CN106435065A - 一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统 - Google Patents

一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其设置在锅炉炉膛(8)内部，包括渣幕形成装置(2)和粒化装置(3)；渣幕形成装置(2)包括溢流平台(21)和套筒(22)；套筒(22)能容纳溢流平台(21)，且二者之间留有导流通道(23)；高温液态熔渣从导流通道(23)流出形成圆形渣幕；套筒(22)上端高于溢流平台(21)上端；粒化装置(3)包括腔体(31)和与腔体(31)相通的喷嘴(32)，喷嘴(32)正对着从导流通道(23)流出的渣幕；喷嘴(32)喷出来的流体为圆环形，与从导流通道(23)流出的圆形渣幕相匹配。本发明能避免有害气体直接排入空气中，且能保证粒化颗粒均匀性，增强了粒化效果。

Description

一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统
技术领域
本发明涉及高温液态熔渣处理领域，尤其涉及一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统。
背景技术
冶金行业中高炉炼铁过程中会产生大量的高温液态熔渣。这些高温液态熔渣需要进行冷却粒化处理后，才能在充分利用高温液态熔渣的显热的同时生产出具有高附加值的具有建材性能的产品。
目前，处理高温液态熔渣主要采用水淬法和干法粒化法。
水淬法处理主要有底虑法、因巴法、图拉法、拉萨法、明特克法等，采用这些方法处理熔渣过程中需要消耗大量的水，且在处理过程中会产生大量H2S和SOx等有害气体直接排入空气中，给环境造成严重的污染。
干法粒化法比较有代表性的是风淬法和离心法。其中的风淬法是用大功率造粒风机产生高速气流吹散、粒化液态高炉渣。这种风淬法动力消耗大、设备庞大复杂且占地面积大、投资和运行费用高，在液态高炉渣流量变化时，风速和风量不易协调。其中的离心法是依靠转盘或转杯高速旋转产生的离心力将液态高炉渣粒化，虽然采用这种离心法粒化出的粒化渣的粒径分布较均匀，但是在高温下高速旋转的粒化装置的可靠性较差，加之粒化效果对液态高炉渣的温度和流量变化较为敏感，仅靠调节转速效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是针对目前存在的问题，提供一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，经本发明粒化的高温液态熔渣渣流的粒径分布较均匀，且处理过程中不需要消耗大量的水资源，处理过程中产生的H2S和SOx等有害气体不会直接排入空气中。
本发明通过如下技术方案实现：
本发明提供一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其设置在锅炉炉膛的内部，其包括：
渣幕形成装置和粒化装置；
所述渣幕形成装置包括溢流平台和套筒；该套筒能够容纳该溢流平台，且溢流平台和套筒之间留有导流通道；高温液态熔渣从导流通道流出形成圆形渣幕；套筒的上端高于溢流平台的上端；
所述粒化装置包括腔体和与所述腔体相通的喷嘴，喷嘴正对着从导流通道流出的渣幕；喷嘴喷出来的流体为圆环形，与从导流通道流出的圆形渣幕相匹配。
更优选地，所述粒化装置设置在溢流平台的下方；所述喷嘴以腔体的中心为基准呈圆形阵列布置在腔体的外圈。
更优选地，所述粒化装置设置在套筒的下方；所述喷嘴以腔体的中心为基准呈圆形阵列布置在腔体的内圈。
更优选地，所述粒化系统还包括：
粒化颗粒流引导装置；
所述粒化颗粒流引导装置包括高压风机、蒸汽储室、储水室以及配风管道；高压风机提供高压风到配风管道，配风管道借助该高压风将来自蒸汽储室和/或储水室的介质从介质出口喷出；配风管道呈环形布置在从导流通道流出的渣幕与锅炉炉膛的水冷壁之间。
更优选地，所述配风管道中喷射的介质为空气、蒸汽、水，或是三者中任意两者或三者的混合物。
更优选地，所述配风管道的截面为圆形，所述配风管道的介质出口形式为狭缝、小孔或是在圆管上设置喷嘴，或者是由以上形式的任意组合。
更优选地，所述配风管道的截面为矩形，所述配风管道的介质出口的形式是格栅式。
更优选地，所述溢流平台包括：
上圆柱、下圆柱以及位于二者中间的圆台，其中下圆柱的直径大于上圆柱。
更优选地，所述溢流平台的中心设置溢流槽。
更优选地，所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统还包括：
衬板；所述衬板附在所述溢流平台的上平台上，且中间下凹贴附在所述溢流槽内侧。
由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：
1、本发明中的粒化系统设置在锅炉炉膛的内部，处理过程中产生的H2S和SOx等有害气体不会直接排入空气中，而是经过锅炉后续流程中的尾部烟道等处理后再排出。
2、本发明通过粒化装置的喷嘴正对着从导流通道流出的渣幕，且喷嘴喷出来的流体为圆环形与从导流通道流出的圆形渣幕相匹配，保证了粒化颗粒打散的均匀性，加快了粒化后颗粒的冷却速率，粒化效果增强；
3、本发明通过溢流平台和套筒之间留有导流通道，高温液态熔渣从导流通道流出形成圆形渣幕，这样可有效利用炉膛内的空间，整体缩小炉膛的体积，减少建设用地，节约成本，有很好的经济价值。
4、本发明的溢流槽的设计，使熔渣来流得到缓冲；由于熔渣来流的温度在1500℃左右，粒化系统的温度为常温，那么两者存在很大的温度梯度，使得熔渣在刚接触粒化系统时容易冷却粘结，溢流槽的存在使得熔渣在流进溢流槽的过程中把溢流槽进行了预热，同时熔渣的辐射传热把导流通道也进行了预热；待熔渣充满溢流槽后，温度高的熔渣溢流到导流通道，进而形成状态比较好的渣幕，进而增强了粒化效果；
5、溢流平台和/或套筒的可旋转性使熔渣在导流通道内流动时不粘结在导流通道的两侧壁面上，保证渣流的顺畅，形成很好的渣幕，进而增强了粒化效果。
6、通过本发明的配风管的设置，改变了粒化后颗粒原有的运动轨迹，使得轨迹整体向下偏移，减少了粒化颗粒对水冷壁的冲刷，延长了水冷壁的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的A-A视图；
图3为本发明中的溢流平台的结构示意图；
图4为本发明中的另一种粒化装置的结构示意图。
附图中：
渣沟1、渣幕形成装置2、粒化装置3、驱动电机5、电机6、排渣口7、锅炉炉膛8；溢流平台21、套筒22；溢流槽210、上圆柱211、下圆柱212、圆台213；腔体31、喷嘴32；配风管道41。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，“多个”的含义是指两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明中，属于“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
本发明提供一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其设置在锅炉炉膛8的内部，上方引入来自沿渣沟1流出的高温液态熔渣渣流，该渣流由主燃室排出。经过本发明粒化后的熔渣小颗粒最终通过锅炉的排渣口7排出，高温的熔渣小颗粒会进行进一步的余热回收，渣流粒化过程中产生的H2S和SOx等有害气体在锅炉炉膛8的内部，而后通过烟道等处理后再排出。本发明的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统的结构如图1-图3所示，包括：渣幕形成装置2、粒化装置3和粒化颗粒流引导装置。
渣幕形成装置2包括溢流平台21和套筒22。该套筒22能够容纳该溢流平台21，且溢流平台21和套筒22之间留有导流通道23。套筒22的上端高于溢流平台21的上端，以保证从溢流平台21溢出的渣流能够流入导流通道23中且不外溢到套筒22的外部。
为了缓冲渣流对溢流平台21的冲击，本实施例中上述溢流平台21的结构设计为如图3所示的结构，包括上圆柱211、下圆柱212以及位于二者中间的圆台213，其中下圆柱212的直径大于上圆柱211。这样结构使得从溢流平台21溢出的渣流先顺着上圆柱211的外圈向下，然后冲击圆台213的斜面，从而使渣流的冲力得到缓冲，渣流速度降低。
为了缓冲渣流对溢流平台21的冲击，在上述溢流平台21的中心设置溢流槽210，该溢流槽210的纵向截面可以为部分椭圆形，也可以为如碗状的部分圆形，也可以为矩形等其它形状。
渣流在充满溢流槽210后溢出并沿导流通道23稳定流出形成渣幕。为了避免渣流因温度下降冷却堆积而堵塞导流通道23，上述套筒22可以旋转，旋转方向顺时针、逆时针均可。上述溢流平台21也可以旋转，旋转方向顺时针、逆时针均可。上述溢流平台21的旋转通过驱动电机5的转动来完成。上述套筒22通过外侧的电机6带动完成旋转，具体是电机通过轴传动带动与之相连的齿轮转动，齿轮与套筒22外侧的齿轮啮合，进而带动套筒22转动。
为了更进一步地疏通导流通道23，上述溢流平台21的旋转方向与套筒22的旋转方向相反。
粒化装置3设置在溢流平台21的下方，包括腔体31和与腔体31相通的喷嘴32，喷嘴32为多个，以腔体31的中心为基准呈圆形阵列布置在腔体31的外圈，喷嘴32正对着从导流通道23流出的渣幕。这样喷嘴32喷出来的流体为圆环形，与从导流通道23流出的圆形渣幕相匹配。
上述粒化颗粒流引导装置包括高压风机、蒸汽储室、储水室以及配风管41。高压风机提供高压风到配风管道41，配风管道41借助该高压风将来自蒸汽储室和/或储水室的介质从介质出口喷出。配风管道41呈环形布置在从导流通道23流出的渣幕与锅炉炉膛8的水冷壁之间。配风管道41可以为多排，每排可以呈直线形布置，也可以呈抛物线形布置。该配风管道41的截面可以为圆形或是矩形，若配风管道41的截面是矩形，配风管道41的介质出口的形式是格栅式；若配风管道41的截面为圆形，配风管道41的介质出口可为狭缝、小孔或是在圆管上设置不同形式的喷嘴，或者是由以上形式喷嘴的任意组合。配风管道41的风管出风方向与水平方向的夹角θ可调，范围为0°<θ<90°。配风管道41中喷射的介质为空气、蒸汽、水，或是三者中任意两者或三者的混合物。
实施例一的工作原理：高温熔渣渣流通过渣沟1直接流入溢流槽210，高温熔渣渣流流入溢流槽210后有一个缓冲作用，当溢流槽210被熔渣充满后会沿导流平台21流向导流平台21与套筒22形成的导流通道23，此时高温溶渣渣流将被粒化装置3形成的高压介质喷射，打碎成粒径非常小的颗粒，熔渣颗粒的性能完全能够满足建材材料性能的要求。因为高温熔渣渣流被粒化以后做平抛运动，所以会有一部分粒化后的熔渣小颗粒打到炉墙水冷壁上，为了避免熔渣小颗粒打到炉墙水冷壁上，在渣幕形成装置2和炉墙水冷壁之间布置环形配风管41。粒化后的熔渣小颗粒最终通过锅炉的排渣口7排出，高温的熔渣小颗粒会进行进一步的余热回收。
实施例二：
本发明实施例二与实施例一之间的区别在于，上述实施例一的粒化装置3设置在溢流平台21的下方，而本发明实施例二中的粒化装置3设置在套筒22的下方。实施例二的这种粒化装置3的结构如图4所示，包括环状的腔体31和喷嘴32，喷嘴32以腔体31的中心为基准呈圆形阵列布置在腔体31的内圈。粒化装置3的这种结构，能够使得喷嘴32喷出的介质向着粒化装置3的中心喷，这样从导流通道23流出的圆形渣幕被粒化后会靠拢中心位置并向下至锅炉的排渣口7排出。
实施例三：
实施例三在上述实施例一或者实施例二的基础上增加了衬板，该衬板附在所述溢 流平台21的上平台上，且中间下凹贴附在所述溢流槽210内侧。衬板有效地保护了溢流平台 21，当需要更换时，只需将衬板提出并替换即可。从而有效的延长了溢流平台21的使用寿 命。
上述实施例是以溢流平台21包括上圆柱211、下圆柱212以及位于二者中间的圆台213为例进行说明的，但本发明并不局限于此，该溢流平台21的结构也可以仅仅为圆台结构，也可以为柱形结构，也可以为其它形状的结构。
上述实施例中的套筒22或者溢流平台21也可以不旋转。
上述套筒22或者溢流平台21上可以设置吊耳，可以通过提升装置勾住该吊耳将其取出。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (10)

1.一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述粒化系统设置在锅炉炉膛(8)的内部，其包括：
渣幕形成装置(2)和粒化装置(3)；
所述渣幕形成装置(2)包括溢流平台(21)和套筒(22)；该套筒(22)能够容纳该溢流平台(21)，且溢流平台(21)和套筒(22)之间留有导流通道(23)；高温液态熔渣从导流通道(23)流出形成圆形渣幕；套筒(22)的上端高于溢流平台(21)的上端；
所述粒化装置(3)包括腔体(31)和与所述腔体(31)相通的喷嘴(32)，喷嘴(32)正对着从导流通道(23)流出的渣幕；喷嘴(32)喷出来的流体为圆环形，与从导流通道(23)流出的圆形渣幕相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述粒化装置(3)设置在溢流平台(21)的下方；所述喷嘴(32)以腔体(31)的中心为基准呈圆形阵列布置在腔体(31)的外圈。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述粒化装置(3)设置在套筒(22)的下方；所述喷嘴(32)以腔体(31)的中心为基准呈圆形阵列布置在腔体(31)的内圈。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述粒化系统还包括：
粒化颗粒流引导装置；
所述粒化颗粒流引导装置包括高压风机、蒸汽储室、储水室以及配风管道(41)；高压风机提供高压风到配风管道(41)，配风管道(41)借助该高压风将来自蒸汽储室和/或储水室的介质从介质出口喷出；配风管道(41)呈环形布置在从导流通道(23)流出的渣幕与锅炉炉膛(8)的水冷壁之间。
5.根据权利要求4所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述配风管道(41)中喷射的介质为空气、蒸汽、水，或是三者中任意两者或三者的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述配风管道(41)的截面为圆形，所述配风管道(41)的介质出口形式为狭缝、小孔或是在圆管上设置喷嘴，或者是由以上形式的任意组合。
7.根据权利要求5所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述配风管道(41)的截面为矩形，所述配风管道(41)的介质出口的形式是格栅式。
8.根据权利要求4所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述溢流平台(21)包括：
上圆柱(211)、下圆柱(212)以及位于二者中间的圆台(213)，其中下圆柱(212)的直径大于上圆柱(211)。
9.根据权利要求5所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述溢流平台(21)的中心设置溢流槽(210)。
10.根据权利要求9所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统，其特征在于，所述的一种用于处理高温液态熔渣的粒化系统还包括：
衬板；所述衬板附在所述溢流平台(21)的上平台上，且中间下凹贴附在所述溢流槽(210)内侧。
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