CN1009207B - 由高炉炉渣制造炉渣砂(粒渣)的方法和装置 - Google Patents
由高炉炉渣制造炉渣砂(粒渣)的方法和装置Info
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Abstract
一种由高炉炉渣通过借助于高压水流粒化炉渣来制造炉渣砂(粒渣)的方法，为了减小或避免气态有害物质H2S和SO2散发到环境中去，将带有水蒸汽，粒渣和有害物质的高压液流直接喷入到一个贮水器内，使存留的余汽和还未洗净的有害物质H2S和SO2在一个冷凝器内被喷射水逆流冷却和冷凝，使蒸汽冷凝后存留的余气在冷凝器顶端排走，同时冷凝水还通过一个循环管道再输入到喷射器内。
Description
本发明涉及一种由高炉炉渣通过将喷头里的水喷入到液态渣流内粒化炉渣来制造炉渣砂（粒渣）的方法，其中使形成的粒渣-水的混合物在后面的一台脱水设备内脱水，将粒渣输入到一台分配设备内，使工艺用水在补偿由于汽化和存留在粒状体内残余水分形成的损耗以后再循环输入到喷头内，而粒化时形成的蒸汽和气体则被收集在一个粒状体-水混合物收集器上面的一个室内，本发明还涉及到一种实施上述方法有利的装置。
已知从铁矿石转化成生铁时在高炉内除了液态生铁外还在很大范围内形成高炉渣。每当开炉出铁时所形成的渣量，其重量约相当于生铁重量的三分之一，而炉渣部分的体积则由于炉渣比重较小而大于生铁部分的体积。
已知有各种不同的方法可用于把高炉炉渣通过粒化液态炉渣而直接产生一种高质量粒渣，这种粒渣具有较高的玻璃质部分的百分含量，均匀的颗粒组成和良好的磨碎性。然后可将已制成的粒状体贮存并运走以继续加工成建筑材料。
加工粒渣的一个重要步骤是脱水。对此已知有各种不同的方法和装置。（DE-PS1583，949，DE-PS2260，924）以及现代具有斗轮的脱水机，在这些脱水机内可使炉渣砂-水的混合物脱水到含有很少的残留水分，而工艺用水则可送回继续使用
（DE-OS2749.143，DE-OS2807.441和DE-OS2911.903）。用这些已知方法进行炉渣粒化是使大约1500℃的液态炉渣被一个由多个单股流组成的、来自喷头的温度为35-40℃的动力流所喷射，从而被处理成微小的粒渣。用这种方法时形成的水蒸汽带有大量H2S和SO2，特别是在利用含硫矿石时。尤其在骤冷炉渣时形成的水蒸汽所含有的有害物质H2S和SO2，它们留在蒸汽中直到经过一个烟囱排走。
因此本发明的任务是，按照上面所述方式研制一种下述的方法：分离出有害物质组分H2S和SO2或使之溶解于水中。
这个任务按照本发明通过下列措施基本上得到解决，将高压水流直接输入到一个贮水器内，使此时发生的蒸汽和气体部分地在贮水器内冷凝并用水喷洒余汽和余气从而使其冷凝，然后将此时还存留的余气再输回到喷头去。
通过上述本发明的措施，将掺有水蒸汽-气体和粒状体的压力驱动流直接喷射到一个大型贮水器内。此时由高压液流引起的贮水器内的冲击将促成剧烈混合同时改善散热。在贮水器上面的一个冷凝器内用喷射水进行逆流冷却并冷凝还存留下的余汽和还未洗净的有害物质H2S和SO2，由水吸收并结合到冷却水里的具有一定氧化势的氧化钙上。喷入到冷凝器内的水与从蒸汽和气体中所吸收的有害物质相结合通过一个泵站和冷却塔送到喷射器。在那里发生粒化过程期间所形成的石膏质点都附着在形成的粒渣上面并与粒渣一起排出。
蒸汽冷凝后存留的余气由空气以及微量的H2S和SO2组成，将我由冷凝器顶端排走，并经过循环管道再输到喷射器内，因此最后形成一个连续的气体循环。因为粒化喷射器并不需要新鲜空气，所以
其他不可避免的废气流被减少到0。
本发明还涉及到一种由高炉炉渣通过粒化炉渣来制造炉渣砂（粒渣）的装置，它具有一个使高炉炉渣输送到喷射器（喷头）去的渣沟，用喷头可把水喷入到液态渣流内，还具有一个后面带脱水装置的粒渣收集器，以及一个配置在粒渣收集器上方的风罩来吸收在粒化过程中形成的蒸汽和气体。这种装置特别适用于实施本发明的方法。
按照本发明将这样一种装置的烟囱做成冷凝器形式，在一个通风装置内有一个阀板，为由贮水器喷洒蒸汽和气体而装有喷嘴并在冷凝器的顶端至喷射器中间配置一个余气循环管道。
按照本发明的进一步改进，如果在循环管道内设置一个节流阀是特别合适的。
此外为了防止发生内爆，还在循环管道内设置一个减压阀。
按照本发明的另一个有利布置是在冷凝室内设置一个（多个）集水槽。
特别合适的是将若干喷嘴上下多排地装在冷凝器壳体内。
借助于附图来详述发明方法的措施和发明装置的特征及优点。
图1为一个炉渣粒化设备的流程图。
图2为一个粒化装置的示意图。
由图1的炉渣粒化设备的流程图可知，从高炉1来的液态炉渣通过渣沟2输入到具有一个喷头3和一个喷头5的喷射器4中。在图1所示的实施例中设置有二个粒化装置，装置是按同一方式构成的并在其内按同一方式进行各种反应，所以在以后仅仅描述一个粒化装置。
炉渣在渣沟2的端部经过一个孔落到喷射器4内。而从喷头5来
的高压水流带起炉渣一起前进并促使其向贮水器6方面加速流动。喷射器4的喷头5主要上由一个喷射板组成，板上则有许多直径较小的喷嘴。
喷头5的高压水流敞口式的轮廓被另一组喷头3的水流所覆盖。因此可以避免气体或蒸汽反冲到渣沟2上。喷头5的高压水流和喷头3的水流推动炉渣和流入到喷头内的气体一起进到贮水器6的水中。
炉渣由于高压水流的影响被粒化成很细的粒渣。在贮水器6以后所形成的粒渣-水的混合物通过一个最好具有某个坡度的排出管道18输入到一台或多台脱水装置19内。脱水装置19可由一个或多个料仓容器组成，粒状体就在其内沉积。然而脱水也可在（未示出的）脱水机内（例如借助于斗轮）进行。
贮水器6的上面配置有一个冷凝器9，其塞内配置有排成行的喷嘴10。冷凝器9装有一个通风装置13，其内设有一个平板式挡汽装置12。
喷嘴排列10的下面配置有一个或多个集水槽11，由槽通过一个回水管道21使冷凝水输入到一个（未示出）二次冷却器内。
通过一个喷水管道20给喷嘴10提供循环水。
高压水流输入到喷射器4或喷头5和喷头3通过高压水流输送管道8来进行。
冷凝器9具有一个顶端15，顶端上连有一个循环管道14，该管把冷凝器9中出来的余气再输入到喷射器4内。在循环管道14内配置有一个节流阀16以及一个减压阀17。
使工艺用水进入循环系统，以补偿挥发耗损和由于存留在粒状体中的残余水分的耗损。同样还形成了一个连续的封闭气体循环系统。
新方法和新的粒化装置的作用方式借助于图2来详细阐述，图2示意地表示这种粒化装置的一个横截面图。
炉渣粒化是通过下列措施来进行的，使喷射器4内从渣沟2来的约为1500℃的液态炉渣经受一个由多个单股流形成的压力驱动流驱动而被加工成细小的粒状体。此后这个压力驱动流由粒渣、水、水蒸汽和一些空气组成。在骤冷炉渣形成的水蒸汽内均含有H2S和SO2的组分。
掺有水蒸汽、粒渣和硫排出物的高压液流被直接地吹入到贮水器6内。因此引起了剧烈混合并增加了散热。还存留的余汽和还未洗净的H2S和SO2组分在冷凝器9内被喷嘴10来的喷水逆流冷却并冷凝。气态硫排出物由水来吸收并且经过冷却水排出，此时硫排出物与在其内的钙相化合。
蒸汽冷凝后存留的余气由空气以及微量H2S和SO2组成，其在冷凝器9的顶端被排走并经过循环管道14再输入喷射器4内。
渣沟2装有一个护罩7。这个护罩7的下面形成减小的静压。
压力驱动流和喷头3水射流的冲击要选成如此大，使由循环管14出来流入到喷射器内包括炉渣在内的气体能卷入到贮水器6的水中。冷凝器9内设置有一个一直伸进到贮水器6内构成一个水封的壁，因此可以防止气体和蒸汽逸出，并且冷凝器9内的减小的压力还能保持。
炉渣在贮水器6内与高压水流混合，此时发生了一个相应的热平衡。要是渣流很小则贮水器6的水温保持低于沸点。要是炉渣流入多则一部分水就在贮水器内蒸发。这种蒸汽和由喷射器输入到贮水器6中的气体向上升起并经集水槽11进入冷凝室内。用喷嘴10使输入
的喷水雾化并与上升的气体-蒸气流混合。所以在此也引起了热平衡和在气体-蒸汽流与喷水之间的物质交换。此时蒸汽被冷凝并用向下落的喷水冲洗再通过集水槽11和循环管道21继续输送到回水二次冷却器。可能继续上升的剩余气体与一部分剩余的蒸汽一起被收集在冷凝器顶部15内并经过循环管道14再输到喷射器4中。
为了防止在操作故障时可能发生内爆，在循环管道14内配置一个减压阀17。
起动过程期间冷凝器9内的温度和环境温度相同。接通高压水流和喷射水以后冷凝器9里的空气温度升高到水温。冷凝器里的空气此时作等压膨胀。相应的体积经过起阀门作用的平板挡汽装置12流到通风装置13内，并在那里排到大气中。这样逸出的空气是没有任何有害物质的。
通过把炉渣一压力驱动水的混合物推到贮水器6处在其水面下的水中和在冷凝器9内用喷嘴10的喷射水冷凝，使以H2S和SO2形式放出的气态硫实际上完全被分离或被凝结。存留的余量通过封闭循环内的循环管道14再循环到过程中，所以就没有可能使有害物质排放到大气中。一些位于粒化装置之后的粒化设备的部件，诸如热水器、冷却塔冷水罐、装卸设备和类似部件不再详述，因为这些均不是本发明的主题内容。
在附图中也未示所需的泵、阀和类似部件。
但是发明并不局限于所示和所述的一些实施例或工艺步骤。发明还包括所有本领域专业人员易做的变动，深化和简化所述措施和特征的部分和从属组合。
Claims (9)
1、由高炉炉渣通过将喷头的水喷入到液态渣流内粒化炉渣来制造炉渣砂的方法，其中使形成的粒渣-水的混合物在后面的一台脱水设备内脱水，然后将粒渣输入到一台分配设备内，使工艺用水在补偿由于汽化和存留在粒状体内的残余水份引起的损耗以后，再循环输入到喷头内，而粒化时形成的蒸汽和气体则被吸收到一个粒渣一水混合物收集器上面的一个室内，本发明的特征在于，将高压水流直接导入到一个贮水器内，使此时产生的蒸汽和气体部分地在贮水器内冷凝并用水喷洒余汽和余气，从而使其冷凝，将此时还存留的余气再输回到喷头上，在喷水作用下形成的冷凝物H2S和SO2被收集在贮水器上面的一个集水装置内并输入到水循环中。
2、按照权利要求1的方法，其特征在于，在喷洒面下方的冷凝空间内保持正压而在喷洒面上方则保持减低的压力。
3、按照权利要求1或2的方法，其特征在于，将粒化过程中形成的粒渣-水的混合物输入到一台或多台脱水机内。
4、按照权利要求1或2的方法，其特征在于，将形成的粒渣-水的混合物输入到一个（或多个）料仓容器内。
5、由高炉炉渣通过粒化炉渣制造炉渣砂（粒渣）的装置，具有一个使高炉炉渣输送到一个喷射器（喷头）上的渣沟，用喷头可将水喷入到液态渣流内，具有一个后面带脱水装置的粒渣收集器以及一个配置在粒渣收集器上方的烟囱来吸收其在粒化过程中形成的蒸汽和炉气，其特征在于，将烟囱做成冷凝器，在一个通风装置中有一个阀板，设置有由冷凝器喷洒蒸汽和炉气用的喷嘴，还在冷凝器的顶端至喷射器配置有一个余气循环管道。
6、按照权利要求5的装置，其特征在于，在循环管道内设置有一个节流阀。
7、按照权利要求5或6的装置，其特征在于，在循环管道内装有一个减压阀。
8、按照权利要求5或6的装置，其特征在于冷凝器内有一个或多个集水槽。
9、按照权利要求5或6的装置，其特征在于将喷嘴上下多排装在冷凝器的壳体内。
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