性区域,将汽车拆解残渣中的锌氧化物转化为高熔点物质,防止对高炉产生危害作用。

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【技术保护点】

1.一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料,其特征在于,该喷吹燃料包含汽车拆解残渣颗粒和煤粉,其中汽车拆解残渣颗粒的添加量占燃料总量的质量百分比为20-30%。

2.根据权利要求1所述的喷吹燃料,其特征在于,所述汽车拆解残渣颗粒包括重质组分颗粒和轻质组分颗粒,重质组分颗粒和轻质组分颗粒为将熔融状态的汽车拆解残渣进行离心处理获得的。

3.根据权利要求1或2所述的喷吹燃料,其特征在于,所述汽车拆解残渣颗粒的粒径为5-7mm。

4.一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料的制备方法,其特征在于,将汽车拆解残渣加热熔融后进行离心处理,然后将所得上层与下层熔融汽车拆解残渣分别进行冷却、破碎处理,即得轻质组分颗粒和重质组分颗粒,将所得重质组分颗粒及轻质组分颗粒与煤粉进行混合,即得所述喷吹燃料。

5.根据权利要求4所述的喷吹燃料的制备方法,其特征在于,所述加热熔融的温度为400-550℃,离心处理的转速为3000-4000rpm,离心处理时间为20-40min。

6.根据权利要求4或5所述的喷吹燃料的制备方法,其特征在于,轻质组分颗粒和重质组分颗粒的获得方法具体包括:

7.根据权利要求6所述的喷吹燃料的制备方法,其特征在于,取出的上层熔融汽车拆解残渣的体积占熔融汽车拆解残渣总体积的75-80%。

8.根据权利要求7所述的喷吹燃料的制备方法,其特征在于,步骤四反复重复次数为3-4次。

9.一种高炉喷吹方法,其特征在于,采用权利要求1-3中任一项所述的或权利要求4-8中任一项所述的方法制备所得喷吹燃料,利用高炉风口将汽车拆解残渣颗粒与煤粉进行混合,并将其喷入高炉,在风口燃烧区的作用下,汽车拆解残渣中的氧化锌与汽车拆解残渣中的其他氧化物预先通过固相反应生成高熔点物质。

10.根据权利要求9所述的高炉喷吹方法,其特征在于,喷吹流速为60-300m/s,高炉风口燃烧区温度为1600-2400℃。

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【技术特征摘要】

1.一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料,其特征在于,该喷吹燃料包含汽车拆解残渣颗粒和煤粉,其中汽车拆解残渣颗粒的添加量占燃料总量的质量百分比为20-30%。

2.根据权利要求1所述的喷吹燃料,其特征在于,所述汽车拆解残渣颗粒包括重质组分颗粒和轻质组分颗粒,重质组分颗粒和轻质组分颗粒为将熔融状态的汽车拆解残渣进行离心处理获得的。

3.根据权利要求1或2所述的喷吹燃料,其特征在于,所述汽车拆解残渣颗粒的粒径为5-7mm。

4.一种基于汽车拆解残渣的高炉喷吹燃料的制备方法,其特征在于,将汽车拆解残渣加热熔融后进行离心处理,然后将所得上层与下层熔融汽车拆解残渣分别进行冷却、破碎处理,即得轻质组分颗粒和重质组分颗粒,将所得重质组分颗粒及轻质组分颗粒与煤粉进行混合,即得所述喷吹燃料。

5.根据权利要求4所述的喷吹燃料的制备方法,其特征在于,所述加热熔融的温度为400-550℃,离心处理的转速为3000...

【专利技术属性】
技术研发人员:王毅璠李永涛龙红明吕大友贾铭林魏汝飞雷杰于清海杨涛
申请(专利权)人:安徽工业大学
类型:发明
国别省市:

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