CN106282447B - 具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置，包括熔渣中间包和粒化腔体，粒化腔体内设置离心粒化器；其特征在于：离心粒化器的外侧设置有气淬风室；转杯的外侧设置有气淬风环，气淬风环的顶部沿周向设置有若干个气淬风孔，气淬风环与气淬风室相连通；在粒化腔体内壁面设置有高压风环，该高压风环上设置有高压喷嘴，高压喷嘴沿周向布置；在粒化腔体内还设置有环形鼓泡流化床，该环形鼓泡流化床位于气淬风室的外侧；环形鼓泡流化床的外侧设置有环形喷动床，环形喷动床内沿周向布置有若干隔板，将环形喷动床隔成若干个独立的喷动床；环形鼓泡流化床和环形喷动床的底部设置有排渣口；本发明可广泛应用在钢铁、冶金等领域。

Description

具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置
技术领域
本发明涉及余热回收装置，具体涉及具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置。
背景技术
高炉炼铁过程中会产生温度高达1450-1550℃的高炉渣，是炼铁过程中产生的主要副产物，由于高炉渣的排渣温度很高，其中蕴含了大量的热量。2015年全球粗钢产量达到11.53亿吨，如果按照每生产1吨生铁产生0.3吨高炉渣计算，2015年全球的高炉渣产量为3.46亿吨，每吨高炉渣中所蕴含的热量能够达到1.6GJ，相当于55kg标准煤的发热量，所以2015年全世界产生的高炉渣中的热量相当于180万t标准煤的发热量。目前的高炉渣处理方法为水淬处理法，不能够回收高炉渣中的热量，并且会造成水资源的浪费。已经提出来的高炉渣干式粒化方法中，离心粒化余热回收法由于其简单紧凑的结构形式，受到广泛的关注，但在目前的离心粒化技术中仍然存在粒化效果不理想、粘壁和结渣、颗粒品质不够高的现象，并且在进渣过程中不可避免的会出现流量波动的现象，固定转速的离心粒化器不能满足颗粒产品粒径的要求，还可能加剧渣棉以及渣块的产生，成为了制约该种方法工业化的技术瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置。
根据本发明的技术方案,具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置，包括熔渣中间包和粒化腔体，熔渣中间包和粒化腔体由进渣管相连；粒化腔体的顶部设置有出风口，粒化腔体内设置离心粒化器，该离心粒化器位于进渣管的下方；离心粒化器的顶部设置有转杯，转杯由变频电机带动转动；其特征在于：离心粒化器的外侧设置有气淬风室；转杯的外侧设置有气淬风环，气淬风环的顶部沿周向设置有若干个气淬风孔，气淬风环与气淬风室相连通；在粒化腔体内壁面设置有高压风环，该高压风环上设置有高压喷嘴，高压喷嘴沿周向布置，用来产生高速旋流风墙；在粒化腔体内还设置有环形鼓泡流化床，该环形鼓泡流化床位于气淬风室的外侧；环形鼓泡流化床的外侧设置有环形喷动床，环形喷动床内沿周向布置有若干隔板，将环形喷动床隔成若干个独立的喷动床；环形鼓泡流化床和环形喷动床的底部设置有排渣口；环形鼓泡流化床和环形喷动床的顶部相连通。
本发明在转杯的外侧设置气淬风环，使气淬风作用于在转杯周围形成的液丝或液膜上，能够提供破碎作用和冷却作用，促进液丝或液膜破裂形成更小的液滴，并加快冷液滴的冷却凝固过程，能够减小粘结壁面的概率；在粒化腔室内壁直段的顶部设置高压风环，高压喷嘴沿周向布置，喷射的高速气流在粒化腔室内壁面形成高速旋流风墙，能够迅速冷却撞击壁面的半熔融颗粒，能够降低处于半熔融状态下的颗粒粘结壁面的可能性，并且能够为壁面提供吹扫作用，将粘壁颗粒吹扫下来；本发明在环形鼓泡流化床的外侧设置环形喷动床，由于环形喷动床中的颗粒运动和换热都非常剧烈，能够防止高温颗粒结焦，同时能够实现分选功能，使大于一定粒径的低玻璃体含量颗粒直接排走，小的高玻璃体含量颗粒被分选入环形鼓泡流化床内，对颗粒内的热量进行深度热回收。
本发明只采用空气作为热回收介质，成本低廉，并且得到的风温高，回收的热量的品质高。由气淬风环提供的气淬风能够起到辅助粒化的作用，促进粒化得到更小的颗粒，加速液滴凝固。由高压风环形成的高速旋流风墙能够防止熔渣液滴粘结壁面。布置在外侧的环形喷动床能够提供足够的冷却强度，并产生剧烈的翻腾，防止颗粒因凝固不完全发生结渣现象，并且能够将玻璃体含量较低的低品质颗粒排走，起到分选的作用。本装置能够提高颗粒的品质，增加热量回收率，并且结构简单，运行稳定可靠，
根据本发明所述的具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置的优选方案，转杯的底部安装有压力传感器，压力传感器将压力信号反馈给转速控制器，以调节变频电机的转速。本发明在转杯底部设置压力传感器，能够通过测量压力信号，得知熔渣流量的波动，再将压力信号反馈给控制变频电机的转速控制器，从而调节离心粒化器的转速，实现了离心粒化器转速对于熔渣流量波动的自适应功能，从而优化粒化过程。
根据本发明所述的具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置的优选方案，高压喷嘴沿圆周按不同半径设置有多层。
本发明所述的具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置的有益效果是:本发明只采用空气作为热回收介质，成本低廉，并且得到的风温高，回收的热量的品质高；当运行过程中发生熔渣流量波动，压力传感器能够将压力信号反馈给转速控制器，用于调节变频电机的转速，实现稳定的粒化效果；本装置能够提高颗粒的品质，加速液滴凝固，防止颗粒因凝固不完全发生结渣现象，防止熔渣液滴粘结壁面；能够增加热量回收率，并且本装置结构简单，运行稳定可靠，可以广泛的用于钢铁冶金等领域。
附图说明
图1是本发明所述的具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置的结构示意图。
图2为粒化腔体2的内部结构示意图。
图3为高压风环的主视图。
图4为高压风环的俯视图。
图5为气淬风环的俯视图。
图6为气淬风环的主视图。
具体实施方式
参见图1至图6,具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置，包括熔渣中间包1和粒化腔体2，熔渣中间包1和粒化腔体2由进渣管相连；粒化腔体2的顶部设置有出风口16，粒化腔体2内设置离心粒化器5，该离心粒化器5位于进渣管的下方；离心粒化器5的顶部设置有转杯，转杯由变频电机14带动转动；转杯的底部安装有压力传感器11，压力传感器11将压力信号反馈给转速控制器15，以调节变频电机14的转速；离心粒化器5的外侧设置有气淬风室13；转杯的外侧设置有气淬风环12，气淬风环12的顶部沿周向设置有若干个气淬风孔12-1，气淬风孔的数量12-1根据气淬风环12的大小和需要的风量确定，可为40-50个，直径可为4mm-6mm；气淬风环12通过进风口12-2与气淬风室13相连通；在粒化腔体2侧壁直段的顶部设置有高压风环3，高压风环3上设置有高压喷嘴3-1，高压喷嘴3-1沿周向布置，并沿同方向倾斜，与垂直方向倾斜角度可以选择30至60度，高压喷嘴3-1还可沿圆周按不同半径设置多层；粒化腔体内位于气淬风室13的外侧设置有环形鼓泡流化床6，环形鼓泡流化床6的外侧设置有环形喷动床7，环形喷动床7内沿周向布置有若干隔板17，将环形喷动床7隔成若干个独立的喷动床；环形鼓泡流化床6和环形喷动床7的底部均设置有排渣口18；环形鼓泡流化床6和环形喷动床7的顶部相连通。高压风环3中的高压风由高压风机4提供，环形喷动床7中的高速气流由风机一8提供，环形鼓泡流化床6中的流化风由风机二9提供，气淬风环12中的气流由风机三10提供。
本发明的工作过程是：间断排放的高炉渣被储存在熔渣中间包1中，连续的由进渣管排入到粒化腔体2中，在离心粒化器5以及气淬风环12产生的气淬风的作用下被粒化成熔渣液滴，熔渣液滴在飞行的过程中与空气换热冷却，仍然处于半熔融状态，撞击到壁面之前受到高速旋流风墙的作用，迅速冷却回弹并被吹扫掉落入底部的环形喷动床7中，环形喷动床7中由风机一8提供的高速气流使颗粒剧烈翻腾并完全凝固，低玻璃体含量的低品质大颗粒由底部的排渣口直接排出，高玻璃体含量的高品质小颗粒被抛洒入环形鼓泡流化床6中进一步和由风机二9提供流化风进行换热，得到低温的颗粒，从环形鼓泡流化床底部排渣口排出。

Claims (3)

1.具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置，包括熔渣中间包(1)和粒化腔体(2)，熔渣中间包(1)和粒化腔体(2)由进渣管相连；粒化腔体(2)的顶部设置有出风口(16)，粒化腔体(2)内设置离心粒化器(5)，该离心粒化器(5)位于进渣管的下方；离心粒化器(5)的顶部设置有转杯，转杯由变频电机(14)带动转动；其特征在于：离心粒化器(5)的外侧设置有气淬风室(13)；转杯的外侧设置有气淬风环(12)，气淬风环(12)的顶部沿周向设置有若干个气淬风孔(12-1)，气淬风环(12)与气淬风室(13)相连通；在粒化腔体(2)的内壁面设置有高压风环(3)，高压风环(3)上设置有高压喷嘴(3-1)，高压喷嘴(3-1)沿周向布置；粒化腔体内位于气淬风室(13)的外侧设置有环形鼓泡流化床(6)，环形鼓泡流化床(6)的外侧设置有环形喷动床(7)，环形喷动床(7)内沿周向布置有若干隔板(17)，将环形喷动床(7)隔成若干个独立的喷动床；环形鼓泡流化床(6)和环形喷动床(7)的底部均设置有排渣口(18)；环形鼓泡流化床(6)和环形喷动床(7)的顶部相连通；环形喷动床(7)中的高速气流由风机一(8)提供，环形鼓泡流化床(6)中的流化风由风机二(9)提供。
2.根据权利要求1所述的具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置，其特征在于：转杯的底部安装有压力传感器(11)，压力传感器(11)将压力信号反馈给转速控制器(15)，以调节变频电机(14)的转速。
3.根据权利要求1或2所述的具有自调节及防结渣功能的熔渣干式粒化余热回收装置，其特征在于：高压喷嘴(3-1)沿圆周按不同半径设置有多层。
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