CN103361449B - 一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置 - Google Patents

一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103361449B
CN103361449B CN201210089013.1A CN201210089013A CN103361449B CN 103361449 B CN103361449 B CN 103361449B CN 201210089013 A CN201210089013 A CN 201210089013A CN 103361449 B CN103361449 B CN 103361449B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blast furnace
furnace slag
water
slag
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210089013.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103361449A (zh
Inventor
刘常鹏
徐春柏
张宇
李卫东
张天赋
袁玲
王东山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angang Steel Co Ltd
Original Assignee
Angang Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Steel Co Ltd filed Critical Angang Steel Co Ltd
Priority to CN201210089013.1A priority Critical patent/CN103361449B/zh
Publication of CN103361449A publication Critical patent/CN103361449A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103361449B publication Critical patent/CN103361449B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies

Abstract

本发明公开一种高炉渣高效余能回收方法，在熔融高炉渣破碎粒化的同时，利用水的汽化潜热带走高炉渣的潜热及显热，完成高炉渣显热的回收，同时利用水的汽化潜热快速冷却高炉渣，其具体工艺过程是这样的，熔融高炉渣经回收装置的集渣槽后，经过导流槽进入炉体，由汽水喷嘴产生的高压汽水混合物打碎并带到炉体的上部，在运动的过程中，汽水混合物中的水汽化，带走高炉渣的潜热及显热，冷却后的高炉渣粒由于重力作用由排渣口排出，过热后的高压蒸汽由炉顶的管道经过除尘器处理后进行并网或发电。本发明利用离心力和水急速汽化膨胀的爆破力破碎液态高炉渣，增强了粒化效果，降低了粒化装置动力消耗和设备投资，且消耗水量较小，节约了水资源。

Description

一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置
技术领域
本发明属于冶金过程炼铁余能回收利用领域，具体涉及一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置。
背景技术
目前高炉渣处理方式主要是水淬冷却，水淬渣工艺得到的是以非晶玻璃相为主的粒化渣，具有较高利用价值。但采用水淬渣方式形成大量低品质的温水及饱和蒸汽，余热很难回收利用。因此研究高炉渣的新型回收方法称为该研究领域的一个新课题。国内外均已开展了该项研究。
日本NKK的冷却转鼓法，将熔融的高炉渣通过渣沟或管道，注入到2个转鼓之间，转鼓连续转动，渣在2个转鼓的挤压下形成一层薄渣片并粘附到转鼓上；转鼓中通入热交换气体(高沸点的烷基联苯)来快速冷却附着在转鼓表面的渣膜。热量由转鼓内流动热交换气体带走，热量回收后用于发电、供暖等。主要缺点是，薄渣片粘在转鼓上须用耙子将其捣下，工作效率低；采用间壁换热形式，设备的热回收率和寿命明显较低；且热交换气体的选择也是个问题。种种问题使此法未得到工业应用。
日本的风淬法，将高炉排出的1400℃以上的熔融炉渣导入风洞造粒部，通过辐射和对流使炉渣显热交换出一部分。再利用二次换热器回收高炉渣的二次余热。因用空气作量回收介质，故所需空气量大，存在能耗过高等许多问题，风淬法熔渣显热回收技术未能实现生产应用。
转杯/转盘粒化法，用一个由电动机带动的高速旋转的中心下凹的盘子，液态渣由渣沟流入到盘子中心，盘子在速度一定时(1500r/min)，熔渣在离心力作用下飞出盘沿而被粒化。熔渣在飞行的同时与空气进行热交换，然后渣粒继续下落到底部流化床中进一步进行热交换，从设备顶部回收热空气。然而存在的问题是：水冷壁易粘渣，导致清渣困难；还有就是固体颗粒落入流化床后易结块，导致动力消耗高。
专利“一种液态高炉渣粒化方法及其装置”(CN 101665845A)，采用携带固体颗粒的高速气固两相流作为粒化介质，冲击液体高炉渣将其破碎、快速冷却凝固为小颗粒，实现干法急冷粒化。该发明方法虽然可以有效地粒化高炉渣，但无法对固态颗粒的能源进行回收，同时采用气体作为冷却介质同样造成能耗高的问题。
通过以上研究结果来看，由于高炉渣导热系数较低，温度高，含热量多，造成其冷却介质的选择比较困难。高炉渣的显热回收难点主要就在于，形成玻璃相的高炉渣需要提供过冷的条件，而余热回收需要有较高品质的能源，二者之间形成的矛盾。解决这一矛盾的关键在于如何提高渣与换热介质的交换面积，提高传热降低冷却介质的供入提升余能的品质。
发明内容
本发明提供了一种高效回收高炉渣余热的方法，解决目前高炉渣余能无法有效利用的问题。
本发明采用高压空气与水循环相结合的方法，要
本发明的回收装置是由炉体、保温层、冷却壁、导流槽、集渣槽、调节阀、循环管、除尘器、集水管、汽水喷嘴、集气管、排水口、排渣口组成。炉体下部设置排渣口，炉体上部开口作为蒸汽出口连接除尘器，在炉腰部打孔作为高炉渣导流槽，导流槽的外端连接集渣槽。炉体外有冷却水循环壁，冷却水进、出口设置在炉体下部，水冷壁外侧挂钩固定耐火纤维的保温层，上部水冷壁接循环管，循环管设置调节阀，调节喷水量，循环管与环形集水管连接，供给高速喷嘴，高速喷嘴的压力来源于集气管中的高压空气。
本发明的具体回收流程如下：
熔融高炉渣进入集渣槽后，经过导流槽进入炉体，通过集渣槽内渣的高度可以调节渣流的大小。经过汽水喷嘴产生的强压汽水混合物打碎并带到炉体的高处，在运动的过程中，使汽水混合物中的水汽化，带走渣的潜热及显热，冷却后的渣粒由于重力作用由排渣口排出。高压汽水冷却介质中的水来源于炉体冷却壁中的部分冷却水，冷却壁的作用在于保护炉膛不被高温渣粒的冲击变形，在水冷壁的外侧布置保温层，减少炉体的散热损失。一定压力的冷却水经过进水管道进入冷却壁，经过炉内气体的加热作用由循环管通过调节阀控制水量送至集水管，其他冷却水由排水管经散热器补充新水循环。集水管内的冷却水分流到汽水喷嘴，经过环缝由高压空气引射到炉内。高压汽水介质中的高压空气由空气进口进入集气管，分流到汽水喷嘴，带动环缝中的冷却水进入炉内。由于冷却介质自身的压力及蒸汽的膨胀、冷空气的膨胀，使炉内的蒸汽压力大幅提高，过热后的高压蒸汽由炉顶的管道经过除尘器处理后进行并网或发电。
由于高炉渣的显热交换与炉渣温度、渣流量等因素有关，高炉渣的显热交换不但需要一定的空间，炉体需要一定的高度，还要保证冷却水有一定的流量和压力。下列是本发明的具体实施例参数。
在高炉渣质量流量为50t/h～150t/h的范围内，选取炉膛高度5～10m。集渣槽的体积为2～6m3，按熔融高炉渣的温度1500℃，冷却水的流量为40～120KNm3/h，单个烧嘴的环缝面积选择2～6m2，高压空气的压力为3～12Mpa，流量为10～30KNm3/h，喷口直径为0.4～1.2m2。
本发明可以实现高炉渣在粒化的同时，完成高炉渣的潜热回收。液态高炉渣在高压空气引射产生的离心力和冷却水与高炉渣接触后产生的水膜爆破力的作用下破碎凝固成固体颗粒。该方法具有较强的热交换能力，达到了形成高炉渣玻璃相的冷却条件，实现了高炉渣的资源回收同时进行余热回收。
本发明利用离心力和水急速汽化膨胀的爆破力破碎液态高炉渣，增强了粒化效果，降低了粒化装置动力消耗和设备投资，且消耗水量较小，节约了水资源。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
图中：1炉体、2保温层、3冷却壁、4导流槽、5集渣槽、6调节阀、7循环管、8除尘器、9集水管、10汽水喷嘴、11集气管、12排水口、13排渣口
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做详细说明：
本发明采用的回收装置由炉体、保温层、冷却壁、导流槽、集渣槽、调节阀、循环管、除尘器、集水管、汽水喷嘴、集气管、排水口、排渣口组成。炉体下部设置排渣口，炉体上部开口作为蒸汽出口连接除尘器，在炉腰部打孔作为高炉渣导流槽，导流槽的外端连接集渣槽。炉体外有冷却水循环壁，冷却水进、出口设置在炉体下部，水冷壁外侧挂钩固定耐火纤维的保温层，上部水冷壁接循环管，循环管设置调节阀，调节喷水量，循环管与环形集水管连接，供给高速喷嘴，高速喷嘴的压力来源于集气管中的高压空气。
实施例1，采用本发明的回收装置，以某厂高炉为例，其铁产为240t/h，渣量为72t/h，熔渣温度为1500℃。设计炉体高度为7m，集渣槽尺寸为3m3，通过高炉渣的热焓1885KJ/kg计算，冷却水的需求流量为60KNm3/h，即可保证全部能量的回收，由于计算渣的流量为8kg/min，按破碎渣粒的冲量计算，高压空气的压力选择5Mpa，流量选择15KNm3/h。可产生压力15Mpa，温度350℃的过热蒸汽。经过热交换后的渣粒直径为3mm，温度为300℃以下。
实施例2，采用本发明的回收装置，以某厂高炉为例，铁产为480t/h，渣量为144t/h，熔渣温度为1500℃。设计炉体高度为10m，集渣槽尺寸为6m3，通过高炉渣的热焓1885KJ/kg计算，冷却水的需求流量为120KNm3/h，即可保证全部能量的回收，由于计算渣的流量为16kg/min，按破碎渣粒的冲量计算，高压空气的压力选择5Mpa，流量选择30KNm3/h。可产生压力15Mpa，温度350℃的过热蒸汽。经过热交换后的渣粒直径为3mm，温度为300℃以下。

Claims (2)

1.一种高炉渣高效余能回收方法，其特征在于，在熔融高炉渣破碎粒化的同时，利用水的汽化潜热带走高炉渣的潜热及显热，完成高炉渣显热的回收，同时利用水的汽化潜热快速冷却高炉渣；
对于质量流量为50～150t/h、熔融温度为1500℃的高炉渣，选取炉体炉膛高度5～10m，集渣槽的体积为2～6m3，冷却水的流量为40～120 kNm3/h，单个喷嘴的环缝面积选择2～6m2，高压空气的压力为3～12 MPa，流量为10～30 kNm3/h，喷口直径为0.4～1.2m2，其具体工艺过程是这样的，熔融高炉渣经回收装置的集渣槽后，经过导流槽进入炉体，由汽水喷嘴产生的高压汽水混合物打碎并带到炉体的上部，在运动的过程中，汽水混合物中的水汽化，带走高炉渣的潜热及显热，冷却后的高炉渣粒由于重力作用由排渣口排出，过热后的高压蒸汽由炉顶的管道经过除尘器处理后进行并网或发电。
2.一种如权利要求1所述的一种高炉渣高效余能回收方法的回收装置，其特征在于，它包括炉体、保温层、冷却壁、导流槽、集渣槽、调节阀、循环管、除尘器、集水管、汽水喷嘴、集气管、排水口、排渣口，炉体下部设置排渣口，炉体上部开口作为蒸汽出口连接除尘器，在炉腰部打孔作为高炉渣导流槽，导流槽的外端连接集渣槽；炉体外有冷却水循环壁，冷却水进、出口设置在炉体下部，水冷壁外侧挂钩固定耐火纤维的保温层，上部水冷壁接循环管，循环管设置调节阀，调节喷水量，循环管与环形集水管连接，供给高速喷嘴，高速喷嘴的压力来源于集气管中的高压空气。
CN201210089013.1A 2012-03-30 2012-03-30 一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置 Active CN103361449B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210089013.1A CN103361449B (zh) 2012-03-30 2012-03-30 一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210089013.1A CN103361449B (zh) 2012-03-30 2012-03-30 一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103361449A CN103361449A (zh) 2013-10-23
CN103361449B true CN103361449B (zh) 2015-07-08

Family

ID=49363704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210089013.1A Active CN103361449B (zh) 2012-03-30 2012-03-30 一种高炉渣高效余能回收方法及回收装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103361449B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106345370B (zh) * 2016-08-31 2018-12-11 铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司 熔体的粒化装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2193362Y (zh) * 1994-01-17 1995-03-29 济南钢铁总厂 钢渣水淬气水喷射粒化器
CN101749688A (zh) * 2008-12-08 2010-06-23 姜学仕 蒸汽循环法高炉渣热能利用及渣处理实施装置
CN101871025A (zh) * 2010-06-24 2010-10-27 陈瑞颖 冶金熔渣干式处理装置及其处理方法
CN201634691U (zh) * 2009-08-29 2010-11-17 马鞍山钢铁股份有限公司 熔融钢渣风碎粒化雾化水冷装置
CN102329901A (zh) * 2011-10-14 2012-01-25 无锡市东方环境工程设计研究所有限公司 液态钢渣微粉化回收装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2193362Y (zh) * 1994-01-17 1995-03-29 济南钢铁总厂 钢渣水淬气水喷射粒化器
CN101749688A (zh) * 2008-12-08 2010-06-23 姜学仕 蒸汽循环法高炉渣热能利用及渣处理实施装置
CN201634691U (zh) * 2009-08-29 2010-11-17 马鞍山钢铁股份有限公司 熔融钢渣风碎粒化雾化水冷装置
CN101871025A (zh) * 2010-06-24 2010-10-27 陈瑞颖 冶金熔渣干式处理装置及其处理方法
CN102329901A (zh) * 2011-10-14 2012-01-25 无锡市东方环境工程设计研究所有限公司 液态钢渣微粉化回收装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜学仕,姜宏泽.高炉渣热能利用与一步蒸汽法渣处理工艺设想.《炼铁技术通讯》.2008,(第2期),第13-15页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103361449A (zh) 2013-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103557711B (zh) 熔融炉渣急冷粒化及余热回收发电系统及其方法
CN101749688B (zh) 蒸汽循环法高炉渣热能利用及渣处理实施装置
CN102827969B (zh) 一种干式粒化液态熔渣的余热回收系统及方法
CN102268495B (zh) 高炉炉渣粒化与余热利用工艺技术与装备
CN101476000B (zh) 一种热态钢渣余热回收系统及回收方法
CN101921884B (zh) 一种高炉熔渣干式显热回收系统和生产工艺
CN102864252B (zh) 一种熔渣粒化和显热回收的方法及系统
CN201400690Y (zh) 一种用于液态熔渣进行粒化的超音速气体喷嘴
CN102559957A (zh) 离心式熔融炉渣急冷干式粒化及余热回收发电系统和方法
CN203534229U (zh) 一种熔融炉渣急冷粒化及余热回收发电系统
CN105087835B (zh) 煤气化回收高温熔渣余热的系统及方法
CN102864254B (zh) 一种熔渣造粒和显热回收的方法及系统
CN105087844B (zh) 高炉渣余热回收与直接还原联合生产系统及方法
CN102925599A (zh) 一种高炉渣显热回收利用装置及回收方法
CN202543226U (zh) 一种高炉渣显热回收及其余热利用系统
CN209162105U (zh) 可回收余热的高炉液渣折流冷却处理装置
CN104975117A (zh) 一种高炉渣综合处理及显热回收发电系统及方法
CN105110661A (zh) 一种熔融渣粒化及余热回收装置
CN104404179A (zh) 一种液态高温物料余热回收装置
CN109722496A (zh) 一种干式破碎熔渣显热回收系统及发电系统
CN104388609A (zh) 一种冶金熔渣粒化及其热能回收系统与方法
CN101880737A (zh) 一种连续式热态钢渣余热回收系统及其方法
CN103196124A (zh) 蒸发罐法渣处理工艺装置
CN204265776U (zh) 一种冶金熔渣粒化及其热能回收系统
CN101864504B (zh) 一种回收利用高炉渣显热提高热风炉风温的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant