CN107355764A - 一种高温冶金炉渣余热回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温冶金炉渣余热回收方法，具体为：高温炉渣经筛分、破碎成为细粒度高温炉渣；将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机冷却，通过热交换将一级冷渣机冷却水温度升高至170‑180℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为350‑450℃中温炉渣；将湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产，收集热水作为一级冷渣机冷却水循环利用；将中温炉渣送入二级冷渣机冷却，通过热交换将二级冷渣机冷却水温度升高至50‑60℃，同时得到温度为60‑80℃低温炉渣；收集低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；收集温度为50‑60℃冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水。
Description
技术领域
本发明属于有色金属冶炼行业的锌冶炼技术领域，尤其涉及一种锌浸渣挥发窑高温冶金炉渣余热回收的方法。
背景技术
目前湿法炼锌产量已占世界锌产量的85％以上，主要由焙烧、浸出、净化、电解、熔铸及渣处理等工序组成，其中浸出渣处理方法主要有湿法和火法两种，湿法主要是采用热酸浸出工艺将锌和铁浸出后将铁除去，除铁方法包括黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法等；火法主要是：挥发窑挥发法、烟化炉烟化法和侧吹熔炼法等。
国内采用常规湿法炼锌工艺的企业在渣处理工序均采用挥发窑挥发法。该方法工艺成熟，操作简单，含SO2高的冶炼尾气可以采用较为成熟的钠碱法、离子液法、氧化锌吸收法等脱硫方法，使尾气达标排放，并且可产出亚硫酸钠或焦亚硫酸钠副产品，为企业带来一定的经济效益，但也存在能耗高、热利用率低的问题，特别是高温炉渣采用水淬方式冷却工艺，高温渣变为含水20％左右的水渣，高温渣的余热几乎全部浪费(只有极少数钢铁企业冬季部分利用冲渣水余热取暖)，同时消耗大量水资源；水淬过程中蒸汽放散、硫化物排放等污染也是不可避免。
发明内容
针对现有技术中锌冶炼工艺锌浸渣挥发窑处理时存在高温炉渣余热浪费的问题，本发明提供一种高温冶金炉渣余热回收的方法，该方法能实现高温冶金炉渣热能的回收利用，清洁环保，而且可以与现有的挥发窑高温炉渣水淬处理工艺相结合，可实现挥发窑生产的连续稳定，实现效益最大化。
为实现发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种高温冶金炉渣余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将挥发窑排出的900-1200℃的高温炉渣进行筛分处理，除去高温炉渣中的大块物料，得到粒径为200mm以下的高温炉渣；
(2)将经过步骤(1)处理后的高温炉渣送入破碎机中进行破碎处理，使其破碎成为细粒度高温炉渣；
(3)将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机中进行冷却处理，通过热交换将一级冷渣机中的冷却水温度升高至170℃-180℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为350℃-450℃的中温炉渣；所述的湿饱和蒸汽是指含有饱和水的饱和蒸汽，即饱和水与饱和蒸气的混合物(一定压力下汽水共存的密封容器内，液体和蒸汽的分子在不停地运动，有的跑出液面，有的回到液面，当从水中飞出的分子数目等于因相互碰撞而返回的分子数时，水和水蒸气达到动态平衡，处于动态平衡的汽、液共存的状态叫饱和状态，饱和状态的水称为饱和水，饱和状态的蒸汽称为饱和蒸汽)；
(4)将步骤(3)中产生的湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得到低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产工序使用，所述热水作为一级冷渣机的冷却水进行循环利用；
(5)将中温炉渣送入二级冷渣机中进行进一步冷却处理，通过热交换将二级冷渣机的冷却水温度升高至50℃-60℃，同时得到温度为60℃-80℃的低温炉渣；回收低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；回收二级冷渣机产生的温度为50℃-60℃的冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水。
根据上述的方法，步骤(2)中所述的细粒度高温炉渣的粒径小于20mm。
根据上述的方法，步骤(3)中所述的一级冷渣机为夹套式换热器。
根据上述的方法，步骤(4)中所述的汽水分离装置为汽水分离器。
根据上述的方法，步骤(4)中所述低压饱和蒸汽的压力为0.8-1.0MPa。
根据上述的方法，步骤(4)中所述热水的温度为170℃-180℃。
根据上述的方法，步骤(5)中所述的二级冷渣机为夹套式换热器。
根据上述的方法，步骤(3)和步骤(5)中所述的冷却水为工业除盐水。
本发明取得的积极有益效果为：
(1)本发明余热回收方法采用高温炉渣的两级冷却和两级热能回收，冷却效果好，经过两级冷却降温后得到的炉渣温度低，便于生产运输和储存，而且炉渣不含水，既减少了炉渣资源化利用时的生产工序，也降低了企业的生产水耗，为企业节约生产成本创造了较好的条件。
(2)本发明余热回收方法将高温炉渣的热能回收后，直接将其转化为低压饱和蒸汽，热能回收率高，产生的低压饱和蒸汽可直接作为其它生产工序的工艺热源使用，既便捷安全，又可提高生产效率，极大地提高了企业的经济效益和社会效益。
(3)本发明余热回收方法中的冷却水可以循环利用，有效节约了生产用水，降低了处理成本，提高了企业的经济效益。
(4)本发明余热回收方法特别适用于处理高温软化、半熔融状态的冶金炉渣热能回收，能实现热能与动能的有效转化，该方法工艺简单、节能环保、经济效益显著，为冶金工艺过程中热能回收，开辟了清洁环保高效回收的新方法。
具体实施方式
以下通过具体的实施方式对本发明做进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。
实施例1：
一种高温冶金炉渣余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将挥发窑排出的900℃的高温炉渣进行筛分处理，除去高温炉渣中的大块物料，得到粒径为200mm以下的高温炉渣；
(2)将经过步骤(1)处理后的高温炉渣送入破碎机中进行破碎处理，使其破碎成为细粒度高温炉渣，所述的细粒度高温炉渣的粒径小于20mm；
(3)将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机中进行冷却处理，通过热交换将一级冷渣机中的冷却水温度升高至170℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为450℃的中温炉渣；
(4)将步骤(3)中产生的湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得到低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产工序使用，所述热水作为一级冷渣机的冷却水进行循环利用；其中，所述低压饱和蒸汽的压力为0.8MPa，所述热水的温度为170℃；
(5)将中温炉渣送入二级冷渣机中进行进一步冷却处理，通过热交换将二级冷渣机的冷却水温度升高至50℃，同时得到温度为80℃的低温炉渣；收集低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；收集二级冷渣机产生的温度为50℃的冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水；
其中，所述的一级冷渣机和二级冷渣机均为水套式换热器；步骤(3)和步骤(5)中所述的冷却水为工业除盐水，步骤(4)中所述的汽水分离装置为汽水分离器。
实施例2：
一种高温冶金炉渣余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将挥发窑排出的1200℃的高温炉渣进行筛分处理，除去高温炉渣中的大块物料，得到粒径为200mm以下的高温炉渣；
(2)将经过步骤(1)处理后的高温炉渣送入破碎机中进行破碎处理，使其破碎成为细粒度高温炉渣，所述的细粒度高温炉渣的粒径小于20mm；
(3)将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机中进行冷却处理，通过热交换将一级冷渣机中的冷却水温度升高至180℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为350℃的中温炉渣；
(4)将步骤(3)中产生的湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得到低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产工序使用，所述热水作为一级冷渣机的冷却水进行循环利用；其中，所述低压饱和蒸汽的压力为1.0MPa，所述热水的温度为180℃；
(5)将中温炉渣送入二级冷渣机中进行进一步冷却处理，通过热交换将二级冷渣机的冷却水温度升高至60℃，同时得到温度为60℃的低温炉渣；收集低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；收集二级冷渣机产生的温度为60℃的冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水；
其中，所述的一级冷渣机和二级冷渣机均为水套式换热器；根据上述的方法，步骤(3)和步骤(5)中所述的冷却水为工业除盐水，步骤(4)中所述的汽水分离装置为汽水分离器。
实施例3：
一种高温冶金炉渣余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将挥发窑排出的1000℃的高温炉渣进行筛分处理，除去高温炉渣中的大块物料，得到粒径为200mm以下的高温炉渣；
(2)将经过步骤(1)处理后的高温炉渣送入破碎机中进行破碎处理，使其破碎成为细粒度高温炉渣，所述的细粒度高温炉渣的粒径小于20mm；
(3)将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机中进行冷却处理，通过热交换将一级冷渣机中的冷却水温度升高至175℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为380℃的中温炉渣；
(4)将步骤(3)中产生的湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得到低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产工序使用，所述热水作为一级冷渣机的冷却水进行循环利用；其中，所述低压饱和蒸汽的压力为0.9MPa，所述热水的温度为175℃；
(5)将中温炉渣送入二级冷渣机中进行进一步冷却处理，通过热交换将二级冷渣机的冷却水温度升高至55℃，同时得到温度为70℃的低温炉渣；收集低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；收集二级冷渣机产生的温度为55℃的冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水；
其中，所述的一级冷渣机和二级冷渣机均为水套式换热器；根据上述的方法，步骤(3)和步骤(5)中所述的冷却水为工业除盐水，步骤(4)中所述的汽水分离装置为汽水分离器。
实施例4：
一种高温冶金炉渣余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将挥发窑排出的1200℃的高温炉渣进行筛分处理，除去高温炉渣中的大块物料，得到粒径为200mm以下的高温炉渣；
(2)将经过步骤(1)处理后的高温炉渣送入破碎机中进行破碎处理，使其破碎成为细粒度高温炉渣，所述的细粒度高温炉渣的粒径小于20mm；
(3)将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机中进行冷却处理，通过热交换将一级冷渣机中的冷却水温度升高至180℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为420℃的中温炉渣；
(4)将步骤(3)中产生的湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得到低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产工序使用，所述热水作为一级冷渣机的冷却水进行循环利用；其中，所述低压饱和蒸汽的压力为1.0MPa，所述热水的温度为180℃；
(5)将中温炉渣送入二级冷渣机中进行进一步冷却处理，通过热交换将二级冷渣机的冷却水温度升高至50℃，同时得到温度为80℃的低温炉渣；收集低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；收集二级冷渣机产生的温度为50℃的冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水；
其中，所述的一级冷渣机和二级冷渣机均为水套式换热器；根据上述的方法，步骤(3)和步骤(5)中所述的冷却水为工业除盐水，步骤(4)中所述的汽水分离装置为汽水分离器。
实施例5：
一种高温冶金炉渣余热回收的方法，包括以下步骤：
(1)将挥发窑排出的1000℃的高温炉渣进行筛分处理，除去高温炉渣中的大块物料，得到粒径为200mm以下的高温炉渣；
(2)将经过步骤(1)处理后的高温炉渣送入破碎机中进行破碎处理，使其破碎成为细粒度高温炉渣，所述的细粒度高温炉渣的粒径小于20mm；
(3)将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机中进行冷却处理，通过热交换将一级冷渣机中的冷却水温度升高至170℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为400℃的中温炉渣；
(4)将步骤(3)中产生的湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得到低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产工序使用，所述热水作为一级冷渣机的冷却水进行循环利用；其中，所述低压饱和蒸汽的压力为0.8MPa，所述热水的温度为170℃；
(5)将中温炉渣送入二级冷渣机中进行进一步冷却处理，通过热交换将二级冷渣机的冷却水温度升高至60℃，同时得到温度为70℃的低温炉渣；收集低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；收集二级冷渣机产生的温度为60℃的冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水；
其中，所述的一级冷渣机和二级冷渣机均为水套式换热器；根据上述的方法，步骤(3)和步骤(5)中所述的冷却水为工业除盐水，步骤(4)中所述的汽水分离装置为汽水分离器。
本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。
Claims (8)
1.一种高温冶金炉渣余热回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将挥发窑排出的900-1200℃的高温炉渣进行筛分处理，除去高温炉渣中的大块物料，得到粒径为200mm以下的高温炉渣；
(2)将经过步骤(1)处理后的高温炉渣送入破碎机中进行破碎处理，使其破碎成为细粒度高温炉渣；
(3)将细粒度高温炉渣送入一级冷渣机中进行冷却处理，通过热交换将一级冷渣机中的冷却水温度升高至170℃-180℃成为湿饱和蒸汽，同时得到温度为350℃-450℃的中温炉渣；
(4)将步骤(3)中产生的湿饱和蒸汽采用汽水分离装置进行分离，得到低压饱和蒸汽和热水；收集低压饱和蒸汽，作为热源用于其它生产工序使用，所述热水作为一级冷渣机的冷却水进行循环利用；
(5)将中温炉渣送入二级冷渣机中进行进一步冷却处理，通过热交换将二级冷渣机的冷却水温度升高至50℃-60℃，同时得到温度为60℃-80℃的低温炉渣；收集低温炉渣，作为铁精粉的生产原料；收集二级冷渣机产生的温度为50℃-60℃的冷却水，将其作为一级冷渣机冷却水的补充用水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的细粒度高温炉渣的粒径小于20mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的一级冷渣机为夹套式换热器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的汽水分离装置为汽水分离器。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的低压饱和蒸汽的压力为0.8-1.0MPa。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的热水的温度为170℃-180℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述的二级冷渣机为夹套式换热器。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)和步骤(5)中所述的冷却水为工业除盐水。
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