CN103882163A - 一种回收熔融高炉渣显热的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回收熔融高炉渣显热的方法及装置，所述方法为熔融高炉渣在经过具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟时，通过蓄热砌体对熔融高炉渣的辐射热吸收，再通过换热器、余热发电锅炉或除尘后连入热风炉助燃空气管道达到将高炉渣显热回收的目的。所述装置包括具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟、余热回收利用系统和用于连接渣处理系统的连接单元，底吹复合熔融渣沟通过管道连接余热回收利用系统，底吹复合熔融渣沟末端设连接单元。与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以有效利用现有的渣处理系统，在不改变现有大部分高炉水冲渣工艺的前提下，采用具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟实现既能高效回收热能，又能提高热风炉助燃空气温度或发电的目的。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金节能减排、二次能源回收技术领域，尤其涉及一种回收溶融高炉渣显热的方法及装置。
背景技术
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业，从20世纪90年代以来我国的钢铁工业快速发展，2013年粗钢产量达到77904万吨、其中高炉生铁产量接近7.89亿吨，随着钢铁产量的增长，钢铁工业产生固体废弃物的总量越来越多，在固体废弃物中，高炉渣又占了很大的比例。高炉渣的排放量随矿石品位和冶炼方法的不同而变化。一般来说，炉料品位达到60%～66%时，每炼成1吨生铁将产渣250～300公斤，按此计算，我国每年的高炉渣产量也在1.9725～2.367亿吨左右。
同时钢铁工业的能源消耗又占到全国总能耗的10%～15%，目前的钢铁生产流程主要为长流程，即包括炼焦工序、烧结工序、高炉炼铁工序、转炉炼钢工序和轧钢工序，而高炉炼铁工序的资源与能量消耗都是最大的，约占整个钢铁生产工序的77%左右。高炉渣的出炉温度一般在1400℃～1500℃，即1吨高炉渣所含有的热量相当于64kg标准煤，这样计算下来我国每年因高炉渣带走热量相当于1262.4～1514.88万吨标准煤。
目前我国高炉渣显热利用率极低，而且大多数企业都采用水渣处理工艺，并且所谓的利用就是北方企业冬季用高炉冲渣水取暖，由于受到供热区域、流量等条件的限制，以及冲渣水含有大量碱性物质对泵及管道腐蚀等因素，渣热能利用率极低，而且春、夏、秋三个季节不能适应，大量热水、蒸汽影响生产。因此高炉渣的显热回收是十分重要的课题，迫切需要解决。
发明内容
本发明提供了一种回收熔融高炉渣显热的方法及装置，在不改变现有大部分高炉水冲渣工艺的前提下，采用具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟达到回收高炉渣的显热，达到能源再利用的目的。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种回收熔融高炉渣显热的方法，包括如下步骤：
首先是把温度达1400～1500℃的高炉熔渣进入具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟，在吸收了大量热量的同时保证熔渣的流动性，其次将经过蓄热体加热的热空气通往余热发电锅炉发电，再次将铸铸铜冷却壁的循环冷却水引入冷却水换热器，将冷却水中的热量通过换热器交换后供给余热发电锅炉，最后再通过连接单元与渣处理系统相连接，对炉渣的后续处理按常规方法进行。
所述用热设备为余热发电锅炉或热风炉，当用热设备为热风炉时，空气入口前设热空气除尘器。
一种回收熔融高炉渣显热的装置，包括具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟、余热回收利用系统和用于连接渣处理系统的连接单元，所述底吹复合熔融渣沟通过管道连接余热回收利用系统，底吹复合熔融渣沟末端设连接单元。
所述底吹复合熔融渣沟由水泥渣沟、耐腐蚀壳体、带有隔热功能的喷涂耐火材料、具有蓄热功能的蓄热砌体、铸铜冷却壁进出水管、用于冷却的铸铜冷却壁、底部复合喷吹系统和渣沟整体加固与支撑系统组成。
所述余热回收利用系统由冷却水换热器、余热发电锅炉组成。
所述余热回收利用系统也可由冷却水换热器、热空气除尘器、空气输出单元及鼓风机组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所述回收熔融高炉渣显热的方法及装置可以有效利用现有的渣处理系统，在不改变现有大部分高炉水冲渣工艺的前提下，通过采用具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟达到回收高炉渣的显热的目的，回收的热能既可用来提高热风炉助燃空气温度也可以用来发电。
附图说明
图1是本发明的流程图一。
图2是本发明的流程图二。
图3是具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟主视剖面图。
图4是具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟侧视图。
图5是具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟俯视图。
图中：1.高炉 2.底吹复合熔融渣沟 3.冷却水换热器 4.连接单元 5.余热发电锅炉 6.热空气除尘器 7.水泥渣沟 8.耐腐蚀壳体 9.喷涂耐火材料 10.蓄热砌体 11.铸铜冷却壁进出水管 12.铸铜冷却壁 13.底部复合喷吹系统 14.渣沟整体加固与支撑系统
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】见图1，是本发明所述一种回收熔融高炉渣显热的方法的流程图一，包括高炉1、底吹复合熔融渣沟2、冷却水换热器3、连接单元4和余热发电锅炉5，所述方法的流程为：
首先是温度达到1400～1500℃的高炉1熔渣进入具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟2，在吸收了大量热量的同时保证熔渣的流动性，其次将经过蓄热体的加热气体直接进入余热发电锅炉发电，再次是将铸铜冷却壁12的循环冷却水引入冷却水换热器3，将冷却水中的热量通过换热器交换后供给余热发电锅炉，最后再通过连接单元4与渣处理系统相连接，保证对炉渣的后续处理。
本实施例中用于实现一种回收熔融高炉渣显热的方法的装置，包括具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟2、余热回收利用系统和用于连接渣处理系统的连接单元4。所述余热回收利用系统由冷却水热回收系统（包括冷却水换热器3）、余热发电锅炉5组成。所述底吹复合熔融渣沟通过管道连接余热回收利用系统，底吹复合熔融渣沟2末端设连接单元4。
【实施例2】见图2，是本发明所述另一种回收熔融高炉渣显热的方法的流程图二，包括高炉1、底吹复合熔融渣沟2、冷却水换热器3、连接单元4和热空气除尘器6，所述方法的流程为：
首先是温度达到1400～1500℃的高炉1熔渣进入具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟2，在吸收了大量热量的同时保证熔渣的流动性，其次经过蓄热体的加热气体经过热空气除尘器6除尘后直接作为助燃空气引入热风炉中，再次是将铸铜冷却壁12的循环冷却水引入冷却水换热器3，将冷却水中的热量通过换热器交换后供给热风炉，最后再通过连接单元4与渣处理系统相连接，保证对炉渣的后续处理。
本实施例中用于实现一种回收熔融高炉渣显热的方法的装置，包括具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟2、余热回收利用系统和用于连接渣处理系统的连接单元4。所述余热回收利用系统由冷却水热回收系统（包括冷却水换热器3）、热空气除尘器6、空气输出单元及鼓风机组成。所述底吹复合熔融渣沟通过管道连接余热回收利用系统，底吹复合熔融渣沟2末端设连接单元4。
见图3-5，是具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟的结构示意图。所述底吹复合熔融渣沟2由水泥渣沟7、耐腐蚀壳体8、带有隔热功能的喷涂耐火材料9、具有蓄热功能的蓄热砌体10、铸铜冷却壁进出水管11、用于冷却的铸铜冷却壁12、底部复合喷吹系统13和渣沟整体加固与支撑系统14组成。实际应用时，首先确定底吹复合熔融渣沟2、铸铜冷却壁12的具体尺寸，铸铜冷却壁12冷却系统由冷却水通、底部支撑架组成；然后根据熔渣物理性质（导热系数λ、粘度η）即换热速度慢，粘度随着温度降低急剧升高等特点，设定底部喷出系统的大小、位置与数量，使熔融高炉渣的辐射热既能被蓄热体吸收又能保持适当的流动性。
本发明一种回收熔融高炉渣显热的方法及装置的工作原理：熔融高炉渣在经过具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟2时，通过蓄热砌体吸收熔融高炉渣的辐射热，余热回收利用系统3将铸铜冷却壁12的循环冷却水引入换热器，将冷却水中的热量通过换热器交换给余热锅炉5或热风炉的供热系统，同时把通过蓄热体的加热气体直接通入余热锅炉5发电或在除尘后作为助燃空气引入热风炉中，以此达到将高炉渣显热最大程度予以回收的目的。
Claims (6)
1.一种回收熔融高炉渣显热的方法，其特征在于，包括如下步骤：
首先是温度达到1400～1500℃的高炉熔渣进入具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟，在吸收了大量热量的同时保证熔渣的流动性，其次将经过蓄热体加热的热空气通往用热设备，再次将铸铸铜冷却壁的循环冷却水引入冷却水换热器，将冷却水中的热量通过换热器交换后供给用热设备，最后再通过连接单元与渣处理系统相连接，对炉渣的后续处理按常规方法进行。
2.根据权利要求1所述的一种回收熔融高炉渣显热方法，其特征在于，所述用热设备为余热发电锅炉或热风炉，当用热设备为热风炉时，空气入口前设热空气除尘器。
3.用于实现权利要求1所述的一种回收熔融高炉渣显热方法的装置，其特征在于，包括具有蓄热功能的底吹复合熔融渣沟、余热回收利用系统和用于连接渣处理系统的连接单元，所述底吹复合熔融渣沟通过管道连接余热回收利用系统，底吹复合熔融渣沟末端设连接单元。
4.根据权利要求3所述的一种回收熔融高炉渣显热的装置，其特征在于，所述底吹复合熔融渣沟由水泥渣沟、耐腐蚀壳体、带有隔热功能的喷涂耐火材料、具有蓄热功能的蓄热砌体、铸铜冷却壁进出水管、用于冷却的铸铜冷却壁、底部复合喷吹系统和渣沟整体加固与支撑系统组成。
5.根据权利要求3所述的一种回收熔融高炉渣显热的装置，其特征在于，所述余热回收利用系统由冷却水换热器、余热发电锅炉组成。
6.根据权利要求3所述的一种回收熔融高炉渣显热的装置，其特征在于，所述余热回收利用系统也可由冷却水换热器、热空气除尘器、空气输出单元及鼓风机组成。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN104328237A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-02-04 | 许军 | 高炉循环水换热装置及用其对循环水余热综合利用的方法 |
| CN106282461A (zh) * | 2016-08-11 | 2017-01-04 | 赵连柱 | 用高炉铁沟的热能加热气体的方法 |
| CN108929925A (zh) * | 2018-10-09 | 2018-12-04 | 青岛特殊钢铁有限公司 | 一种高温液态高炉渣余热回收装置及其余热回收方法 |
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- 2014-02-24 CN CN201410062986.5A patent/CN103882163A/zh not_active Withdrawn
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| CN108929925B (zh) * | 2018-10-09 | 2020-04-21 | 青岛特殊钢铁有限公司 | 一种高温液态高炉渣余热回收装置及其余热回收方法 |
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