用煤转气烧结永磁铁氧体

原始的煤炭直接燃烧排放是国家明令禁止的，煤炭燃烧直排造成的不安全燃烧不但造成能源的浪费，而且有害气体SO2和黑烟尘排放，污染环境，伤害人们的生活和健康，采用煤转化成煤气烧结永磁铁氧体料和产品，依据煤气燃烧特点改进成多孔煤气窑，与直接烧煤相比，环境因素得到较好的治理，产品煤耗下降，相当部分电气窑烧结的产品在煤气窑中烧结也达到指标要求。

一、煤转气烧结机理

目前工业上的燃料主要有固体燃料、液体燃料、气体燃料和电四种，从发展的趋势看，气体燃料的应用越来越广泛，它具有以下优势：

1、容易和空气混合均匀，燃烧后烟气干净，炉子排出的烟气余热预热燃烧用空气及燃料本身，故其燃烧温度高且节能；

2、燃烧过程容易控制，如火焰长短、炉压、炉温可调节；

3、操作简单，劳动环境好；

4、节约能源，消烟除尘，利于环保。

气体燃料分天然气和人造煤气两大类，天然气主要来自地下开采，煤气主要有焦炉煤气、发生炉煤气、城市煤气和液压石油气。

发生炉煤气有冷煤气发生炉煤气和热煤气发生炉煤气，这些煤气设备不复杂，实用安全方便，操作简单、价格低，适合永磁铁氧体预烧料和产品的烧结。

煤气燃烧属于热加工过程，即用氧或氧的化合物（蒸汽）通过高温的固体燃料（焦炭、煤）层，其中的有机物质起氧化作用而生成含有氢、一氧化碳及甲烷等气体的过程，所通入的气体称气化剂，气化后所得的气体统称为煤气，按所用气化剂不同分为下列三种:

1、空气煤气：以空气为气化剂；

2、水煤气：以水蒸气为气化剂；

3、混合煤气：以空气和水蒸气为气化剂。

永磁铁氧体烧结用煤气一般为混合煤气。

煤气炉中进行的是一种比较复杂的热化学过程，当燃料由加煤斗投入炉内后，遇到由下部鼓入炉内的气体（空气、水蒸气）便发生化学反应，并沿料层高度方向上形成五层，自下而上：灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层。鼓入的空气水蒸汽，首先经过灰渣层，并在此层中得到预热，当上升进入高温的燃料层时，碳和氧发生下列反应：

2C+O2=2CO+Q（1-1）

2CO+O2=2CO2+Q（1-2）

C+O=CO2+Q（1-3）

由于这几个反应都是放热，所以温度很高。这一层称为氧化层。继续上升，与上层燃料接触，产生了还原反应，还原层中的反应主要有：

CO2+C=2CO-Q（1-4）

C+2H2O=CO2+2H2-Q（1-5）

C+H2O=CO+H2-Q（1-6）

还原层中产生的热气体再往上升时，加热了上面的煤层，形成了干馏和干燥二层。干馏层的挥发物在上升热气体带来的物理热作用下，被干馏和蒸发出来，干燥层中的水分也是用此热量干燥干净，生成的煤气聚集在空层，经煤气出口管，供加热炉实用。

煤气的成分如下表：(体积百分数)

　　用天然气烧结永磁铁氧体是可行的，由于天然气采集运输地方及成本不同，视地区选定使用。作为中国的中东部，煤转气烧结产品具有成本低的优势。该项目具有研究分析价值。二、煤转气烧结永磁铁氧体的模式

1、煤气产生的种类及分析

（1）冷煤气

当使用窑炉比较多且集中的一个单位成了一个区域，适合建立煤气发生站，采用管道送至窑炉使用称为冷煤气，该站建设费用高，气体超出常规大气压，管理成本相对较高，其优点是气压稳定，使用相对稳定，烧结温度相对均匀。

（2）常压式热煤气站

设备为一大型煤气发生炉，产生的煤气可以通过管道供2台以上多孔窑炉烧结，优点是常规大气压，建设费用不高，总功率12.2KW左右，同时供多台窑炉使用，但其排焦及管理及多台窑使用中的控制协调都要重视。

（3）小型直接式常压煤气发生炉

该设备小型方便，管理简单，费用低，煤转气后直接送进窑炉燃烧常压可调，总功率4KW左右，一台煤气炉供一台小窑或两台煤气炉供一台大窑，方便可靠。

2、烧结永磁铁氧体目前窑炉模式

（1）按每条窑的烧结孔数有4孔窑、6孔窑、8孔窑，9孔窑等。每个孔的截面积（宽×高）分别有：420×350mm、350×300mm、320×250mm。

（2）窑炉长度分别有：24米、27米、30米。

3、烧结产品

采用煤转气目前烧结较好的产品有：F6×4×1英寸矩形磁体，Φ300×Φ150×30大圆环以及各种原环和矩形磁体，还可以烧结各种电机用瓦形磁体。采用煤气窑可以烧结Y25、Y30、Y30BH、Y30H-1、Y30H-2等磁性能参数的磁体。

三、煤转气烧结永磁铁氧体的效益分析

实践统计，当使用的窑炉不变，采用煤转气烧结永磁铁氧体与燃煤直接烧结，用煤量将多消耗20%左右；采用煤气烧结永磁铁氧体产品使环境因素得到根本治理，监测达到：烟尘48mg/m3、二氧化硫80.2mg/m3、氮氧化物60.2mg/m3，达到了工业窑炉大气污染物排放标准，GB9078-1996中的一级标准要求。

专业人员同样创造了较好的经济效益：当淘汰燃煤的4孔窑、6孔窑后，燃气可以供8孔、9孔窑烧结。这在燃煤是不可行的。采用8孔、9孔窑烧结永磁铁氧体产品，产能得到很大的提高，以某一产品为例，原燃煤6孔窑日产量为5吨，同样产品，8孔窑日均产量为15吨，产能大大增加。

采用8孔煤气窑烧结永磁铁氧体，每吨产品的耗煤量减少，某公司一年综合统计，平均每吨产品耗煤量为0.18吨煤，比燃煤窑烧结同等产品的0.26吨煤，实现了每吨产品节煤0.08吨煤，产量增加30%。当年产10000吨产品，其成本是可以计算的。

综合分析：煤转气烧结永磁铁氧体产品是可行的方案，环境因素得到改进，成本降低。

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