CN105624347A - 一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置 - Google Patents

一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，包括落渣管、粒化仓和粒化设备；粒化仓呈倒扣的盒状，下部开口；粒化仓的顶部设有开口，供落渣管伸入；粒化仓的内壁用于吸收液态高温熔渣粒化所散发热量的换热面；落渣管的正下方设置有粒化设备。高温熔渣自落渣管流入粒化仓，落在粒化设备上，在粒化设备高速旋转下被粒化，并在粒化设备周边环形风的作用下，同时向粒化仓敷设的换热面进行辐射换热，实现液态高温熔渣的粒化及能量部分回收。

Description

一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置
技术领域
本发明涉及高温液态熔渣余热回收技术领域，特别涉及一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置。
背景技术
中国目前是全球最大的钢铁生产国，钢铁产量已连续17年保持世界第一。2014年中国生铁产量达到7.11亿吨，约占世界总产量的60％，在冶炼生铁的过程中同时会产生蕴含巨大热量的高炉渣。高炉渣的出炉温度一般在1400～1550℃之间，每吨渣含(1260～1880)×103kJ的显热，相当于60kg标准煤。在我国现有的炼铁技术下，每生产1吨生铁副产0.3吨高炉渣，以目前我国生铁产量7.11亿吨进行计算，可折合产生2.13亿吨以上的高炉渣，其显热量相当于1278万吨标准煤。
干渣坑冷却法和水冲渣法是目前我国最常见的高炉渣处理方法。干渣坑冷却法将高温的液态熔渣直接排入干渣坑空冷，辅助水冷。该法降温时产生大量水蒸气，同时释放出大量的H2S和SO2气体，腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境，一般只在事故处理时使用该法。我国90％的高炉渣都采用水冲渣法处理。水冲渣法是指利用低温的冷却水直接与高温的液态熔渣混合，使得液态熔渣温度迅速降低并形成玻璃体态炉渣颗粒。水冲渣法按照不同的工艺流程可分为因巴法、图拉法、底滤法、拉萨法、明特克法。尽管水冲渣工艺不断发展，但其技术的核心还是对高温液态熔渣进行喷水水淬，进而达到冷却和粒化的目的，然后进行水渣分离，冲渣的水经过沉淀过滤后再循环使用。尽管该法产生的玻璃体态熔渣可以应用于水泥工业进行资源化利用，但是处理过程浪费大量水资源，产生SO2和H2S等有害气体，也不能有效回收高温液态熔渣所含有的高品质余热资源。
综上所述，目前普遍采用的干渣坑冷却法和水冲渣法，不仅浪费了高温液态熔渣所含有的全部高品质余热资源，而且消耗大量水资源，对环境造成严重污染，这些处理方式已不能适应目前钢铁行业节能减排的迫切需求。必须寻求一种高效、无污染的新技术对液态熔渣资源进行有效回收。
发明内容
本发明的目的在于一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，以解决当前液态熔渣高品质余热资源浪费严重的问题。本发明装置粒化均匀、热量回收效率高，可有效应回收液态熔渣的热量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，包括落渣管、粒化仓和粒化设备；粒化仓呈倒扣的盒状，下部开口；粒化仓的顶部设有开口，供落渣管伸入；粒化仓的内壁用于吸收液态高温熔渣粒化所散发热量的换热面；落渣管的正下方设置有粒化设备。
进一步的，粒化设备包括粒化器、粒化器连接部件和粒化器驱动部件；粒化器为盘状或杯状，粒化器中心处设置导流锥，导流锥至粒化器外边缘设置肋片；粒化器通过粒化器连接部件连接粒化器驱动部件；粒化器驱动部件用于通过粒化器连接部件带动粒化器进行旋转，将滴入粒化器中的液态熔渣粒化成小液滴。
进一步的，粒化器连接部件包括粒化器底座、转轴及两个推力轴承；粒化器与粒化器底座固定连接，粒化器底座与轴固定连接；轴通过两个推力轴承与轴套筒固定，同时通过联轴器与粒化器驱动部件相连接。
进一步的，粒化器边缘与水平面角度为15°-60°。
进一步的，高温液态熔渣粒化系统还包括供风组件；供风组件包括两个外径不同的风道外套筒、风道内套筒，轴套筒通过底部环形端盖与风管内套筒固定；供风组件顶部开设有环形风口；环形风口位于粒化器外周，环形风口的出风角度与粒化器边缘倾角一致，与水平面夹角为15-60°。
进一步的，环形风口位于粒化器外边缘下方。
进一步的，换热面形式为膜式壁或盘管。
进一步的，粒化仓顶部布置有若干燃烧喷嘴；粒化仓顶部四角布置有出风方向能够调节的冷风喷嘴，用于防止高温熔渣颗粒粘在粒化仓内壁。
进一步的，粒化仓截面为长方形、正方形或圆形，粒化仓顶部为平顶或穹顶。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
高温熔渣自落渣管流入粒化仓，落在粒化设备上，在粒化设备高速旋转下被粒化，并在粒化设备周边环形风的作用下，同时向粒化仓敷设的换热面进行辐射换热，实现液态高温熔渣的粒化及能量部分回收。
粒化仓顶部四角布置冷风喷嘴，用于防止高温熔渣颗粒粘在粒化仓内壁。
受热面形式为膜式壁、盘管，增加受热面积，增加热回收效率。
避免对高温液态熔渣进行喷水水淬，从而节约水资源、避免有毒气体的产生。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置的粒化装置示意图；
图2为粒化仓顶部燃烧喷嘴及冷风喷嘴布置示意图；
图3为粒化设备的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，本发明一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，包括落渣管1、粒化仓6和粒化设备2。
粒化仓6呈倒扣的盒状，截面为长方形、正方形或圆形，粒化仓顶部为平顶或穹顶。粒化仓6的顶部设有开口，供落渣管1伸入。粒化仓6的内壁用于吸收粒化所散发热量的换热面3。
落渣管1的正下方设置有粒化设备2。
高温液态熔渣粒化系统2包括粒化器201、粒化器连接部件、粒化器驱动部件、供风部件及辅助装置。
粒化器201为盘状或杯状，粒化器201中心设置导流锥，导流锥至粒化器201的外边缘设施肋片；粒化器201边缘与水平面角度为15-60°；粒化器连接部件为粒化器底座202、转轴203及推力轴承204；粒化器201与粒化器底座202通过螺栓相连，粒化器底座202与轴203通过键进行连接。轴203通过推力轴承204与轴套筒209固定，同时通过联轴器与电机2010相连接；供风组件由两个外径不同的风道外套筒207、风道内套筒208组成，轴套筒209通过底部环形端盖205与风管内套筒208固定；风管外套筒207在外部与固定套筒及平板206固定。供风组件顶部所开环形风口2011位于粒化器201外周，环形风口的出风角度与粒化器边缘倾角一致，与水平面夹角为15-60°。风道内套筒208与轴套筒209在上部开有环形风口，轴套筒在两推力轴承204两侧均开冷却风孔。
渣包中的液态熔渣在塞棒的控制下以一定的流量通过落渣管1进入粒化仓6，落在粒化器201上，高速旋转的粒化器201将流入转杯的液态熔渣粒化成小液滴，小液滴飞溅至粒化仓的大空间内，小液滴飞行过程中在粒化仓受热面和粒化器环形风的双重冷却作用下，变成具有硬质外表面的渣粒；同时向粒化仓模块敷设的换热面3进行辐射换热，实现液态高温熔渣的粒化及能量部分回收。粒化仓6顶部分布一个或多个燃烧喷嘴4用于设备开启时烘烤。粒化仓顶部四角布置出风方向可以调节的冷风喷嘴5，用于防止高温熔渣颗粒粘在粒化仓6内壁。
最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施方式对本发明已进行了详细说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：包括落渣管(1)、粒化仓(6)和粒化设备(2)；
粒化仓(6)呈倒扣的盒状，下部开口；粒化仓(6)的顶部设有开口，供落渣管(1)伸入；粒化仓(6)的内壁用于吸收液态高温熔渣粒化所散发热量的换热面(3)；
落渣管(1)的正下方设置有粒化设备(2)。
2.根据权利要求1所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：粒化设备(2)包括粒化器、粒化器连接部件和粒化器驱动部件；
粒化器为盘状或杯状，粒化器中心处设置导流锥，导流锥至粒化器外边缘设置肋片；
粒化器通过粒化器连接部件连接粒化器驱动部件；粒化器驱动部件用于通过粒化器连接部件带动粒化器进行旋转，将滴入粒化器中的液态熔渣粒化成小液滴。
3.根据权利要求2所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：粒化器连接部件包括粒化器底座、转轴及两个推力轴承；粒化器与粒化器底座固定连接，粒化器底座与轴固定连接；轴通过两个推力轴承与轴套筒固定，同时通过联轴器与粒化器驱动部件相连接。
4.根据权利要求2所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：粒化器边缘与水平面角度为15°-60°。
5.根据权利要求2所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：高温液态熔渣粒化系统还包括供风组件；供风组件包括两个外径不同的风道外套筒、风道内套筒，轴套筒通过底部环形端盖与风管内套筒固定；供风组件顶部开设有环形风口；环形风口位于粒化器外周，环形风口的出风角度与粒化器边缘倾角一致，与水平面夹角为15-60°。
6.根据权利要求5所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：环形风口位于粒化器外边缘下方。
7.根据权利要求1所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：换热面(3)形式为膜式壁或盘管。
8.根据权利要求1所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：粒化仓顶部布置有若干燃烧喷嘴(4)；粒化仓顶部四角布置有出风方向能够调节的冷风喷嘴(5)，用于防止高温熔渣颗粒粘在粒化仓内壁。
9.根据权利要求1所述的一种液态高温熔渣粒化及余热回收装置，其特征在于：粒化仓截面为长方形、正方形或圆形，粒化仓顶部为平顶或穹顶。
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