CN105861768A - 一种高炉熔渣的干法处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高炉熔渣的干法处理装置，包括下侧设有落渣仓（2）、上侧设有热空气出风管（3）的筒体（1），热空气出风管连接冷热空气交换器，筒体连接注渣管（4），筒体内连接离心粒化机（5）、一级流化床（6）和二级流化床（7），二级流化床通过导料管（8）连接落渣仓，筒体外侧连接水冷壁（9），筒体外设有第一风机（10），第一风机通过主风管（11）和支风管（12）连接离心粒化机、一级流化床和二级流化床，落渣仓通过传送装置连通成品仓（14）。本发明的优点：本装置满足原有的渣品，将散发的熔渣显能，集中输送至冷热交换器，将加热后的高温热源风，直接送入高炉热风炉26进行燃烧加热，回收75%左右的熔渣显能。

Description

一种高炉熔渣的干法处理装置

技术领域

本发明涉及高炉熔渣处理技术领域，特别涉及一种高炉熔渣的干法处理装置 。

背景技术

高炉渣是高炉炼铁的副产品。对其的处理和再利用是钢铁工业实现循环经济的重要途径。目前，国内外对高炉渣的处理普遍采用干渣法和水淬法，其主要的处理工艺方法是因巴法、图拉法、轮法、搅笼法、底虑法等，这些方法首先都是通过冷却水作为冷却介质，通过高压水泵，对熔渣进行强制冷却，在冷却过程中产生大量含有H₂S和SO₂的有害蒸汽，通过烟囱排入大气中。这些不同的熔渣处理工艺都具有渣处理耗水量多、热能损失大的工艺特点，具体存在以下几点问题：

（1）耗水高，冲制1t渣消耗新水约0．8～1．2t。循环用水量约为10t左右。

（2）水淬渣过程中产生H₂S和SO₂：随蒸汽排人大气中，这致使形成酸雨，造成环境污染。

（3）需要干处理，高炉水渣含水率高达11％以上，作为水泥和其他原料生产时须干燥处理，这将消耗一定的能源 。

（4）未回收显热，1t液态渣水淬时散失热量约1600～1800MJ，由于其得不到有效回收，则相当于全国每年损失标准煤400万t(回收率按60％计算）；而且液态高炉渣温度高达1450～1500℃，余热品质非常高，极具利用价值。

（5）对于水渣系统而言。电耗和系统维护的工作量大。

从2O世纪8O年代开始，日本、英国和澳大利亚等国在冶金渣干法处理的基础理论和实验室设备方面开始研究，国内最近几年也加大了研发力度，但目前尚无一种实现工业化生产的装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现阶段高炉熔渣处理过程中，热能浪费严重、在熔渣粒化过程中，产生大量有害气体等缺点，而提出的一种高炉熔渣的干法处理装置 。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：包括筒体，在筒体的下侧设有落渣仓、上侧设有热空气出风管，热空气出风管连接冷热空气交换器，在筒体的上侧连接用于排入高炉高温熔渣的注渣管，在筒体内连接与注渣管对应配合的离心粒化机，在离心粒化机的外侧配合连接一级流化床和二级流化床，且一级流化床设置在二级流化床的外侧，二级流化床通过导料管连接落渣仓；

在筒体的外侧还配合连接水冷壁，在水冷壁上分别设有进水管和出水管；

在筒体的外还设有第一风机，第一风机连接主风管，主风管连接一组支风管，支风管分别对应连接所述离心粒化机、一级流化床和二级流化床；

在落渣仓的下侧设有与其出料口对应配合的传送装置，在传送装置的出料端配合设置成品仓。

在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：

所述注渣管倾斜设置，且在注渣管的下侧设有竖直的折弯管。

所述离心粒化机包括碗碟状的粒化板，粒化板连接通风管，通风管连接所述支风管，通风管还通过齿轮箱连接第一电机。

所述粒化板包括平板，在平板的外侧设有环形的弧形板，弧形板的弧度为R200mm～R1000mm，且平板与弧形板的夹角α为30°～65°，在粒化板内设有空腔，粒化板上设有2～40个与所述通风管连通的气流孔，气流孔的直径为200mm～400mm，在空腔上侧的粒化板上设有2～40排粒化孔，每排粒化孔均成圆环结构，且任意相邻两排的粒化孔错位设置，粒化孔的孔径为12mm～30mm，且任意相邻两个粒化孔的间隔距离为5mm～10mm。

所述冷热空气交换器包括与所述热空气出风管连接的密闭壳体，在密闭壳体内设有螺旋风管和蓄能器，螺旋风管的出风口和进风口分别设置在密闭壳体的外侧，且出风口连接热风炉，进风口连接第二风机，密闭壳体上还连接净化风管，在净化风管沿出风方向依次连接除尘装置和第三风机。

所述一级流化床包括第一冷床，第一冷床通过旋转齿箱由第二电机驱动，在第一冷床上还通过第一冷却风管连接冷却风机。

所述二级流化床包括第二冷床，所述导料管连接在第二冷床上，且第二冷床通过第二冷却风管连接第二冷却风机。

本发明的优点在于：由于高炉排渣有时间间隔，但高炉送风是不允许有间隔的， 本装置能够直接向热风炉供风，它是通过冷热交换器的蓄能作用，将熔渣热储存起来，保证在高炉排渣间隔时，将所蓄的能释放出来，继续向热风炉送风，本装置能源利用率高，克服了由于高炉排渣是间断性的，不能直接保持连续向热风送风，现有技术拟采用方案是回收熔渣预热来进行发电或生产蒸汽，这种方式与本方案相比，存在着能源得不到充分利用，利用率较低的缺点。本方案在粒化过程中，满足原有的渣品，将高温熔渣快速冷却过程中，散发的熔渣显能，集中输送至冷热交换器，作为冷热交换器中冷风的加热源，将加热后的高温热源风，可持续的直接送入高炉热风炉进行燃烧加热，从而回收75%左右的熔渣显能，通过本装置处理的方法也称为：欧骋干式风冷离心粒化法及余热回收欧骋法，此工艺没有有害气体排出和水资源的浪费，是一种环境友好型新式渣处理工艺。

附图说明

图1是本发明的基本结构示意图；

图2是粒化器的结构示意图；

图3是图2的A—A剖视图；

图4是空气热原理示意图；

图5是图1的粒化及热能回收系统模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明更加清楚明白，以下结合附图对本装置详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的一种高炉熔渣的干法处理装置，包括圆筒形的筒体1，根据高炉容积的大小，为能处理相应熔渣的能力，筒体1的筒径的选择范围为2米到4.5米，在筒体1的下侧设有圆锥状的落渣仓2、上侧设有热空气出风管3，在落渣仓2的下侧设有与其出料口对应配合的传送装置13，在传送装置13的出料端配合设置成品仓14，传送装置13采用皮带输送机，热空气出风管3连接冷热空气交换器。

在所述筒体1的上侧连接用于排入高炉高温熔渣的注渣管4，注渣管4倾斜设置，且在注渣管4的下侧设有竖直的折弯管4a。

结合图2和图3所示，在所述筒体1内连接与注渣管4对应配合的离心粒化机5，离心粒化机5对应设置在所述折弯管4a出料口的正下方，所述离心粒化机5包括碗碟状的粒化板15，粒化板15连接通风管16，通风管16连接所述支风管12，通风管16还通过齿轮箱连接第一电机，齿轮箱采用旋转齿轮箱，其旋转速度为500～1500r/min，所述粒化板15包括平板15a，在平板15a的外侧设有环形的弧形板15b，弧形板15b的弧度为R200mm～R1000mm，且平板15a与弧形板15b的夹角α为30°～65°，在粒化板15内设有空腔15c，粒化板15上设有2～40个与所述通风管16连通的气流孔17，气流孔17的直径为200mm～400mm，在空腔15c上侧的粒化板15上设有2～40排粒化孔15d，每排粒化孔15d均成圆环结构，且任意相邻两排的粒化孔15d错位设置，粒化孔15d的孔径为12mm～30mm，且任意相邻两个粒化孔15d的间隔距离为5mm～10mm。

在所述离心粒化机5的外侧配合连接一级流化床6和二级流化床7，且一级流化床6设置在二级流化床7的外侧，所述一级流化床6包括第一冷床，第一冷床通过旋转齿箱由第二电机驱动，在第一冷床上还通过第一冷却风管连接冷却风机。所述二级流化床包括第二冷床，所述导料管8连接在第二冷床上，且第二冷床通过第二冷却风管连接第二冷却风机，二级流化床7通过导料管8连接落渣仓2。

在所述筒体1的外还设有第一风机10，第一风机10连接主风管11，主风管11连接一组支风管12，支风管12分别对应连接所述离心粒化机5、一级流化床6和二级流化床7。

在一级流化床6和二级流化床7的空间内炉渣均向下流动，干空气向上流动，炉渣通过与干空气进行冷却，在旋转离心力的作用下，将一级流化床6内炉渣，甩进二级流化床7内；在通过二级流化床7，通过冷风吹扫，炉渣在上、下流动后，做进一步的冷却，从而冷却到所要求的温度，随后炉渣经导料管8排出二级流化床7，进入落渣仓2内，再通过传送装置13运到成品仓14，而经过充分热交换后的高温空气经气体出口通过热空气出风管3通入冷热交换器。在所述筒体1的外侧还配合连接圆筒状的水冷壁9，在水冷壁9上分别设有进水管9a和出水管9b，通过出水管9b在水冷壁9内通入冷却水。

结合图4所示，所述冷热空气交换器包括与所述热空气出风管3连接的密闭壳体18，在密闭壳体18内设有螺旋风管19和蓄能器25，螺旋风管19的出风口和进风口分别设置在密闭壳体18的外侧，且出风口连接热风炉26，进风口连接第二风机20，密闭壳体18上还连接净化风管21，在净化风管21沿出风方向依次连接除尘装置23和第三风机22，在净化风管21的末端还连接烟囱24。

结合图5所示，工作时，所述离心粒化机5将熔渣高速抛向筒体1内，进行快速冷却，未完全冷却的渣，经过一级流化床6和二级流化床7的再次冷却，熔渣的温度从1450℃～1650℃降至100℃左右，形成含95玻璃相的渣，在风力的作用下，落入落渣仓2内，经过传送装置13运至成品仓14后外运。同时作为冷却剂的冷风，在冷却后其温度从常温上升至900度左右的高温热风，经过热空气出风管3通入空气热交换系统。交换后，干净的高温热空气直接送入热风炉26，经过热风炉26后再次通入到高炉27中，作为热风炉26和高炉的加热空气的气源。

水冷冷却壁的冷却水，经过热交换后，其水的温度有常温升至150℃后，送至预热锅炉进行产生蒸汽，也可用作发电。

为了保证从冷却风的冷却交换的热量，所述出风管3的高度大于等于2000mm，冷却空气的温度为常温，为保证冷却效率，在所述主风管11和每个支风管12上均连接用于调节风量的调节阀，根据熔渣冷却效果，调节阀门，分配粒化机和二次流化床的风量，有效的分配给离心粒化机5和二级流化床7。

Claims (7)

1.一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：包括筒体（1），在筒体（1）的下侧设有落渣仓（2）、上侧设有热空气出风管（3），热空气出风管（3）连接冷热空气交换器，在筒体（1）的上侧连接用于排入高炉高温熔渣的注渣管（4），在筒体（1）内连接与注渣管（4）对应配合的离心粒化机（5），在离心粒化机（5）的外侧配合连接一级流化床（6）和二级流化床（7），且一级流化床（6）设置在二级流化床（7）的外侧，二级流化床（7）通过导料管（8）连接落渣仓（2）；

在筒体（1）的外侧还配合连接水冷壁（9），在水冷壁（9）上分别设有进水管（9a）和出水管（9b）；

在筒体（1）的外还设有第一风机（10），第一风机（10）连接主风管（11），主风管（11）连接一组支风管（12），支风管（12）分别对应连接所述离心粒化机（5）、一级流化床（6）和二级流化床（7）；

在落渣仓（2）的下侧设有与其出料口对应配合的传送装置（13），在传送装置（13）的出料端配合设置成品仓（14）。

2.根据权利要求1所述的一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：所述注渣管（4）倾斜设置，且在注渣管（4）的下侧设有竖直的折弯管（4a）。

3.根据权利要求1所述的一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：所述离心粒化机（5）包括碗碟状的粒化板（15），粒化板（15）连接通风管（16），通风管（16）连接所述支风管（12），通风管（16）还通过齿轮箱连接第一电机。

4.根据权利要求3所述的一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：所述粒化板（15）包括平板（15a），在平板（15a）的外侧设有环形的弧形板（15b），弧形板（15b）的弧度为R200mm～R1000mm，且平板（15a）与弧形板（15b）的夹角α为30°～65°，在粒化板（15）内设有空腔（15c），粒化板（15）上设有2～40个与所述通风管（16）连通的气流孔（17），气流孔（17）的直径为200mm～400mm，在空腔（15c）上侧的粒化板（15）上设有2～40排粒化孔（15d），每排粒化孔（15d）均成圆环结构，且任意相邻两排的粒化孔（15d）错位设置，粒化孔（15d）的孔径为12mm～30mm，且任意相邻两个粒化孔（15d）的间隔距离为5mm～10mm。

5.根据权利要求1所述的一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：所述冷热空气交换器包括与所述热空气出风管（3）连接的密闭壳体（18），在密闭壳体（18）内设有螺旋风管（19）和蓄能器（25），螺旋风管（19）的出风口和进风口分别设置在密闭壳体（18）的外侧，且出风口连接热风炉（26），进风口连接第二风机（20），密闭壳体（18）上还连接净化风管（21），在净化风管（21）沿出风方向依次连接除尘装置（23）和第三风机（22）。

6.根据权利要求1所述的一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：所述一级流化床（6）包括第一冷床，第一冷床通过旋转齿箱由第二电机驱动，在第一冷床上还通过第一冷却风管连接冷却风机。

7.根据权利要求1或6所述的一种高炉熔渣的干法处理装置，其特征在于：所述二级流化床（7）包括第二冷床，所述导料管（8）连接在第二冷床上，且第二冷床通过第二冷却风管连接第二冷却风机。