CN106834571B - 一种高炉渣显热回收冷渣器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高炉渣显热回收冷渣器，用于炉渣的余热回收，属于热交换领域。它包括板式或管式换热芯体、炉渣进口、百叶窗式炉渣出口挡板、炉渣出口漏斗、炉渣出口、冷却水进口、蒸汽出口、外壳和保温层，所述高炉渣显热回收冷渣器的换热芯体由多组板束或管束按一定的形式堆叠而成。高温的炉渣颗粒从冷渣器上部倒入，均匀地向下流动，掠过换热板管，将热量通过板壁或管壁传给板管内的水。冷水在板内或管内通道流动，与炉渣的流动方向形成错流或逆流，进入的冷水被加热成蒸汽后从上部集管排出。被冷却的渣粒从换热器的下部出口排出。渣粒的流速通过冷渣器下部的百叶窗式炉渣出口挡板可以进行调节。本发明提供的水冷式冷渣器装置，不仅换热结构简单、紧凑，而且运行操作方便，余热利用效率较高，没有能量的二次损失。

Description

一种高炉渣显热回收冷渣器

技术领域

本发明属于钢铁企业高炉余热回收节能设备技术领域，涉及一种高炉渣显热回收冷渣器。

技术背景

1.在各种高炉渣余热回收工艺中，主要利用空气作为换热介质，有的直接将热空气作为助燃气，有的将热空气输送到余热锅炉产生蒸汽用于发电。然而，换热介质采用空气时，冷却每吨渣需要空气的量较大，动力消耗高，并且在产生热气时又会出现能量的二次损失，降低了热利用效率。

2.钢铁企业对于高炉渣余热的回收措施，一般是采用水淬法渣处理工艺，但是此种方法往往会引起热量难以回收，白白耗散，只有少部分钢铁企业利用冲渣水余热进行采暖，余热利用率很低，仅为10％左右。此外，用水淬处理后的高炉渣制水泥存在新水消耗大、炉渣物理热无法回收和二氧化硫、硫化氢等污染物排放的问题，故高炉渣处理趋势是在利用干法将渣粒化为水泥原料的同时，高效利用炉渣显热。

发明内容

本发明的目的在于克服传统炉渣余热回收工艺能耗高、设备占地面积大、能量二次损失、余热利用效率低、水耗量大和污染物排放量大等问题，结合固体颗粒的传热机理，设计了液—固换热式高炉渣余热回收装置，即在筒型箱体中布置多层换热板束或管束，其热回收介质采用水，高温的炉渣颗粒从板管外流过，水在板管内流动将炉渣颗粒的热量带走。该换热器可以利用高炉渣余热产生蒸汽。这种热回收方法直接将水加热产生蒸汽，没有能量的二次损失，进而提高了炉渣的余热利用效率。换热装置结构简单、紧凑，运行操作方便。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种高炉渣显热回收冷渣器，包括：板管式换热芯体5，涵盖各种板式10或管式9换热模型、炉渣进口3、百叶窗式炉渣出口挡板6、炉渣出口漏斗8、炉渣出口4、冷却水进口1、蒸汽出口2、外壳和保温层7，其特征在于，所述高炉渣显热回收冷渣器板管式换热芯体5位于外壳和保温层7内部构成炉渣与冷却水换热的主要部分，高温炉渣由顶部炉渣进口3进入板管式换热芯体5，在板片10间或管路9间堆积放热，与板管式换热芯体5内的水换热后，由下部的百叶窗式炉渣出口挡板6调节挡片11倾角来改变炉渣下落速度，百叶窗式炉渣出口挡板上的挡片(11)是由电动机齿轮(12)带动，通过改变挡片(11)的转动角度，从而调节挡片(11)的倾斜角度，改变炉渣下落的速度。换热后的低温炉渣汇集到炉渣出口漏斗8后，从炉渣出口4排出冷渣器；冷流体一侧，冷水从冷渣器下部冷却水进口1进入板管式换热芯体5内部循环通道，经过循环流动吸热升温，以水蒸气的形式从冷渣器蒸汽出口2排出冷渣器。

本发明中，所述的板管式换热芯体5包括板式10或管式9等各种物理结构形式的芯体，芯体相互连接，构成板管内的冷却水通道，板片或管道外侧为炉渣通道；

本发明中，所述的百叶窗式炉渣出口挡板6，是一种通过电动机带动齿轮(12)，齿轮(12)带动挡片11的转动，通过调节挡片11倾角的百叶窗式调速装置，通过调节挡片11的转动幅度来改变炉渣下降和流出的速度；

本发明中，所述的冷却水进口1和水蒸气出口2是一种平行流换热器的结构形式，流体从单个管口进出，由极管平均分配各个板管内的流体流量；

本发明中，所述的炉渣出口漏斗8为一种圆台装空腔，炉渣在圆台空腔内减速后，预热冷水，然后从下部的炉渣出口4排出整个系统。

本发明的有益效果是：

(1)克服传统炉渣余热回收工艺能耗高、能量二次损失、余热利用效率低、水耗量大和污染物排放量大等问题；

(2)板管式换热芯体，特别是所述板式变通道芯体，结合冷水变为水蒸气体积增大的问题，采用变通道结构，能够很好的利用芯体的换热面积，提高热回收效率；

(3)百叶窗式炉渣出口挡板可根据要求，制定不同的挡板，通过改变板片的转动幅度来改变挡片倾角，调节炉渣在换热芯体内的存留时间；

(4)圆台型的炉渣出口漏斗可以使落下的炉渣减慢排出的速度，从而可以进一步增大炉渣余热的利用效率；

(5)热回收换热芯体内为冷水，换热温差大，使热回收效率大大提高，且换热芯体结构紧凑，整个冷渣器具有占地面积小，换热效率高，出口蒸汽温度可控等优点。

附图说明

图1本发明实施例中结构示意图；

图2本发明实施例中单排换热管图；

图3本发明实施例-单个换热板片图；

图4本发明实施例中百叶窗式炉渣出口挡板图。

图中标号：1冷却水进口、2蒸汽出口、3炉渣进口、4炉渣出口、5板管式换热芯体、6百叶窗式炉渣出口挡板、7外壳和保温层、8炉渣出口漏斗、9管式芯体单排换热管、10板式芯体单片换热板、11百叶窗挡板挡片、12齿轮

具体实施方式

下面结合附图实施例进一步说明本发明。

实施例1：参照图1，一种高炉渣显热回收冷渣器，包括：冷却水进口1、蒸汽出口2、炉渣进口3、炉渣出口4、板管式换热芯体5、百叶窗式炉渣出口挡板6、外壳和保温层7、炉渣出口漏斗8。

参照图2和3，冷渣器的换热芯体5包括所有板式和管式类型，板片或管内为冷却水通道，板管外为高温炉渣通道。

参照图4，百叶窗式炉渣出口挡板6是带有可以通过电机带动齿轮12，从而转动挡片11的百叶窗式调速装置，通过改变挡片11的转动幅度和倾角来调节炉渣在换热芯体内的存留时间。

Claims (2)

1.一种高炉渣显热回收冷渣器，其特征在于，包括：换热芯体(5)、炉渣进口(3)、炉渣出口(4)、冷却水进口(1)、蒸汽出口(2)、外壳和保温层(7)，所述高炉渣显热回收冷渣器换热芯体(5)位于外壳和保温层(7)内部构成炉渣与冷却水换热的主要结构，所述换热芯体(5)是由管式芯体单排换热管(9)堆叠而成或者由板式芯体单片换热板(10)堆叠而成，

高温炉渣由顶部炉渣进口(3)进入板管式换热芯体(5)，在板式芯体单片换热板(10)间或管式芯体单排换热管(9)间堆积放热，与换热芯体(5)内的水换热后，通过调节下部百叶窗式炉渣出口挡板(6)上挡片(11)的倾斜角度，调节炉渣下落的速度，百叶窗式炉渣出口挡板上的挡片(11)是由电动机带动齿轮(12)转动，通过改变挡片(11)的转动角度，从而调节挡片(11)的倾斜角度，改变炉渣下落的速度；换热后的低温炉渣汇集到炉渣出口漏斗(8)后，从炉渣出口(4)排出冷渣器；冷流体一侧，冷水从冷渣器下部冷却水进口(1)进入具有循环流动特征的板式芯体单片换热板(10)或管式芯体单排换热管(9)内部通道，经过循环流动吸热升温，以水蒸气的形式从冷渣器蒸汽出口(2)排出冷渣器。

2.根据权利1要求所述的高炉渣显热回收冷渣器，其特征在于，所述百叶窗式炉渣出口挡板(6)可以通过电动机带动齿轮(12)，调节百叶窗挡片(11)的转动和倾斜角度，改变炉渣的下落速度，进而改变炉渣在换热通道内的流动速度，调节水蒸气的出口温度。