CN104087691B - 冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺及所采用的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺及所采用的设备，该工艺包括以下步骤：1）将冲渣水蒸汽引入余热回收除雾塔，通过凝汽器装置把部分水蒸汽冷凝，回收水蒸汽潜热；2）将上述未被冷凝的水蒸汽继续引入空冷装置冷凝回收凝结水，余下未回收的水蒸汽再进入混风除雾通道，与空冷装置产生的热空气相混合,形成不饱和蒸汽,消除水雾；3）将上述获得的不饱和蒸汽排入大气。本发明所采用的工艺新颖独特，效果突出，所采用的设备结构紧凑、占地面积小，设备模块化设计，有利于安装、维护，并降低了成本，同时本发明在实际生产过程中，可实现回收利用大部分水蒸汽的热量，并消除水雾污染，既产生很好的经济效益，又达到保护环境的要求。

Description

冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺及所采用的设备

技术领域

本发明涉及的是钢铁厂冲渣水余热回收利用的领域，更具体地说是一种冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺及所采用的设备。

背景技术

钢铁厂高炉炼铁后产生大量高温炉渣，需要通过冲渣水进行冷却，通常都是采用INBA法水冲渣进行高炉炉渣处理，INBA法是一种高炉炉渣处理方法，将熔渣水淬后通过渣浆泵输入到转鼓实现脱水，最终获得水渣的办法，该方法是保尔沃特公司的专利技术，具有布置紧凑占地面积小，可以实现整个流程自动化机械化，水渣质量好，冲渣水闭路循环，水悬浮物少，泵和管路的磨损小，无爆炸危险，安全度高，渣中含铁度高时，该系统也能安全进行炉渣的粒化。

在该处理方法中，冲渣水在冲渣时会产生大量的水蒸汽，水蒸汽通过烟囱排向大气，不仅浪费大量的热量，而且产生大量白雾，对环境造成污染。在采用INBA法进行高炉炉渣处理的工艺过程中，炉渣的热量基本以水蒸汽的形式被带走（少量以热水的形式随渣被带走，占20%左右），冲渣水蒸汽拥有非常丰富的余热资源。由于冲渣水蒸汽热量巨大，采用常规的方法消除白雾解决环保问题，投资非常大，还不能产生经济效益。

有一部分的生产企业采用环保的INBA法进行高炉炉渣的处理，利用水喷淋水蒸汽，将蒸汽冷凝，凝结后的水回流到冲渣池，再与冲渣池的水一起输送到冷却塔上进行冷却。这种方法喷淋水水耗大，对水价高的地区不适用，同时，这种方法并没有消除多少水雾，只是将大部分热量转由冷却塔带走，冷却塔上仍然会产生大量白雾。

还有的生产企业利用纯空冷技术将水蒸汽冷凝，回收凝结水，回收凝结水的目的主要是为了减少冲渣水的消耗，对热量几乎没有回收，因为热量主要是水蒸汽的潜热部分。而且，由于水蒸汽中含有大量H2S，SO2,HCl等酸性物质，回收的凝结水具有弱酸性，工艺上可利用的地方不多，同时该酸性物质对管道、设备的腐蚀是相当严重的，具体有很强的破坏性。另外，冲渣产生的水蒸汽热量非常大，水蒸汽与空气的传热系数小，需要投入的空冷设备多，成本非常高，而获得的仅仅只是呈酸性的凝结水，投入与回收性价比相当低，不具有实用性。

发明内容

本发明公开的是一种冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺及所采用的设备，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点，解决了在采用INBA法水冲渣处理工艺中，对冲渣水蒸汽进行余热回收，同时消除白雾的技术问题，本发明不仅具有相当可观的经济效益，又解决了环保问题。

本发明采用的技术方案如下：

冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺，包括以下具体步骤：

1）使用引风设备将排放的冲渣水蒸汽引入一用于余热回收及消除水雾的余热回收除雾塔中，先利用该设备中的凝汽器装置将部分水蒸汽冷凝，回收水蒸汽潜热，同时将产生的凝结水回流到冲渣池内；

2）上述未被冷凝的水蒸汽从余热回收除雾塔中部的通道上行，进入用于将水蒸汽进一步冷凝的空冷装置中，该空冷装置在冷凝换热时会产生热空气，且该热空气进入用于消除水雾的混风除雾通道中；同时，其余未被冷凝的冲渣水蒸汽也进入所述混风除雾通道内，在该混风除雾通道中水蒸汽与所述空冷装置换热所产生的热空气相混合,形成不饱和蒸汽,消除水雾；

3）将上述2）获得的不饱和蒸汽连接到烟囱内，通过烟囱排入大气。

更进一步，所述步骤2）中该水蒸汽由上而下逆流进入空冷装置。

一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，它包括：一用于水蒸汽余热回收及除雾的余热回收除雾塔塔，所述余热回收除雾塔由下而上依次由钢结构支撑段、进汽收水段、余热回收段、混风除雾段以及排气段组成，所述进汽收水段通过一管路与排放的冲渣水蒸汽相连通，其中：

钢结构支撑段位于余热回收除雾塔的最底部，用于支撑整个余热回收除雾塔；

进汽收水段用于水蒸汽的进入以及凝结水的回收；

余热回收段用于水蒸汽的冷凝换热处理，回收大部分水蒸汽的热量；

混风除雾段用于将未被所述余热回收段回收的水蒸汽作进一步地冷凝回收凝结水，并且将最后还未冷凝的水蒸汽与热空气相混合形成不饱和蒸汽，消除水雾；

排气段用于将所述混风除雾段产生的不饱和蒸汽排入大气。

更进一步，所述管路内设有一将冲渣水蒸汽引入所述进汽收水段的引风机。

更进一步，所述进汽收水段的底部设有一用于收集凝结水的收水盘，该收水盘与冲渣水池相连通。

更进一步，所述余热回收段内设有一用于冷介质与水蒸汽换热的凝汽器装置，该凝汽器装置的上部设有一冷介质进口，凝汽器装置的下部设有一冷介质出口，所述冲渣水蒸汽由下而上通过所述凝汽器装置。

更进一步，所述混风除雾段四周的外侧壁上设有用于将水蒸汽作进一步冷凝的空冷装置，所述混风除雾段的内部还设有混风除雾通道和蒸汽通道，该混风除雾通道位于所述蒸汽通道与空冷装置之间，所述空冷装置换热获得的热空气直接向内侧吹入所述混风除雾通道。

更进一步，冲渣水蒸汽通过所述蒸汽通道从上而下逆流进入所述空冷装置，然后再进入混风除雾通道。

更进一步，所述排气段的排气端通过一管道与一用于排气的烟囱相连通。

通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

一：先将冲渣水蒸汽通过设置有凝汽器装置的余热回收段，利用冷介质与水蒸汽进行换热回收热量，凝汽器装置实现模块化，可根据实际需要的热量进行余热回收，而且水蒸汽的凝结水可循环回收利用。

二：经过余热回收后，水蒸汽量减少，剩余的水蒸汽由上而下逆流进入混风除雾段内的空冷装置中，进一步地冷凝未被余热回收段回收的水蒸汽，并将冷凝时产生的热空气排入混风除雾段内部的混风除雾通道中，同时最后未被回收的水蒸汽也进入混风除雾通道，并与热空气相互混合形成不饱和水蒸汽，最终达到消除水雾的目的。该混风除雾方法的应用，可大大减少空冷设备的投入，而且设备结构简单，并可实现模块化设置，安装方便、调整灵活，降低了生产本成，而且该方法实用性强，消除水雾的效果明显，环保实用。

三：本发明所采用的工艺方法新颖独特，且取得的效果十分突出，所采用的设备结构紧凑、占地面积小，设备实现模块化设计，有利于安装、维护，并降低了设备的成本，同时本发明在实际生产过程中，可实现回收利用大部分的水蒸汽热量，并消除水雾污染，即产生很好的经济效益，又达到保护环境的要求。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

图2是本发明的设备结构示意图。

图3是图2中混风除雾段沿K方向的简单结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来进一步地说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，一种冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺，包括以下具体步骤：

1）使用引风设备将排放的冲渣水蒸汽引入一用于余热回收及消除水雾的余热回收除雾塔中，先利用该设备中的凝汽器装置将部分水蒸汽冷凝，回收水蒸汽潜热，同时将产生的凝结水回流到冲渣池内（步骤一）。

2）上述未被冷凝的水蒸汽从余热回收除雾塔中部的通道上行，进入用于将水蒸汽进一步冷凝的空冷装置中，该空冷装置在冷凝换热时会产生热空气，且该热空气进入用于消除水雾的混风除雾通道中；同时，其余未被冷凝的冲渣水蒸汽也进入所述混风除雾通道内，在该混风除雾通道中水蒸汽与所述空冷装置换热所产生的热空气相混合,形成不饱和蒸汽,消除水雾（步骤二）。

3）将上述2）获得的不饱和蒸汽连接到烟囱内，通过烟囱排入大气（步骤三）。

如图2、图3所示，上述冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺所采用的设备，它包括：一用于排放冲渣水蒸汽的烟囱1以及一水蒸汽余热回收除雾塔2，所述烟囱1的中部设有一百叶阀11，该百叶阀11将烟囱分为两个相互隔离的上部与下部，且该烟囱1的下部通过一管路3与所述余热回收除雾塔2的下部连通，所述余热回收除雾塔2由下而上依次由钢结构支撑段21、进汽收水段22、余热回收段23、混风除雾段24以及排气段25组成，所述管路3与所述进汽收水段22相连通。

其中：钢结构支撑段21位于余热回收除雾塔1的最底部，用于支撑整个余热回收除雾塔1。

进汽收水段22用于水蒸汽的进入以及凝结水的回收，该进汽收水段22的底部设有一用于收集凝结水的收水盘221，该收水盘221与冲渣水池相连通，而所述管路3内设有一将冲渣水蒸汽引入所述进气收水段22的引风机31。

余热回收段23用于水蒸汽的换热处理，回收大部分水蒸汽的热量，所述余热回收段23内设有一用于冷介质与水蒸汽换热的凝汽器装置4，该凝汽器装置4的上部设有一冷介质进口41，凝汽器装置4的下部设有一冷介质出口42，所述冲渣水蒸汽由下而上通过所述凝汽器装置4。

如图2及图3所示，所述混风除雾段24四周的外侧壁上设有用于将水蒸汽作进一步冷凝的空冷装置5，所述混风除雾段24的内部还设有混风除雾通道241和蒸汽通道242，该混风除雾通道241位于所述蒸汽通道242与空冷装置5之间，所述排气通道与所述混风除雾通道241相通，所述空冷装置5换热获得的热空气直接向内侧吹入所述混风除雾通道241。冲渣水蒸汽通过所述蒸汽通道242从上而下逆流进入所述空冷装置5，然后再进入混风除雾通道241，在混风除雾通道241内，冲渣水蒸汽与空冷装置5向内排入的热空气相混合，形成不饱和水蒸汽，消除水雾。

排气段25用于将不饱和蒸汽排入大气，所述排气段25与所述混风除雾通道241相连通，且还通过一管道（图中未画出）与所述烟囱1的上部相连通，不饱和蒸汽从该烟囱1的上部排入大气。

本发明的工作过程：冲渣水的水蒸汽通过引风机31从烟囱1的下部引入余热回收除雾塔2的进汽收水段22，然后继续向上运行，进入余热回收段23，在该余热回收段23中，水蒸汽与凝汽器装置4进行换热处理，大部分水蒸汽的热量得到回收，且在处理过程中，所水蒸汽凝结的水会回流到所述进汽收水段22的收水盘221中，并最终回流到冲渣池内，得到循环利用。少数未得到回收的水蒸汽继续上行，进入混风除雾段24，水蒸汽通过蒸汽通道242由上而下进入空冷装置5中，进行进一步地冷凝、凝结水蒸汽并换热产生热空气，该热空气向内排入混风除雾通道，同时，余下未被空冷装置5冷凝的冲渣水蒸汽进入混风除雾通道内，与热空气相互混合，形成不饱和水蒸汽，最终达到消除水雾的目的。该不饱和蒸汽通过混风除雾通道进入进入与烟囱1相连通的排气段25中，然后从烟囱1的上部排入大气中，完成整个工作流程。

本发明的优点在于：

一：先将冲渣水蒸汽通过设置有凝汽器装置的余热回收段，利用冷介质与水蒸汽进行换热回收热量，凝汽器装置实现模块化，可根据实际需要的热量进行余热回收，而且水蒸汽的凝结水可循环回收利用。

二：经过余热回收后，水蒸汽量减少，剩余的水蒸汽由上而下逆流进入混风除雾段内的空冷装置中，进一步地冷凝未被余热回收段回收的水蒸汽，并将冷凝时产生的热空气排入混风除雾段内部的混风除雾通道中，同时最后未被回收的水蒸汽也进入混风除雾通道，并与热空气相互混合形成不饱和水蒸汽，最终达到消除水雾的目的。该混风除雾方法的应用，可大大减少空冷设备的投入，而且设备结构简单，并可实现模块化设置，安装方便、调整灵活，降低了生产本成，而且该方法实用性强，消除水雾的效果明显，环保实用。

三：本发明所采用的工艺方法新颖独特，且取得的效果十分突出，所采用的设备结构紧凑、占地面积小，设备实现模块化设计，有利于安装、维护，并降低了设备的成本，同时本发明在实际生产过程中，可实现回收利用大部分的水蒸汽热量，并消除水雾污染，即产生很好的经济效益，又达到保护环境的要求。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1.冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺，包括以下具体步骤：

1）使用引风设备将排放的冲渣水蒸汽引入一用于余热回收及消除水雾的余热回收除雾塔中，先利用该设备中的凝汽器装置将部分水蒸汽冷凝，回收水蒸汽潜热，同时将产生的凝结水回流到冲渣池内；

2）未被冷凝的水蒸汽从余热回收除雾塔中部的通道上行，进入用于将水蒸汽进一步冷凝的空冷装置中，该空冷装置在冷凝换热时会产生热空气，且该热空气进入用于消除水雾的混风除雾通道中；同时，其余未被冷凝的冲渣水蒸汽也进入所述混风除雾通道内，在该混风除雾通道中水蒸汽与所述空冷装置换热所产生的热空气相混合,形成不饱和蒸汽,消除水雾；

3）将上述2）获得的不饱和蒸汽连接到烟囱内，通过烟囱排入大气。

2.根据权利要求1所述的一种冲渣水蒸汽余热回收与消雾的工艺，其特征在于：所述步骤2）中该水蒸汽由上而下逆流进入空冷装置。

3.一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，其特征在于：它包括：一用于水蒸汽余热回收及除雾的余热回收除雾塔，所述余热回收除雾塔由下而上依次由钢结构支撑段、进汽收水段、余热回收段、混风除雾段以及排气段组成，所述进汽收水段通过一管路与排放的冲渣水蒸汽相连通，其中：

钢结构支撑段位于余热回收除雾塔的最底部，用于支撑整个余热回收除雾塔；

进汽收水段用于水蒸汽的进入以及凝结水的回收；

余热回收段用于水蒸汽的冷凝换热处理，回收大部分水蒸汽的热量；

混风除雾段用于将未被所述余热回收段回收的水蒸汽作进一步地冷凝回收凝结水，并且将最后还未冷凝的水蒸汽与热空气相混合形成不饱和蒸汽，消除水雾；

排气段用于将所述混风除雾段产生的不饱和蒸汽排入大气。

4.根据权利要求3所述的一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，其特征在于：所述管路内设有一将冲渣水蒸汽引入所述进汽收水段的引风机。

5.根据权利要求3所述的一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，其特征在于：所述进汽收水段的底部设有一用于收集凝结水的收水盘，该收水盘与冲渣水池相连通。

6.根据权利要求3所述的一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，其特征在于：所述余热回收段内设有一用于冷介质与水蒸汽换热的凝汽器装置，该凝汽器装置的上部设有一冷介质进口，凝汽器装置的下部设有一冷介质出口，所述冲渣水蒸汽由下而上通过所述凝汽器装置。

7.根据权利要求3所述的一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，其特征在于：所述混风除雾段四周的外侧壁上设有用于将水蒸汽作进一步冷凝的空冷装置，所述混风除雾段的内部还设有混风除雾通道和蒸汽通道，该混风除雾通道位于所述蒸汽通道与空冷装置之间，所述空冷装置换热获得的热空气直接向内侧吹入所述混风除雾通道。

8.根据权利要求7所述的一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，其特征在于：冲渣水蒸汽通过所述蒸汽通道从上而下逆流进入所述空冷装置，然后再进入混风除雾通道。

9.根据权利要求3所述的一种用于冲渣水蒸汽余热回收与消雾的设备，其特征在于：所述排气段的排气端通过一管道与一用于排气的烟囱相连通。