表5-4喷吹参数

 

   表5-5风口部位相关参数

   

表5-6 实际测得的煤粉燃烧率

将天津铁厂1号高炉和2号高炉的各项参数以及所用煤粉的各项参数输入到所应用的数学模型中，从而计算出理论煤粉燃烧率，其结果见图5-1和图5-2。

图5-1 天津铁厂1号高炉富氧条件下的煤粉燃烧率

 

图5-2 天津铁厂2号高炉富氧条件下的煤粉燃烧率

由图可知利用数学模型计算所得出的煤粉在高炉内的理论燃烧率和实际测量的煤粉燃烧率非常接近，这说明所建立的数学模型比较符合实际，在此数学模型基础上计算出来的理论值具有工程应用的指导意义。

6）燃烧模型的计算结果与分析

根据上面给出的模型及边界条件，对三种煤在不同风温、不同煤比、不同富氧率、不同颗粒、不同灰分的条件下进行了计算，然后分别对一种无烟煤和一种烟煤进行了计算，如表6-1所示，共计计算了116个工况。得到了速度场，温度云图、煤粉轨迹、CO浓度云图以及燃烧率等结果。典型的计算结果示于图6-1至图6-9。

表6-1  116个计算工况的参数

煤种	煤比（kg/t）	风温（℃）	富氧率（%）	粒度（μm）	灰分（%）
常村煤 五阳煤 漳村煤	100	900	—
		1100
		1250
	150	900	—
		1100
		1250
	200	900	1
		1100	3
		1250	5
无烟煤	150	1100
烟煤（大友煤）	150	1100
常村煤	150	1100		106
				75
				250
常村煤	150	1100			9
					10
					11

 

  

图6-1  1250℃风温时速度场             图6-2  900℃风温时煤粉轨迹

 

  

图6-3  900℃风温时温度云图              图6-4  1250℃风温时CO浓度场

  图6-5 不同煤比下温度对燃烧率的影响  图6-6 不同风温下富氧率对燃烧率的影响（煤比为200kg/t铁）

 图6-7  烟煤和无烟煤燃烧率对比  

        

  图6-8  不同粒度的燃烧率             图6-9  灰分对燃烧率的影响

通过计算得到以下结论：

a.三种煤。五阳煤燃烧率最高，其次是漳村煤，常村煤比漳村煤燃烧率低一点，但是差距很小。这种燃烧率的差距主要原因是挥发分及灰分的影响。

b.煤比。煤比越高燃烧率越低；在富氧1%的情况下，煤比为150kg/t铁时，理论燃烧温度最高；主要是因为当煤比太大，而富氧率不高时，煤粉挥发分析出要吸收热量，导致风口热量不足；煤比越高回旋区内CO浓度越大。

c.富氧。富氧率越高，燃烧率越高，对应的理论然燃烧温度也越高。富氧率提高，回旋区内CO浓度成降低趋势。

d.风温。风温提高，燃烧率升高；理论燃烧温度也随风温的提高而显著升高，而且提高的幅度较大；风温提高，CO浓度有所增加，但是增加的幅度不是很大。

e.高煤比，高风温配合高富氧率使回旋区内理论燃烧温度最高，燃烧率也是最高的。

f.烟煤和无烟煤。烟煤的燃烧率远大于无烟煤的燃烧率，主要是因为烟煤的挥发分比无烟煤大很多；喷吹烟煤时回旋区内CO浓度，比喷吹无烟煤大很多。

g.粒度。粒度越大燃烧率越低，理论燃烧温度越低，CO浓度越低，煤粉越不容易扩散；但是当粒度减小到一定程度时，燃烧率变化趋于平缓。

h.灰分。灰分越高，燃烧率越低，理论燃烧温度也越低。

i.挥发分和灰分比较。灰分对燃烧率的影响要大于挥发分的影响；也就是灰分增加一定百分比对燃烧率造成的负影响，要大于挥发分增加相同百分比对燃烧率的正面影响。

j.通过计算给出了温度场，浓度场，速度场和煤粉的轨迹；给出了一组比较直观的图片。

7）贫煤、贫瘦煤燃烧促进剂研究开发

<1> 煤粉燃烧促进剂的要求

    为提高煤粉燃烧性能，添加燃烧促进剂是一种有效手段。煤粉燃烧促进剂是通过一定的方法混合在煤粉中能够强化煤粉燃烧，提高燃烧率的单一物质或混合物质。作为高炉喷吹燃烧促进剂应达到以下要求：

a.具有破坏煤的大分子结构的化学性质。煤结构研究表明，煤分子结构属于复杂的大分子结构类型。燃烧过程是其大分子结构单元之间的桥键断裂的化学过程。因此，燃烧促进剂应对煤的大分子结构有破坏作用，从而促进煤的燃烧。

b.提供活性氧。煤粉燃烧过程首先是挥发分的燃烧，以后才是残炭的燃烧。挥发性气体在燃烧过程中消耗了氧，煤粉周围氧含量降低不利于残炭的燃烧。因此，燃烧促进剂应能在一定程度上提供活性氧以补充氧的消耗。

c.燃烧促进剂的热分解温度要尽可能与煤粉着火温度相一致。如果热分解温度太高，不能起到促进作用；反之，在较低温度下就分解，其促燃作用得不到充分发挥。

d.一般情况下化学物质的热分解具有吸热效应，燃烧促进剂在热分解的过程中同样需要吸热，为保证煤粉燃烧释放出的热量能够充分被利用，要求促进剂热分解时吸热作用要小，以免过量的热被促进剂消耗。

e.本试验研究的燃烧促进剂主要是应用于高炉喷吹用煤，因此必须考虑其对高炉的影响。一些对高炉不利的元素，例如钾，钠等元素应被排除在外。

f.添加方便。促进剂要均匀添加到喷吹煤粉之中。 如何结合高炉喷煤制粉、输送、喷吹等工艺过程，将促进剂加进去是促进剂使用过程中要解决的重要问题。选择促进剂必须考虑其添加使用的便利性。

g.安全。高炉喷煤工艺对煤粉的爆炸性是有严格要求的，而且煤粉制备形成、输送、喷吹设备内氧含量和温度都要进行检测控制。煤粉燃烧促进剂在这些过程中不能导致形成爆炸的因素，如释放氧气，提高温度，产生火花等。

<2> 试验用的促进剂

促进剂种类繁多，它包括碱金属、碱土金属和过渡元素的氧化物、氢氧化物及其盐类，其中应用最多的是碱金属、碱土金属的盐类。

选用促进剂应尽量做到废物利用。不少工农业废物可能是性能优良的促进剂，例如含有大量Ca（OH）₂的造纸黑液 、用完废弃的电石、含有NaOH的石灰水、农家废弃的草木灰等等，甚至锅炉渣和水分除渣的废水，都可用做促进剂，就地取材，因地制宜，设计适合局部地区使用的促进剂配方是非常重要的。对于高炉喷吹用煤燃烧促进剂，应首先能促进气相燃烧，加快挥发分燃烧，迅速补充热解温度，提高燃烧温度。

 此次试验研究选取了一号促进剂,、二号促进剂，三号促进剂，四号促进剂，五号促进剂进行研究，其中静态燃烧促进剂为一号促进剂、二号促进剂和三号促进剂；喷吹燃烧促进剂为一号促进剂、 二号促进剂、三号促进剂和四号促进剂；爆炸性能试验用促进剂为一号促进剂、 二号促进剂、三号促进剂、五号促进剂。

<3> 促进剂对煤粉静态燃烧性能的影响

 将煤粉放入马弗炉中静态燃烧，然后用灰分失重法计算出煤粉在马弗炉中的燃烧率。一号促进剂，二号促进剂，三号促进剂三种物质的不同添加比例用于常村煤的燃烧率示于表7-1。

在试验范围内，常村煤煤粉的燃烧率与一号促进剂添加量几乎成线性增加关系。当添加量达到6%时，燃烧率可提高10%以上。添加量较低时，二号促进剂的促燃效果不够明显，而当其添加量超过2%时，其促燃作用增强。三号促进剂含量较低时，对煤粉燃烧有一定的促进作用，然后，随着含量的增加，煤粉的燃烧率迅速降低。对于所试验的三种促进剂来讲一号促进剂助燃效果最好，其次是二号促进剂，三号促进剂效果最差。

表7-1 静态燃烧试验的燃烧率结果

<4> 促进剂对煤粉喷吹燃烧性能的影响

喷吹燃烧试验是在如图7-1所示煤粉燃烧性测试装置上进行的。 试验所用的煤为常村煤，试验内容示于表7-2，其中每个试验工况试验2次。

图7-1 燃烧装置示意图

表7-2 喷吹燃烧试验工况

 

喷吹燃烧试验的数据见表7-3。煤粉的喷吹燃烧率随一号促进剂添加量增加而增加，但当一号促进剂添加量较低（＜2%）时，燃烧率增加较缓慢，而当其添加量继续增加时，煤粉燃烧率可以显著提高，加入5%的一号促进剂可使燃烧率提高大约25%。与静态燃烧相比，煤粉喷吹燃烧所对应的燃烧率较高。

二号促进剂对常村煤粉燃烧有促进效应，且燃烧率随着二号促进剂添加量增加而增加，当二号促进剂添加量达到5%时，煤粉燃烧率可增加12%。从表7－3可知二号促进剂添加量在2%左右时，其促燃效果最差。

加入1%的三号促进剂时燃烧率能提高6%左右，当增加三号促进剂的添加量时燃烧率明显下降。

四号促进剂对煤的燃烧促进作用不明显，并且加入过多四号促进剂使煤的灰分增加，不利于煤粉燃烧，燃烧率也相应下降。其变化趋势与静态燃烧率的变化趋势基本相同。

表7-3 喷吹燃烧试验结果

无论是静态燃烧试验还是喷吹燃烧试验，四种促进剂中一号促进剂的效果最好，在半工业试验中加入3%、5%的一号促进剂使常村煤的燃烧率分别提高14%、25%。这主要是由于一号促进剂中的阳离子的促燃作用和促进剂热分解出活性氧两者共同作用起到了提高燃烧率的作用。

二号促进剂对常村煤的促燃效果也较好，在半工业试验中最多使常村煤的燃烧率提高了10%左右。其原因主要是二号促进剂中的阳离子的促燃作用，因而提高了煤粉燃烧率。

三号促进剂和四号促进剂都有一定的促燃作用，并且都表现在添加量小于2%的情况下，当添加过量时都使得燃烧率下降。这主要是两方面的原因造成的：第一，三号促进剂和四号促进剂的促燃作用主要是由于其离子交换造成的，并不是靠释放出活性氧来提高煤粉燃烧率的。这两种促进剂在高温下分解量有限，因此添加过量时加重了煤样的灰分，最终表现为燃烧率下降。第二，由于本次试验均采用直接添加促进剂的方法，机械混合的分散性很差，以至于这两种物质促燃效果不明显，如果采用浸渍加入的方法三、四号促进剂的促燃效果应该要比目前的机械混合好。

<5> 促进剂对煤粉爆炸性能影响的试验研究

本课题对常村煤粉加入一号促进剂，二号促进剂，三号促进剂，五号促进剂后的爆炸性能在返回火焰测量仪进行试验，为煤粉燃烧促进剂的工业应用提供安全性能依据。实验结果示于表7-4。返回火焰长度由光电转换器测得后直接将数据传送给计算机，由计算机记录并打印出结果，其结果显示原煤返回火焰长度为零，不具爆炸性。由于此次试验采用的常村煤挥发分较低，原煤的返回火焰长度为零；加了一号促进剂，二号促进剂和三号促进剂的煤粉存在返回火焰现象，但最长的火焰长度也不超过10mm，说明不具有明显的爆炸性，可以保证高炉喷吹的安全可行。

 

表7-4  添加促进剂后返回火焰长度

 

8）贫瘦煤用于高炉喷吹的工业性试验研究

从1999年开始先后在鄂城钢铁公司、天铁冶金集团公司、武汉钢铁公司、唐山钢铁公司、首钢集团等钢铁公司的炼铁厂近二十座高炉上进行了长期的工业试验。高炉容积有大有小，代表性强，煤比都达到100kg/t铁以上，高的大于200kg/t铁。

<1> 天铁集团炼铁厂贫煤、贫瘦煤单喷工业试验

天铁集团炼铁厂共有炉容300立方米到743立方米高炉5座，总容积2600立方米，年生产铁约250万吨。从1999年开始高炉喷吹贫煤、贫瘦煤。采取的工艺为原煤从煤场通过原料槽和给煤机送到球磨机粉碎，然后由粗粉分离器和细粉分离器分离将粒度合格的煤粉收集到粉煤仓，再通过仓式泵将煤粉通过输粉总管道以及煤粉分配器送到各高炉的风口，经喷枪喷入高炉风口回旋区。

工业试验首先在300立方米高炉上进行低比例添加贫煤、贫瘦煤的喷吹试验，然后逐渐提高添加比例，直至全部采用贫煤、贫瘦煤喷吹，最后扩展至5座高炉全部喷吹贫煤、贫瘦煤。期间配合贫煤、贫瘦煤工业试验，结合天铁高炉喷煤系统的具体情况研发了高压容器的充压和流化均使用氮气、控制制粉系统氧气含量、全负压制粉等适应的喷吹安全技术。

5座高炉全部喷吹贫煤、贫瘦煤后，在热风平均富氧1%～2%；平均煤比150kg/t铁，最高到180 kg/t铁，置换比为0.9以上；高炉日利用系数达到2.5。

<2> 鄂城钢铁集团有限责任公司贫煤、贫瘦煤单喷工业试验

鄂城钢铁集团有限责任公司是湖北省最大的建筑钢材基地，高炉总容积为1544立方米，1999年开始高炉贫煤、贫瘦煤喷吹试验。制粉系统采用“风扫磨”流程。喷吹工艺为采用单罐并列、总管加分配器。

鄂钢炼铁厂在高炉喷吹过程中，对单喷贫煤、贫瘦煤、单喷无烟煤、喷混合煤等方式的喷吹效果进行了对比试验与分析。试验结果表明：单喷吹贫煤、贫瘦煤比其他两种方式的喷吹效果更为显著，经济上更为合理。因此从2001年开始，鄂钢炼铁厂高炉喷煤全部采用贫煤、贫瘦煤，年喷煤总量达到30多万吨。置换比达到0.85，利用系数达到2.4至2.66。

<3> 武钢炼铁厂贫瘦煤与无烟煤混合喷吹工业试验

武钢炼铁厂有高炉5座，总容积为10949立方米。喷吹工艺流程原为无烟末煤场通过原料槽和给煤机送到球磨机粉碎，然后由粗粉分离器和细粉分离器分离将粒度合适的煤粉收集到粉煤仓，再通过仓式泵将煤粉通过输粉管道以及煤粉分配器送到各高炉的风口，经喷枪喷入高炉风口回旋区。

武钢技术中心根据贫煤、贫瘦煤的燃烧特性和安全特性，确定了贫瘦煤配煤比例按10％、20％、30％逐步提高，最高为40％，混合煤粉的挥发分不大于12％，进行了一系列的工业性试验。

混合煤喷吹工业试验是将混合煤粉制备好后，送到高炉喷吹站进行喷吹。混合煤粉由制粉间的仓式泵送到高炉喷吹站的过程中没有出现输送困难或管道堵塞及输粉管道压力大幅波动的异常现象。这说明混合煤粉的输送性能比较好。

高炉喷吹站在试验期间，喷吹压力稳定，喷吹罐出煤速度稳定，喷煤枪喷煤顺畅，混煤喷吹试验期间未出现喷煤枪堵塞，烧毁的故障，同样反映出混合煤粉良好的流动性。

试验期间将考察选取的煤样进行了显微结构分析和工业成分分析，在此基础上进行了不同贫瘦煤配比混煤的哈氏可磨性试验、不同配比混合煤粉的爆炸性试验、不同配比混合煤粉的最低着火温度试验等。通过考察喷吹贫瘦煤过程中的工况、主要的技术指标以及经济效益的计算与分析，可以得出贫瘦煤适用于高炉喷吹，是一种优良的煤种。通过以上试验可得出如下结论：

a.从煤质分析可以看出潞安贫瘦煤和鹤壁贫瘦煤都是低挥发分、低灰分、低硫的优质贫瘦煤，焦作无烟煤是一种低灰分、低硫的无烟煤，将此两种煤粉混合喷吹是可行的。

b.随着贫瘦煤在混煤比例中的增加，可磨性逐渐变好，在贫瘦煤不同的配比时，各种贫瘦煤对混合煤的可磨性的提高能力是不一样的。

c.焦作无烟煤无爆炸性，潞安常村贫煤、漳村贫瘦煤、鹤壁四矿贫瘦煤、鹤壁六矿贫瘦煤都为弱爆炸性的贫瘦煤。随着贫瘦煤配比的增加，混合煤的爆炸性逐渐有所升高，若贫瘦煤的混合比例不超过40%，其混合煤在制粉和喷吹过程中是不会出现爆炸性的。

d.以最低着火温度为393℃的焦作无烟煤为基础，随着贫瘦煤的配比增加，最低着火温度逐渐降低。

e.混煤喷吹有利于提高球磨机的生产能力，降低制粉能耗，此次试验在严格限制球磨机产量的情况下，球磨机台时产量最高增加了15%，在正常生产情况下，当贫瘦煤混合比为30%时，球磨机产量可提高20%～30%；混煤粉在输送和喷吹过程中性能优良，说明该混合煤粉具有较好的流动性；混煤喷吹较原无烟煤喷吹更有利于提高喷煤量，降低焦比，提高置换比，4#高炉和5#高炉焦比分别下降了17.23kg/t铁和8.44kg/t铁，喷煤置换比分别提高了5%和7%。

（3）特点：与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较

我国高炉过去常喷吹无烟煤。对无烟煤的喷吹性能进行研究表明，无烟煤具有固定碳高、热值高、置换比高、安全性好等优点以及着火温度高、燃烧性较差、燃烧率相对低等缺点，且我国无烟煤储量少，造成无烟煤供不应求，价格持续升高。因此，全喷无烟煤将面临着煤源缺乏、可选择性差、燃烧率低以及炉内未燃煤粉难消化等难题。目前我国喷吹无烟煤的高炉喷煤量少，效益不高，从而影响了无烟煤作为高炉喷吹用煤的效果与前景。贫煤、贫瘦煤与无烟煤相比具有着火温度低、燃烧性好、可磨性（HGI）高、硫分低、发热量高等优点，由于其挥发分、燃烧率都比无烟煤高，所以吸热量和要求的热补偿量比无烟煤多。如表1和图1所示。

表1  无烟煤与贫煤、贫瘦煤的各项喷吹性能比较

 

图1  无烟煤和高炉喷吹贫煤贫瘦煤的相关技术参数比较图

 

 

 

1989年鞍钢进行了大量基础研究，并对喷煤工艺进行了全面的技术改造，解决了喷吹高挥发性烟煤的安全技术问题。1991年宝钢引进日本喷吹烟煤技术，从此喷吹烟煤的钢铁企业逐渐增加。研究和应用实践表明高挥发分烟煤爆炸危险性大，安全设施投入大，而且在喷枪头及风口管壁上易粘附结渣。因此，我国发展喷吹烟煤和无烟煤的混合煤。由于混煤比例和性质是各个钢铁厂根据自己的高炉技术条件和原料条件确定的，没有统一标准，无法逐一比较。

国外高炉风温水平高，并且均具备一定程度的富氧，高炉提供热补偿的能力强，因此有条件喷吹高挥发分烟煤。其研究方向主要针对如何提高烟煤的利用效率。我国高炉的原燃料质量和提供热补偿能力这两方面均低于国外，没有条件完全喷吹高挥发分烟煤。在研究开发方面，国内外关于高炉喷煤的理论与技术研究主要集中在对无烟煤和高挥发分烟煤的性能研究领域。在已公开发表的文献和专利中有喷吹粉煤和细铁矿石的贫煤、贫瘦煤燃烧性能以及喷吹合理粒径、喷吹过程常规燃烧和富氧燃烧研究成果、高炉回旋区状态的数学模型；喷吹粉煤和细铁矿石的高炉回旋区状态的数学模型；高炉回旋区粉煤燃烧的理论分析；基于多相流概念的炼铁高炉瞬时数学模型；模拟高炉回旋区喷吹粉煤流和粉煤燃烧的三维数值模拟；在热空气流中添加化学燃烧助剂对粉煤的热解影响；高炉喷吹单粉煤燃烧效率的改进及燃烧机理，以及采用氧扩散控制燃烧率等问题；在试验高炉上进行风口富氧和800～1000℃情况下粉煤喷吹燃烧试验，以获取粉煤的燃烧效率等等方面的研究。   

而在喷吹贫煤、贫瘦煤的研究方面，目前的研究主要集中在对贫煤、贫瘦煤的煤质特性分析和市场前景分析两方面，尚无针对高炉喷吹贫煤、贫瘦煤的系统研究。

本项目系统地研究了贫煤、贫瘦煤的显微结构、燃烧性能、输送性能、安全性能，创建了高炉喷吹贫煤、贫瘦煤的系列集成技术，为高炉喷吹贫煤、贫瘦煤提供了完善的基础技术数据，填补了高炉喷吹贫煤、贫瘦煤煤种中基础技术数据方面的空白。系统地研究了贫煤、贫瘦煤喷吹安全行为研究，开发了高炉喷吹贫煤、贫瘦煤安全监控系统，解决了高炉喷吹贫煤、贫瘦煤的安全瓶颈问题。创建了高炉喷吹贫煤、贫瘦煤风口回旋区燃烧数学模型，可以系统地预测回旋区速度、温度、一氧化碳浓度以及煤粉燃烧率，并在高炉上得到了实际应用，可广泛用于不同高炉喷吹贫煤、贫瘦煤确定喷煤指标、优化喷煤操作工艺，大量节省高昂的工业试验费用。开发成功了高炉喷吹贫煤、贫瘦煤的专用燃烧促进剂。科技查新表明，以上研究国内外尚无类同报导。

过去，在煤炭与冶金行业贫煤、贫瘦煤被认为只宜用作动力煤，价格低廉。经过本项目基础研究开发，发现其是一种优质的高炉喷吹煤种，并且形成了完善的喷吹工艺和安全控制系统，因此得到冶金行业的广泛欢迎。煤炭行业也由此得到了巨大的经济效益。2006年仅潞安集团生产贫煤、贫瘦煤590万吨，产生经济效益11.1亿元。由于贫煤、贫瘦煤的可磨性好，燃烧性好，爆炸性弱，制粉成本低，置换比高，安全设施投入少，因此冶金行业喷吹贫煤、贫瘦煤的效益优于喷吹无烟煤与混合煤。自2003年以来潞安生产的喷吹煤共为冶金行业增加了50亿元的效益。（图2显示了近三年武钢、天铁和鄂钢采用贫煤、贫瘦煤高炉喷吹后新增经济效益情况。）

我国约有1500亿吨的贫煤、贫瘦煤资源，冶金行业每年的喷吹煤需求量在6000万吨以上，因此贫煤、贫瘦煤拥有巨大的市场竞争力。

 

图2  武钢、天铁和鄂钢采用贫煤、贫瘦煤后新增经济效益

（4）应用情况

潞安矿业集团1997年开始研究开发高炉喷吹贫煤、贫瘦煤技术以来，先后在鄂钢、天津铁厂、唐钢、武钢等企业进行工业性试验取得成功后，目前已在全国20余家钢铁公司大面积推广应用，并销售到日本、韩国等国外的一些钢铁公司。

潞安贫煤、贫瘦煤储量大，质量稳定，2006年生产煤炭3000余万吨，可为高炉喷吹用煤提供稳定的优质产品。2002年——2006年潞安销售喷吹煤产品1279.45万吨，应用该项技术，晋东南地区的郭庄煤矿、襄垣煤矿等地方煤炭企业也生产销售贫煤、贫瘦煤产品。将低价位的煤变成了高附加值的产品，为企业带来巨大的经济效益。

钢铁企业推广应用高炉喷吹贫煤、贫瘦煤技术，大大降低了制粉能耗，有利于提高喷煤量，降低焦比，从而降低炼铁成本。据测算，2006年全国高炉喷吹贫煤、贫瘦煤1156万吨，每吨铁节约成本70.95元，取得经济效益50余亿元。通过高炉喷吹贫煤、贫瘦煤实践表明，各项技术指标满足高炉喷吹的要求，并有利于控制环境污染，是一种理想的高炉喷吹用煤。

我国是炼铁大国，年喷煤量持续快速增长，预计将达到每年6000万吨。同时我国有约1500亿吨的贫煤、贫瘦煤储量，贫煤、贫瘦煤高炉喷吹技术产品的开发成功，为资源丰富的低价值煤带来高附加值的巨大市场空间，通过技术的转让和辐射，对于我国节约焦煤战略资源，实现炼铁工业结构优化，提高钢铁质量，节能降耗具有重大的促进作用。因此，该成果具有非常广阔的推广应用前景。

发现、发明及创新点：（1）第一次对贫煤和贫瘦煤的理化性能、显微结构、喷吹性能以及输送性能进行全面的研究与分析，丰富了高炉喷吹用煤的技术数据；成功地将贫煤、贫瘦煤开发成为优质喷吹煤。

（2）首次系统地确定了贫煤、贫瘦煤爆炸行为参数，研究了煤比、富氧、风温等喷煤工艺因素对贫煤、贫瘦煤爆炸行为的关系，揭示了贫煤、贫瘦煤喷吹安全行为特征，开发了贫煤、贫瘦煤喷吹安全监控平台，形成了系统的贫煤、贫瘦煤喷吹安全控制技术。    

（3）采用红外热像等先进的实验手段，对贫煤、贫瘦煤在高炉内的燃烧方式、常规燃烧以及富氧燃烧进行了系统研究，首次揭示了贫煤、贫瘦煤喷吹燃烧特性。

    （4）首次建立了高炉喷吹贫煤、贫瘦煤煤粉在风口回旋区的燃烧数学模型，实现了对不同成分、不同粒径的贫煤、贫瘦煤煤粉在不同风温、煤比、富氧率条件下风口回旋区的轨迹、速度场、温度场、CO浓度场以及燃烧率进行定量预测，为指导冶炼行业各种高炉喷吹贫煤、贫瘦煤操作和工艺优化提供了技术手段。

（5）首次研制成功了提高贫煤、贫瘦煤煤粉燃烧效果的五种促进剂，并在不同添加比例条件下对贫煤、贫瘦煤煤粉进行了静态燃烧、喷吹燃烧试验以及爆炸性试验进行了系统研究。

应用情况：潞安矿业集团1997年开始研究开发高炉喷吹贫煤、贫瘦煤技术以来，先后在鄂钢、天津铁厂、唐钢、武钢等企业进行工业性试验取得成功后，目前已在全国20余家钢铁公司大面积推广应用，并销售到日本、韩国等国外的一些钢铁公司。

潞安贫煤、贫瘦煤储量大，质量稳定，2006年生产煤炭3000余万吨，可为高炉喷吹用煤提供稳定的优质产品。2002年——2006年潞安销售喷吹煤产品1279.45万吨，应用该项技术，晋东南地区的郭庄煤矿、襄垣煤矿等地方煤炭企业也生产销售贫煤、贫瘦煤产品。将低价位的煤变成了高附加值的产品，为企业带来巨大的经济效益。

钢铁企业推广应用高炉喷吹贫煤、贫瘦煤技术，大大降低了制粉能耗，有利于提高喷煤量，降低焦比，从而降低炼铁成本。据测算，2006年全国高炉喷吹贫煤、贫瘦煤1156万吨，每吨铁节约成本70.95元，取得经济效益50余亿元。通过高炉喷吹贫煤、贫瘦煤实践表明，各项技术指标满足高炉喷吹的要求，并有利于控制环境污染，是一种理想的高炉喷吹用煤。

我国是炼铁大国，年喷煤量持续快速增长，预计将达到每年6000万吨。同时我国有约1500亿吨的贫煤、贫瘦煤储量，贫煤、贫瘦煤高炉喷吹技术产品的开发成功，为资源丰富的低价值煤带来高附加值的巨大市场空间，通过技术的转让和辐射，对于我国节约焦煤战略资源，实现炼铁工业结构优化，提高钢铁质量，节能降耗具有重大的促进作用。因此，该成果具有非常广阔的推广应用前景。

经济效益：                                      单位：万元人民币
项目总投资额	280.00		回收期（年）	1.00
年 份	喷吹煤总销量	平均单价	取得经济效益	其他
2004	239.54万吨	299.76元/吨	24903.42万元
2005	285.11万吨	380.63元/吨	35885.88万元
2006	590.60万吨	423.35元/吨	111304.12万元
2007	700.8万吨	485.58元/吨	117821.01万元
2008	695.4万吨	824.73元/吨	301569.4万元
累  计	2511.45万吨		591483.83万元

社会效益：贫煤、贫瘦煤高炉喷吹技术的研究成果对贫煤、贫瘦煤在高炉上的推广应用起到了巨大的促进作用，为科学合理利用国家资源、提高煤炭企业经济效益和冶金企业经济效益奠定了坚实的技术基础，促进了煤炭行业和冶金行业的技术进步。研究成果对于我国开发利用煤炭资源、调整煤炭产品结构，开拓煤炭应用市场、稳定高炉喷吹煤源、提高喷煤效益、降低焦炭消耗、减小环境污染，具有巨大的社会效益和环境效益。

奖励情况：

获奖时间	获项名称	获奖等级	授奖部门（单位）
2004.3	贫瘦煤用于 高炉喷吹技术开发与应用	煤炭工业十大 科学技术成果奖	中国煤炭工业 技术委员会
2004.12	潞安煤用于 高炉喷吹技术开发与应用	特等奖	中国煤炭工业协会   中国煤炭学会
2005.02	潞安煤用于 高炉喷吹技术开发与应用	一等奖	山西省科技厅
2006.11	高炉喷吹贫煤、贫瘦煤 燃烧技术研究	一等奖	中国煤炭工业协会 中国煤炭学会
2006.12	高炉喷吹贫煤、贫瘦煤 安全行为研究及其应用	一等奖	国家安全监督管理总局
2007.12	贫煤、贫瘦煤 高炉喷吹技术开发与应用	二等奖	国家科学技术部

专利情况：“用于高炉喷吹的贫瘦煤的优化处理方法”项目成功获得国家专利号（中国  ZL200410030866.3）