废塑料喷吹对高炉生产的实用影响

高炉喷吹废塑料将废塑料在回旋区与焦炭、煤粉或重油一起燃烧生成煤气，煤气与炉料逆行上升，完成高炉的物理化学过程。由于废塑料的化学成分组成不同于重油和煤粉，因而对高炉生产的影响也有其特点。

1.喷吹废塑料可以满足高炉冶炼的要求

废塑料是由碳氢聚合物和一些添加剂组成，在成分组成上和煤、重油有相似之处，但氢含量略高。废塑料燃烧、汽化产物中H₂/CO的比值远大于喷煤时的比值，这对高炉冶炼是有利的。

废塑料喷人高炉炉缸，由于废塑料是由单一化合物组成的大分子化合物，具有致密的组织结构，其燃烧状况与煤粉不同，热传导性差，是通过颗粒表面熔融、热分解的过程逐渐燃烧的。废塑料的着火点与粒度和处理方式有关，其燃烧率随着粒度的增大而升高，聚集颗粒的燃烧效率低于破碎颗粒。

当向高炉中喷吹燃料时，必然会降低理论燃烧温度，喷吹废塑料也不例外，其对炉缸燃烧温度的影响介于煤和重油之间。通过提高鼓风温度和富氧，就可弥补炉缸燃烧温度的下降；同时，调节喷吹量也可达到调节燃烧温度的作用。

废塑料在高炉中分解产生的C5～C4的碳氢化合物及焦油的含量与喷煤时相似，而塑料分解产生的焦油对清洗系统的粘堵等问题比喷煤时要低。

通过对高炉中CO₂峰及温度峰的比较：废塑料喷吹（2～4mm）与喷吹煤粉不同，氧气在距风口约500mm处还有残留，与全焦冶炼接近；而喷吹煤粉时，氧气在距风口约500mm处几乎完全消耗完毕，表明煤粉燃烧焦点（最高温度位置）在接近风口侧。温度曲线也反映出相同的结果。因而，喷吹废塑料后，炉缸初始煤气流分布与全焦冶炼接近，对高炉操作的影响较小。

当喷吹塑料颗粒时，无论在高炉的中心位置、中间位置还是高炉周边位置，氢气的含量都比正常操作有所增加。当塑料粒度为0.25～5mm时，氢气更多地集中在中间位置和周边位置；而塑料粒度为50mm时，氢气更多集中在中心位置和中间位置。这是因为粒度粗大的塑料颗粒可以保留到燃烧区后部。在燃烧区后部，塑料颗粒最终汽化、燃烧完毕，因而产生的氢气可以到达炉体中心位置。(www.xing528.com)

2.喷吹废塑料可有效地节约资源，降低生产成木

焦炭是高炉炼铁的主要燃料，随着炼铁生产规模的扩大和生铁需求量的增加，焦炭的供应量日趋紧张。这是由于炼焦用煤供不应求，而巨储量也非常有限。因此，为了节约炼焦用煤，开发各种替代能源势在必行。

高炉喷吹煤粉可以取代冶炼中昂贵的焦炭量约25%～40%，喷吹0.9～5t煤粉可代替约1.4t炼焦煤。日本NKK试验表明，废塑料对焦炭的置换比为1：1，因而可以有效的替代焦炭，从而缓解焦煤资源的短缺，降低高炉炼铁的成本，同时还可降低焦炭生产过程的CO₂气体排放量。因此高炉喷吹废塑料是高炉冶炼节约资源、降低成本的有效技术手段，同时开发了废物利用的新途径，实现了资源的循环利用。德国不来梅钢厂两座高炉喷吹废塑料，每月喷吹废塑料取代3000t重油，并巨实行了全年喷吹废塑料，其喷吹废塑料结果表明，喷吹废塑料比喷煤和喷重油更便宜。日本NKK公司Keihin工厂5999年度喷吹废塑料45000t，吨铁喷吹废塑料53.3Kg/thm^[1]，吨铁喷煤增加54.7Kg/thm，吨铁降低焦比28.5Kg/thm；整个高炉和焦炉系统节约能源1.521x50⁶GJ，相当于工厂全年能耗的5.47%。

3.喷吹废旧塑料可有效改善环境状况

高炉喷吹废塑料可以充分利用生活垃圾中废塑料的热能和化学能，解决废塑料填埋难以降解的问题，消除“白色污染”，改善城市环境，是处理废塑料的有效手段。

废塑料喷人高炉，由于其氢碳比高于煤粉、重油和焦炭，在高炉冶炼过程中，减少了CO₂的产生量；又由于废塑料在冶炼过程中取代焦炭，降低了焦比，相当于减少了焦炉的CO₂排放量。NKK公司喷吹废塑料的实验结果表明，当废塑料喷吹量为200Kg/h时，CO₂的排放量减少52%。由此可见，高炉喷吹废塑料可有效地减少炼铁系统温室气体排放，减轻环境负荷。