CN105463139A - 熔融炉渣显热回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于余热回收技术领域，具体涉及的是熔融炉渣显热回收方法及装置，其特征在于，熔融炉渣集中至中间稳流包，在粒化器内进行粒化和热量一次回收，再经过沉降器组进行热量二次回收，回收的热量发电，其实现的步骤如下：渣罐将熔融炉渣运输至中间稳流包，通过水口将其引入粒化器下部，粒化枪射出气流对熔渣进行粒化，熔渣颗粒降温至700~900℃，形成1~5mm的颗粒，完成第一次热量交换；炉渣颗粒与一次热空气被吸至沉降器组，颗粒温度降至100~200℃，随皮带机运出，同时二次冷空气与颗粒反向运行并与一次热空气混合形成三次热空气；三次热空气进入换热器发电，再经除尘后部分排空，部分经过风机循环成为二次冷空气，以发电形式进行热能利用，冷却后的高炉渣可以作为水泥原料及岩棉原料，与现有的水淬法相比，可节约5t水/t渣。
Description
技术领域
本发明专利属于钢铁、镍铁、锰铁、铜等冶金技术领域，具体涉及的是熔融炉渣显热回收方法及装置。
背景技术
钢铁工业是国民经济基础产业，属于高耗能企业，在生产钢铁制品的同时排放大量的废弃物。2015年1月至5月，生铁产量2.97亿吨，冶炼一吨生铁约产生0.35吨渣，产渣1.04亿吨，全年产渣约2.5亿吨。高炉渣温度1400℃~1600℃，显热1700MJ/吨，相当于58Kg标准煤的发热值，故熔融炉渣显热回收前景巨大。目前热熔渣的显热回收方法分为几类：一类是利用循环空气回收炉渣显热，然后通过余热锅炉以蒸汽的形式回收炉渣显热，如风淬法；一类是将高温炉渣注入容器内，在容器周围用水循环冷却，以蒸汽形式回收炉渣显热，如循环流化床、流化锅炉法；另一类是将高温炉渣通过转杯粒化，再换热。不管上述哪种方法，热回收率低，没有工业化应用。钢铁厂基本采用水淬法，将热熔渣在高温下用水急冷处理，但高炉渣的显热无法利用，对大气、水和土壤造成了不同程度的污染。
2012年，国务院正式印发了《节能减排“十二五”规划》，以及“十三五”规划，液态熔渣显热回收列为重点项目。
发明内容
本发明的目的是提供一种熔融高炉渣显热回收方法及装置，高效地回收高炉渣的高温显热，减少其处理过程中对环境造成的污染，而且处理后的高炉渣可满足制造水泥的要求。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
熔融高炉渣显热回收方法，其特征在于，熔融炉渣由各个产生炉渣点，集中至中间稳流包，在粒化器内进行粒化和热量一次回收，再经过沉降器组进行热量二次回收，回收的热风进入余热锅炉产生蒸汽、发电，其实现的步骤如下：
温度达1400~1500℃的熔融炉渣从出渣沟流入渣罐，渣罐将熔融炉渣运输并导入中间稳流包，熔融炉渣通过水口引入粒化器下部，底部组合粒化枪将空气打入粒化器，对熔渣进行粒化，熔渣颗粒降温至700~900℃，形成1~5mm的颗粒，完成第一次热量交换；根据熔渣量设置不同数量沉降器组成沉降器组，上述炉渣颗粒与一次热空气被吸至第一沉降器，炉渣颗粒依次进入第二沉降器直至最后一个沉降器，颗粒温度降至100~200℃，随皮带机运出，同时二次冷空气与颗粒反向运行并与一次热空气混合形成三次热空气，完成第二次热交换；三次热空气进入换热器发电机组，将热能转化为电能，三次热空气经除尘后部分排空，部分经过风机循环成为二次冷空气。
空气的流速和压力根据热熔渣的流量调整，以保证热熔渣粒化的效果。由于高炉渣是间歇地从高炉排出，为了实现系统的连续性，设置了中间稳流包，可以接各个高炉的热熔渣且具备缓冲作用。
水口保证热熔渣连续、稳定流入粒化器。
所述熔融炉渣显热回收方法采用的装置，其特征在于，包括中间稳流包、粒化枪、粒化器、沉淀器组、换热器发电机组、除尘器、风机、皮带机、烟囱，中间稳流包通过水口与粒化器连接，粒化器通过管道与沉淀器组、换热发电组、除尘器、风机、烟囱相连接，管路上设置仪表检测设备以及阀门控制设备。
粒化枪打出高速空气使熔渣粒化。
粒化器内壁、沉淀室组均由高温耐磨耐火材料浇注，并带有助推装置。
设置沉淀器组保证了炉渣与空气换热率，达到93%以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过干式粒化、显热交换，逐级回收利用炉渣显热，以发电形式进行热能利用，冷却后的高炉渣可以作为水泥原料及岩棉原料，与现有的水淬法相比，可节约5t水/t渣。与现有的熔渣显热回收法相比，可将间断的热熔渣显热转化为连续的过热蒸汽、发电；热熔渣从1400~1500℃至100~200℃显热，基本被利用；热熔渣在高温下被压缩空气急速冷却，渣粒化效果好，直径均匀，产品中玻璃相大于90%，可以供水泥生产及岩棉生产；在粒化器、沉淀室组内部，渣与空气换热效果好，设备投资低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程及结构示意图
1-中间稳流包，2-粒化器，3-沉淀器组，4-换热器发电机组，5-除尘器，6-风机，7-烟囱，8-皮带机，9-粒化枪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1本发明包括1-中间稳流包，2-粒化器，3-沉淀器组，4-换热器发电机组，5-除尘器，6-风机，7-烟囱，8-皮带机，9-粒化枪。某厂有两台高炉容积均为1080m3，平均每小时约产生41吨热渣/台。采用本发明后，熔融炉渣先在中间稳流包1进行储存，由水口引至粒化器2，粒化器为钢壳结构，内壁面采用高温耐磨耐火材料浇注而成，熔渣利用粒化枪9被破碎至1~5mm，熔渣颗粒降温至700~900℃，一次热风温度700~900℃，而后进入沉淀器组3，二次冷空气与颗粒反向运行并与一次热空气混合形成三次热空气，三次热空气温度700~900℃，三次热空气进入换热器发电机组4发电，再经三次热空气经除尘5后部分排空，部分经过风机6循环成为二次冷空气，温度约200℃，渣温100~200℃，随皮带机8运出至水泥厂或冲天炉岩棉厂,配套的发电机组的规模为3MW，以0.5元/Kw.h的电价计算，年收入可达1260万元。在不影响粒化渣的使用价值的情况下，节约水耗，无废气排放，有较高的经济效益和环保效益。
Claims (8)
1.熔融炉渣显热回收方法，其特征在于，熔融炉渣由各个产生炉渣点，集中至熔渣罐，在粒化器内进行粒化和热量一次回收，再经过沉降器组进行热量二次回收，回收的热风进入余热锅炉产生蒸汽、发电，其实现的步骤如下：
温度达1400~1500℃的熔融炉渣从出渣沟流入渣罐，渣罐将熔融炉渣运输并导入中间稳流包，熔融炉渣通过水口引入粒化器下部，底部组合粒化枪将空气打入粒化器，对熔渣进行粒化，熔渣颗粒降温至700~900℃，形成1~5mm的颗粒，完成第一次热量交换；根据熔渣量设置不同数量沉降器组成沉降器组，上述炉渣颗粒与一次热空气被吸至第一沉降器，炉渣颗粒依次进入第二沉降器直至最后一个沉降器，颗粒温度降至100~200℃，随皮带机运出，同时二次冷空气与颗粒反向运行并与一次热空气混合形成三次热空气，完成第二次热交换；三次热空气进入换热器发电机组，将热能转化为电能，三次热空气经除尘后部分排空，部分经过风机循环成为二次冷空气。
2.空气的流速和压力根据热熔渣的流量调整，以保证热熔渣粒化的效果。
3.由于高炉渣是间歇地从高炉排出，为了实现系统的连续性，设置了中间稳流包，可以接各个高炉的热熔渣且具备缓冲作用。
4.水口保证热熔渣连续、稳定流入粒化器。
5.熔融炉渣显热回收装置，其特征在于，包括中间稳流包、粒化枪、粒化器、沉淀器组、换热器发电机组、除尘器、风机、皮带机、烟囱，中间稳流包通过水口与粒化器连接，粒化器通过管道与沉淀器组、换热发电组、除尘器、风机、烟囱相连接，管路上设置仪表检测设备以及阀门控制设备。
6.据权利要求5所述的熔融炉渣显热回收装置，其特征在于，粒化枪打出高速空气使熔渣粒化。
7.据权利要求5所述的熔融炉渣显热回收装置，其特征在于，粒化器内壁、沉淀室组均由高温耐磨耐火材料浇注，并带有助推装置。
8.据权利要求5所述的熔融炉渣显热回收装置，其特征在于，设置沉淀器组保证了炉渣与空气换热率，达到93%以上。
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