CN103196124A - 蒸发罐法渣处理工艺装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新的高炉渣处理、渣热能回收方法及装置。该方法渣处理过程完全在密封罐内进行，渣处理装置在渣的进出口部位设置了专门的渣输入输出设备，满足渣的密闭输入输出要求。新的渣处理方法罐内可以有水，靠渣入水中或喷水水淬产生蒸汽，也可无水，靠渣单喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物，以及采用机械破碎、喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物、空气中二种或二种以上冷却方式组合产生蒸汽及过热蒸汽，靠水汽化过程及蒸汽、过热蒸汽带走渣热，然后输出蒸汽加以利用。新的渣处理方法装置实现渣处理及热利用同时满足除尘过滤要求，一台装置满足多种工艺要求。新装置特点节水、设备简单、占地面积小、投资省、减少污水排放，实现了高炉渣热的二次利用，回收热效率高。

Description

蒸发罐法渣处理工艺装置

技术领域

  本发明属于钢铁冶金渣处理过程，二次能源回收技术，具体涉及一种液态炉渣热量回收装置。

背景技术

  高炉炼铁过程中，用大量的焦碳等燃料燃烧热熔化矿石冶炼出铁水，冶炼过程中同时产生大量的高炉液渣，这些高炉渣带有大量的显热。根据我国实际高炉生产数据，每炼一吨生铁生成约280-480kg的高炉渣，平均每炼一吨生铁按380kg渣计算，根据《炼铁学》介绍炉渣焓热1797.4KJ/kg，则每炼1吨生铁渣焓热为380kg×1797.4KJ/kg＝683012KJ。如果按标准煤7000千卡/kg计算，则每炼一吨生铁产生的渣的焓热相当于23.34kg标准煤的热量。如果全国生铁年产量按4亿吨计算，每年因高炉渣带走热相当于933.7万吨标准煤，按现煤价计算相当于140.05亿元。

  目前全国来看高炉渣热能利用率极低，我国现高炉渣处理全部采用水淬法，所谓的利用就是部分企业在高炉渣水淬冷却过程中产生的热水用于冬季取暖，由于受到供热区域、流量等条件的限制，现渣热能利用率不足15％。而且春、夏、秋三个季节不能使用，大量热通过风冷或外排水排掉，既污染环境又浪费能源。炉渣物理热的利用是目前钢铁企业重要的节能方向之一。

  目前国内外炉渣显热利用的研究不少。重庆大学200620110985.4专利公开了一种高炉渣热回收装置。该方法采用液渣直接入安装有旋转轮的密封容器里，红的热渣落到旋转轮上被电机带动的高速旋转轮抛出，开始粒化并冷却，同时空气被加热，热的空气经风机引出进入热交换器，热交换器交换出的热空气再加以利用。东北大学200510047090.0专利公开了一种炉渣热回收装置。该方法采用高速旋转粒化轮将渣粒化，粒化后的渣落到钢带输送机上，输送过程中通过风机冷却产生气渣热交换，加热的空气送到余热锅炉产生蒸汽，并加以利用蒸汽。俄罗斯RU2018494专利公开了一种《渣处理方法及实施装置》。该方法是高温液态炉渣被注入放置的滚筒内，当炉渣与置于滚筒内的钢球接触时被急冷，炉渣由液态转成脆状可塑态并凝固在球体表面，由于球体的运动和彼此碰撞，炉渣被破碎成700℃左右粒壮的固态渣，固态渣连续输送到气渣交换器内与循环气体进行热交换。NKK公司将熔融的炉渣通过管道注入2个转鼓之间，转鼓连续转动将渣挤压形成一层薄渣片，转鼓内通入交换气体冷却渣，热气体回收用于发电、供暖等。这些渣处理及热回收方法归结起来基本都是采用不同的渣的粒化冷却方法先把热渣粒化，然后在热渣输送、下落过程中进行气体热交换，提取渣热。其共同特点是高炉渣的冷却介质都是空气，即主要靠空气带走渣热，因此可以理解为空气冷却型。由于空气比热值小，没有水的汽化吸热过程，因此冷却空气用量大，设备复杂，风机功率大。

现有的高炉渣处理方法也不少，有拉萨法(RASA)、INBA法、轮法、明特法、沉淀池等多种方法，这些方法归结起来其共同特点是采用了不同的工艺装置把热渣水淬粒化，用不同的装置使渣水分离后输出，即主要靠水带走渣热，因此可以理解为水冷却型。由于生产水温不许超过85℃的限制，渣水比一般达到1∶10，耗水量极大。

本人2007年11月申请号200710157873申请了一种《高炉渣处理及渣热能利用方法及实施装置》，该工艺也把渣处理过程放置在处理罩内的沸腾釜中进行，釜内盛满水靠渣入水中水淬产生蒸汽，然后再利用蒸汽。它的特点是属于的冶金领域所说的泡渣工艺特征，由于当时没有解决渣处理装置中渣入口与出口的密封喂料问题，以及原始设计上的缺陷，该方法产生蒸汽主要是低温不饱和蒸汽，由于蒸汽压力及热值比较低，只能用于取暖、解冻、热水等。本人2008年申请号200810229364申请了一种《蒸汽循环法高炉渣热能利用及渣处理实施装置》，该渣处理方法采用是渣不入水中，靠密封容器内对渣喷少量的水产生蒸汽，再循环该蒸汽的办法冷却渣，即渣热主要是靠水淬产生蒸汽及循环该蒸汽带走的，这样造成产生的蒸汽具有足够的过热度，以利于锅炉换热、发电等。

新的蒸发罐法渣处理工艺装置主要是针对本人的《高炉渣处理及渣热能利用方法及实施装置》专利装置结构及工艺方法的改进设计，该改进主要是从三个方面进行的：

一是方法的拓宽。原的渣处理工艺方法采用釜内盛满水，采用渣入水中水淬产生蒸汽，靠蒸汽带走渣热，产生的蒸汽直接输出，在渣处理上该方法属于现冶金行业所说的‘泡渣法’工艺。新的工艺方法采用罐内可以有水，靠渣入水水淬或入水与喷水同时水淬产生蒸汽；也可无水，靠单喷水、单喷蒸汽或喷汽水混合物产生蒸汽及过热蒸汽；或者采用机械动能、喷水、喷汽水混合物、喷蒸汽、空气等二种或二种以上冷却方式组合产生蒸汽及过热蒸汽，靠水汽化过程及蒸汽、过热蒸汽带走渣热，而后利用蒸汽。新的蒸发罐法渣处理工艺蒸汽已不是单纯的渣入水中水淬产生的，还有直接喷水、喷汽、喷汽水混合物，以及水、蒸汽、汽水混合物、机械等动能破碎多种组合渣处理形式产生的，这样就不能再说是‘渣入水中水沸腾产生蒸汽带走渣热’，而应该说是渣靠水、汽或动能破碎，靠水汽化及蒸汽、过热蒸汽带走渣热。新的渣处理方法装置当不用渣入水的水淬过程，而采用完全的喷水冷却渣时，由于罐内是密闭的，该装置方法又近似现冶金行业说的‘闷渣法’工艺方法，而采用单喷蒸汽或汽水混合物冷却渣时，又形成一新的“闷渣”工艺方法。新的渣处理方法当采用机械破碎、喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物、空气中二种或二种以上方式组合时，又形成一种组合方式的新的“闷渣”工艺方法。如果采用上述的‘闷渣法’工艺过程时，出渣温度一般较高，此时再采用空气进行二次冷却渣时，又形成新的蒸汽与空气共同冷却渣的新的工艺方法。新的渣处理方法装置同时实现‘闷渣法’与‘泡渣法’的工艺过程，以及一种新的‘闷渣法’工艺方法，一套装置满足‘闷渣法’的同时满足‘泡渣法’的工艺，还满足水、蒸汽、汽水混合物、机械动能破碎等多种组合的渣处理工艺形式，即满足渣处理、渣输入输出，也满足渣的热利用、除尘工艺等要求，一套工艺装置集合出了满足了多种工艺过程、工艺需求的方法，因此新的工艺方法装置具有独特的新颖性和创造性。

二是工艺上的改进。新的蒸发罐法渣处理工艺装置罐可以单罐布置，也可以根据需要采用多罐布置。罐既可以根据需要布置在高炉出渣口部位，也可以集中布置在某专用的渣处理场。高炉渣既可以通过渣沟直接进入渣处理罐中，也可以通过罐车等运送到渣场，通过翻车、吊车等方式将渣倒入渣处理罐中。工作方式可以采用单罐逐一运行，也可以采用双罐并联运行。新的罐法渣处理工艺与蒸汽循环法高炉渣工艺主要差别在于工艺不同，罐法产生的蒸汽一般直接输出利用，没有二次循环过程，而蒸汽循环法高炉渣处理工艺产生的蒸汽循环冷却渣，工艺及方法不同系统装置也就存在较大差异。

三是结构上的改进。新的装置取消了原申请的处理罩及沸腾釜，采用了一个蒸发罐替代处理罩及沸腾釜，渣处理装置的进出料口部位增加了密闭输入、输出料装置，通过密闭输入、输出料装置实现罐进出渣口密封。由于新的装置进出渣口实现了密封使罐内工作压力也相应提高，进而提高了蒸汽输出温度及压力，蒸汽输送风机也可根据需要取消，即使保留功用也发生了变化。为了保证蒸汽出口压力平稳，新装置增加了出口压力调节阀。由于新装置采用了整体罐式结构，罐的内部增加了的水浴除尘或过滤除尘及旋风除尘结构，新的渣处理系统也可以根据需要取消或部分取消除尘器。新的渣处理装置既可以满足单喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物，也满足渣入水水淬、机械破碎加空气冷却渣的工艺要求，同时也满足机械破碎、喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物、空气中二种或二种以上方式组合时的渣处理工艺要求，既满足‘泡渣法’的工艺技术要求，同时也满足“闷渣法”工艺技术要求，一套装置内实现渣处理、渣输入输出、渣的热利用等多种工艺技术要求，因此新的工艺装置结构具有独特的新颖性和创造性。

结果的变化。由于新的渣处理工艺方法、结构的改变，进而使输出产品结果发生了质的改变。首先产生蒸汽温度、压力大幅提高，产生蒸汽质量发生了质的飞跃，产生的蒸汽可直接输出利用，其次新的渣处理方法产生渣由仅产生水渣变为水渣干渣共存可调形式，如采用干渣生产模式时，则干渣与水渣无论硬度、粒度、玻璃化率等物理性能，以及输送、使用途径都发生不同程度的变化，进而改变了装置的输出产品结果。尽管新的蒸发罐法渣处理工艺同样也包含了渣入水产生蒸汽过程，但是装置的安装、结构、工艺方法，以及产生的蒸汽的效果都发生了大的变化，属于重大的结构、工艺改进，因此重新提出。

发明内容

针对200710157873申请了一种《高炉渣处理及渣热能利用方法及实施装置》的不足，本发明提出一种新的炉渣处理及热能回收装置。新的工艺装置采用了蒸发罐式结构，罐内可以有水，靠渣入水水淬或入水与喷水同时水淬产生蒸汽；也可以无水，靠单喷水、单喷蒸汽或喷汽水混合物产生蒸汽及过热蒸汽；还可以采用机械动能、喷水、喷汽水混合物、喷蒸汽、空气等二种或二种以上冷却方式组合渣处理产生蒸汽及过热蒸汽，靠水汽化过程及蒸汽、过热蒸汽带走渣热，而后利用蒸汽。该装置采用罐式结构，罐的内部增加了的水浴除尘或过滤除尘及旋风除尘结构，进出渣口部位采用了密闭的渣输入输出装置实现渣的密闭输入输出，蒸汽输出口增加了出口压力调节阀等。新的渣处理装置既可以满足单喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物，也满足渣入水水淬、机械破碎加空气冷却渣的工艺要求，同时也满足机械破碎、喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物、空气中二种或二种以上方式组合时的渣处理工艺要求，既满足‘泡渣法’的工艺技术要求，同时也满足“闷渣法”工艺技术要求，一套装置内同时实现渣处理、渣输入输出、渣的热利用多种工艺技术要求。

上述方法中，当采用喷水、喷汽、喷汽水混合物或采用组合方式冷却渣时，由于喷水、汽量可控，此时可产生干渣，即干式渣生产工艺模式，这样将给生产带来很多方便，同时便于在渣输送过程中提取渣中铁。

本发明渣处理装置蒸发罐可以根据需要布置在高炉出渣沟附近，每一出渣口布置一个，或2-4个，高炉渣通过渣沟转换装置直接逐一进入渣处理罐中，也可以通过中间罐翻入或吊车等倒入渣处理罐中。蒸发罐还也可根据需要布置在与高炉较远位置，设置专用的渣处理场，采用多个蒸发罐集中布置，高炉渣可以通过罐车等运送到渣场，通过翻车、吊车等方式将渣倒入渣处理罐中。多个罐集中布置形式也适合于炼钢钢渣处理。多罐布置时工作方式可以采用单罐逐一运行方式，也可以采用双罐并联运行工作方式，工作方式近似炼铁的热风炉。

本发明单个蒸发罐装置主要有以下几个部分组成：水池1、泵2、蒸发罐3、渣输入设备4、渣输出设备5、风机6、压力调节阀7等部分组成，其中蒸发罐3是密闭容器，容器可以根据需要采用钢板以及耐火材料等材料制造，罐内有一个套层，里层下部设a部挡板，挡板下部根据需要插入水中或粒渣料中，这样罐内通过水或物料被分成二个封闭空腔，内层空腔为渣处理腔区域，外层空腔是除尘过滤区域，内层空腔产生的蒸汽必须达到一定压力才能绕过a部挡板的水或物料阻碍，这样通过水或物料的料层自然形成了匀流稳压、过滤除尘、换热、脱水过程。由于罐外层空腔采用了旋风除尘结构设计，使蒸汽经过该空腔时实现了二次除尘脱水过程，经过了二次除尘过滤后的蒸汽一般可直接使用，可不需重新设置除尘器除尘。

本发明单个蒸发罐装置的罐内不排除不用套层结构设置，而采用单一空腔形式。也不排除在空腔内设置其它如挡板、腔室、结构等的结构调整设置，比如为了增加换热时间、换热效率在渣处理容器内设置换热流化床、固定床；或者为了增加除尘效率设置其它除尘档板、结构装置；或者为了提高渣粒化效果设置机械破碎装置；以及设置浮渣或渣提升装置等，不排除在该渣处理容器内以提高渣处理、热利用、除尘过滤效果及多种工艺过程为目的部分结构调整设置。

本发明多个蒸发罐布置形式是以单罐为基本单元的数量相加组合，罐罐间一般采用并联形式，不过多罐布置时一般根据需要其中部分设备可互相借用、串用，如泵、风机等可共用。另外多罐布置时渣场一般都远离高炉，渣沟一般难以直接进入罐中，因此设备一般还应设置渣的渣罐倾到装置、运输系统，设置起到匀流、稳压、储汽作用的储气罐，以及设置渣分罐供料装置、储料装置等，这里渣罐倾到装置可包括罐车直接倾倒装置或者通过吊车等提升装置提升后的倾倒装置；这里渣分罐供料装置可以是渣沟式或罐倒入式的；这里储料装置可以是罐型或沟、槽型的，本发明不排除根据现场、实际需要对上述设备、装置进行增、舍的调整过程。

本发明蒸发罐法渣处理工艺装置在采用少喷水、蒸汽、汽水混合物加机械粒化冷却渣的情况下，出渣的渣温一般较高，为了进一步利用渣热，降低出渣温度或提高冷却速度，还可通过风机用空气对渣进行二次冷却，这样罐内就形成蒸汽与空气共冷的状态，这样又形成又一干渣产出方式。

本发明渣处理装置采用一个蒸发罐替代了原装置的处理罩及沸腾釜，在渣进出口部位设置了输入及出料装置，实现了密闭输料，这样罐内工作压力也相应提高，进而提高了蒸汽输出温度及压力，这样风机也可以取消。为了保证蒸汽出口压力平稳，新装置增加了出口压力调节阀。这里讲的渣口密闭输入、输出料装置中的密闭主要是针对渣沟直接开口接入相对而言的，他的密闭形式可以是完全型的密闭，也可以是半开口的不完全型密闭；渣的输入输出装置具有广泛性，可以是现有旋转密封阀式结构的下料阀，串并联罐式的下料罐，螺旋、斗式等类的提升机，或特殊阀门装置结构，以及采用如汽封、液柱液面差等密封结构，或者上述结构、装置结合结构等形式。

本发明优点是：拓宽了原申请渣处理装置的工艺方法，满足了罐内有水的‘泡渣法’工艺，同时也可实现罐内无水的‘闷渣法’工艺过程，还可喷水和入水同时进行，既有‘闷渣法’同时也有‘泡渣法’的工艺过程，既可以满足生产水渣方式，同时还可以满足生产干渣方式。因此新的工艺方法更全面，更合理。同时在装置的结构上也做了较大的改进，采用了罐取代了原有的处理罩及沸腾釜，增加了渣输入设备及输出设备，提高了输出蒸汽温度及压力，采用了套层结构设计，实现了水浴除尘、过滤除尘同时实现旋风除尘，该装置实现渣处理同时满足除尘要求，大大拓宽了装置功用及效率，使一套装置满足多种工艺需要。

进一步说优点是：比水冷节水。现有的拉萨法、INBA法、轮法、明特法、冲渣法等渣处理方法靠水淬水吸热使渣冷却，可以理解为水冷型。我们知道1kg40℃的水变成100℃蒸汽吸收的热是40℃的水变成80℃吸收热的14.94倍，1kg的渣采用40℃的进行水淬，分别变成80℃的水和直接变成100℃蒸汽，用水量降低93％左右(理论)，如果采用喷少量的水、蒸汽、汽水混合物，以及与机械破碎共同冷却粒化渣的话，此时产生蒸汽、过热蒸汽，则用水量会更低。新的渣处理方法采用了直接换热方式，简化了渣处理及热利用工艺过程，节水效果十分明显。

进一步说优点是：比风冷节能：以重庆大学、东北大学、NKK公司、俄罗斯RU2018494专利为代表的渣热能利用方法，都是采用的先破碎渣，而后用空气为载体带走渣热，经锅炉换热实现渣热能利用，这些方法可以理解为风冷型。我们知道水的比热4.2kJ/kg左右，汽化热2258.4kJ/kg，而空气的比热0.24kJ/kg左右，日产6400吨铁高炉渣铁比按400kg/t计算，经计算如用空气冷却渣的话风机功率超过1600kw，如此大的风机放在渣流量难以稳定的高炉附近，风机频繁启停就是个问题，更不用计运行费用了，新的渣处理方法基本不用风机，水泵功率也是较小的，因此该方法节能、实用。

进一步说优点是：该渣处理设备装置采用了一个罐式密封容器，外加一个渣输入设备、一个输出设备等组成，一台设备装置满足炉渣处理同时实现热利用，以及蒸汽的除尘、脱水、过滤等多种功用，因此该设备装置简单、维护容易、占地面积小、投资省。

进一步说优点是能耗低：现有的渣处理方法用水量大，水量大必然造成水泵送水、循环及冷却等电机功率成倍数加大，蒸发罐法渣处理工艺仅需要功率不大的水泵，即使采用风机功率也不大，其节能效果十分明显。

进一步说优点是实现了渣热利用：蒸发罐法渣处理工艺的热交换完全是在密闭容器里进行的，靠直接换热产生高压蒸汽，蒸汽可直接利用，热损失主要是系统散热损失，仅占总热的很小部分，因此热效率高，经初步计算渣处理部分热效率达85％以上。

进一步说优点是免除了现有的渣处理方法对周围设备的腐蚀和对大气造成的污染：现有的渣处理方法中，产生的渣水部分外排，同时水与红渣直接接触产生大量含碱性物资的蒸汽及大量的CO₂，自由排放对大气污染及附近设备造成腐蚀。而蒸发罐法炉渣处理工艺蒸汽完全控制在一个封闭的系统里，没有外排不会对大气造成污染，非常适合当前节能减排形势。

进一步说优点是为提取渣铁创造条件：该渣处理设备装置采用的是罐式容器，在渣处理后的渣输出过程中采用磁选提取渣铁方便容易。

附图说明

图1是本发明蒸发罐法渣处理工艺装置结构示意图。

图2是本发明采用多罐布置时平面布置示意图。

下面结合附图和具体实施方式进行进一步对本发明进行阐述。

具体实施方式

如图1所示，单罐系统主要由水池1、泵2、蒸发罐3、渣输入设备4、渣输出设备5、风机6、压力调节阀7等部分组成，其中，蒸发罐3是密闭容器；泵2根据需要不同可采用单台或双台或高低压配置，泵可以是水泵也可以是气泵或蒸汽生成加压的锅炉装置等，也可以是高低压的二个水泵或汽、水的二个装置；渣输入输出设备设置在渣处理装置进出渣口部位，满足密闭输料目的，该设备可以是旋转密封阀形式的喂料机、下料阀，也可以是单罐或串罐形式下料装置，特殊的阀门，还可以是螺旋输送机等形式；风机可以是鼓风机或引风机，并可根据需要进行调整，当罐内压力较低时，用引风机，当罐内压力较高时不用风机，也就是说此时系统无风机，为了降低出渣温度当采用空气冷却渣时，此时需用鼓风机。渣处理装置也可根据需要布置在高炉出渣沟附近，也可以布置在其它部位。

如图2所示，图上是四罐式渣处理系统的平面布置示意图，多罐布置形式是单罐系统的简单并联，罐可以采用1-6个或更多(图上四罐)。多罐系统除包含单罐系统装置外，一般还由储渣罐1、流渣沟2、蒸发罐3(a、b、c、d)、渣分罐装料装置摆动渣沟4、储气罐5、干渣输出装置6、渣罐倾到装置7等部分组成，其中所述储渣罐是以储存匀流渣作用的，如渣处理系统布置在高炉附近或采用罐车倒入形式进料时，此时储渣罐可取消；所述流渣沟如采用罐车倒入形式进料时，其也可取消；所述摆动渣沟是渣分罐装料装置，其装置还可以是摆动罐、倾翻罐、槽或提升装置等，当采用罐车倒入形式进料时，其可取消；所述储气罐是安装在蒸汽输出管路上以满足输出蒸汽存储、匀流、匀压为目的的装置，如该蒸汽使用无匀流、匀压要求时该装置可取消；所述渣输出装置可以是皮带机、链板机、斗式提升机等，上述部分装置并可根据现场条件需求借用、串用及适当取舍。

如渣处理装置布置在高炉附近时，则高炉渣沟直接与蒸发罐连接，蒸发罐可根据需要每个渣沟设置1-2个或更多，液渣经渣沟由渣输入装置直接送入蒸发罐中进行炉渣处理。

当采用渣入水水淬或喷水与入水共同冷却形式时，来渣前先启动泵2往罐3注水至水位线，多余的水从溢流管流回水池。来渣前先启动渣输入装置4运行。来渣后渣经输入装置4输入罐中，进行泡渣过程，红热渣遇水急冷粒化，同时将水加热汽化产生蒸汽，产生的蒸汽绕过a挡板结构经过除尘、脱水、过滤后由出口管道输出，产生的水渣通过渣输出装置5输出。这里水位线一般超过a部挡板下端面一定高度，水位的高度通过水位计控制，水位高度可调。上述的喷水是破碎渣及输入装置冷却及加水为目的，采用高压水破碎渣时水泵一般应为高压泵。其工作过程在上述中的进渣前应再加启动高压泵2旋转(图上泵只画出一台，实际可能几台)，渣抛出或下落过程中经高压水冲击及水淬破碎后落入罐的下部，其它实施方式同上不变。上述方式由于罐中有水，因此产生的渣是水渣，产生的蒸汽主要也是饱和蒸汽。由于该方法采用的是渣入水中的水淬粒化过程，因此形成的是‘泡渣’工艺过程。

当罐内下部无水，采用喷水、喷汽或喷汽水混合物的渣冷却形式时，此时的泵是指水泵、气泵、风机或锅炉加压装置等，泵一般采用高压配置，来渣前先启动渣输入装置4运行，后启动泵工作，这里蒸汽也可以经过气泵或锅炉等加压后直接输入，来渣后渣经输入装置4输入罐中，渣抛出及下落过程中经高压水、蒸汽或汽水混合物冷却冲击渣，红热渣遇水、汽急冷凝固粒化，水汽化产生蒸汽及过热蒸汽，蒸汽经过罐的下部渣层绕过a挡板经过除尘、脱水、过滤后由出口管道输出，蒸汽的输出压力通过设置在出口管道的调压阀7控制。此时由于罐内无水，在采用喷水时由于喷水量可调，因此产生的渣可以是干渣，也可以是水渣，产生的蒸汽可以是饱和蒸汽，也可以是过热蒸汽。采用喷汽及汽水混合物时，产生的渣主要是干渣，产生的蒸汽主要是过热蒸汽。由于渣处理装置是密闭容器，当采用的是喷水、喷汽水混合物冷却渣时，形成的是现有的‘闷渣’工艺过程。

当罐内下部无水，采用机械动能破碎加喷水、喷汽水混合物、喷蒸汽、空气等方式组合时，此时的泵是指水泵、气泵、风机或锅炉加压装置等，工作过程是来渣前先启动渣输入装置4运行，启动机械破碎装置运行，后启动高压泵2运行，来渣后渣经输入装置4输入罐中，渣经过动能破碎后下落，下落及落下过程中通过水、蒸汽、空气等冷却渣，渣的冷却过程与上述方式相同，这里不再复述。由于该种方式喷水量很少，喷水是使渣凝固、装置冷却为目的，该方式产生的渣主要是干渣，蒸汽主要是过热蒸汽。

当渣处理装置布置在高炉较远距离，并采用多罐布置方式时，液渣经罐车等装置运输到渣处理场，再经罐车倾倒装置倒入储渣罐中，经渣分罐装料装置依次输送到蒸发罐中，罐的工作方式是一罐进渣、一罐工作、一罐出渣、一罐备用(所述为4罐工作方式，其它多罐方式图上未注出)，单罐渣的具体实施方式同上，不再复述。

渣处理装置采用不在高炉、转炉附近布置时，可多台炉共用一套渣处理设备系统，避免了因停、休炉及渣流量变化而造成对蒸汽流量的影响，使渣处理装置工作稳定，产生的蒸汽流量、压力稳定，但不足的是由于运输周转时间长，造成渣易结壳，还需设置渣破碎装置，及到渣壳的场地。

渣铁的提取。无论是水渣还是干渣生产方式，渣经输出装置输出运送后含水量一般较低，这样在输送过程中设置磁选机，可直接提取渣中铁，提取方便、简单。

Claims (10)

1.一种液态炉渣处理和余热回收装置，该装置包括由单罐装置及单罐组成的系统装置，其单罐其特征主要有以下几个部分组成：水池(1)、泵(2)、蒸发罐(3)、渣输入设备(4)、渣输出设备(5)、风机(6)、压力调节阀(7)等部分组成，其中蒸发罐(3)是密闭容器，可由钢板及其它等材料组成，罐一般采用套层结构设计；渣输入、输出设备可以是旋转密封阀型结构的下料阀，串并联罐式的下料罐，螺旋、斗式等类的提升机，特殊阀门装置结构，以及采用如汽封、液柱液面差等密封结构，或者上述结构、装置结合的结构形式，以满足进出渣口密闭输送物料目的的装置；风机可以是鼓风机或引风机，并可根据需要进行调整；泵根据需要不同可采用单台或双台或高低压配置，可以是水泵、气泵或蒸汽生成加压装置。

2.根据权利要求6所述的渣处理系统装置，其可采用单罐或多罐布置形式，多罐布置时一般采用2-4个单罐，或更多，其特征除包含单罐系统的装置外还主要有以下几个部分组成：储渣罐(1)、流渣沟(2)、蒸发罐(3)、摆动渣沟(4)、储气罐(5)、渣输出装置(6)、渣罐倾到装置(7)等部分组成，其中所述储渣罐是以储存匀流渣作用的，如渣处理系统布置在高炉附近或采用罐车倒入形式进料时，此时储渣罐可取消；所述溜渣沟如采用罐车倒入形式进料时，其也可取消；所述摆动渣沟是渣分罐装料装置，其装置还可以是摆动罐、倾翻罐、槽等，当采用罐车倒入形式进料时，其可取消；所述储气罐是安装在蒸汽输出管路上以满足输出蒸汽存储、匀流、匀压为目的的装置，如该蒸汽使用无匀流、匀压要求时该装置可取消；所述渣输出装置可以是皮带机、链板机、斗式提升机等，上述部分装置并可根据现场条件需求借用、串用及适当取舍。

3.一种液态渣处理与热量回收的方法，所述方法是指密闭渣处理容器内通过对渣单喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物，或者采用渣入水的水淬过程，以及采用机械破碎、喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物、空气中二种或二种以上冷却方式组合产生蒸汽及过热蒸汽、空气，主要靠水汽化过程及蒸汽、过热蒸汽带走渣热，然后输出蒸汽加以利用的方法。

4.根据权利要求3所述的方法，其中罐内可以有水，靠渣入水水淬产生蒸汽，此时产生的是水渣，也可无水，靠直接对渣喷水、喷蒸汽、喷汽水混合物，以及它们与机械动能破碎二种或二种以上的组合方式生产的干渣或水渣的生产方法。

5.一种在渣处理装置渣的进出口部位采用密封装置进行密闭渣处理的方法，以及渣采用密闭装置密闭输入、输出料的方法，该方法的密封装置可以是旋转密封阀型结构的下料阀，串并联罐式的下料罐，螺旋、斗式等类的提升机，特殊阀门装置结构，以及采用如汽封、液柱液面差等密封结构，或者上述结构、装置结合的结构形式，以满足渣处理装置进出口密闭输入、出料为目的结构装置。

6.根据权利要求1、3所述的渣处理和热量回收装置、方法中，其具体特征在于该装置罐内采用套层结构，里层下部挡板a根据需要插入物料或水中，罐内通过物料或水被分成二个封闭空腔，即渣处理和除尘空腔，蒸汽输出必须绕过料层经过料层匀流、过滤、加热及除尘过程后输出，一台装置同时满足渣处理、热利用、除尘过滤等多种工艺过程的结构设置方法。

7.根据权利要求6所述的结构设置方法中，也包括不采用上述的套层结构设置，而采用单一空腔结构，或在空腔内设置其它挡板、腔室、装置等，比如为了增加换热时间、换热效率在渣处理容器内设置换热流化床、固定床；或者为了增加除尘效率设置除尘档板、结构装置；或者为了提高渣粒化效果设置机械破碎装置；以及设置浮渣或渣提升装置等，在渣处理容器内以提高渣处理、热利用、除尘过滤效果及多种工艺过程为目的部分结构改进。

8.一种渣处理装置罐系统布置的方法，特征是罐可以单罐布置，也可以根据需要采用多罐布置；罐既可以根据需要布置在高炉出渣口部位，也可以集中布置在某专用的渣处理场；液态炉渣既可以通过渣沟直接进入渣处理罐中，也可以通过罐车运送到渣场，通过翻车、吊车等方式将渣倒入渣处理罐中；工作方式可以采用单罐逐一运行，也可以采用双罐并联运行。

9.根据上述要求的装置方法，其装置方法也包括通过上述结构、装置、方法实现系统、过程控制的方法。

10.根据上述权利要求的装置及方法，包括应用于非炉渣粒化、热能利用领域。

Images