CN107626682B - 高炉矿槽区域水清洗回收利用系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统及其使用方法，属于高炉矿槽除尘技术领域。该系统包括污水池、清水池和排水泵；所述矿槽的两侧分别开设有排污沟渠，排污沟渠接至污水池的污水进口；所述污水池和清水池相邻设置，它们之间通过上侧开设的清水进口相连通；所述排水泵的进水口接入清水池内，其出水口通过排水管接至设置于矿槽两侧区域的清洗喷水头。本发明通过相对封闭式结构设计，利用循环水对矿槽区域进行清理，可有效避免扬尘和水污染，且其可回收再利用清理所得到的矿料。

Description

高炉矿槽区域水清洗回收利用系统及其使用方法

技术领域

本发明属于高炉矿槽除尘技术领域，更具体地说，涉及一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统及其使用方法。

背景技术

高炉矿槽是用于储存高炉生产所需原矿燃料，其通过供料系统将高炉生产所需烧结矿、球团矿及块杂矿等原料通过带式输送机运至高炉贮矿槽，由矿槽上部的移动卸料车对矿槽进行配仓，矿槽下部具有物料输送设备，包括对原燃料进行筛分的振动筛，转运和称量的给料器，以及用于原燃料输送的皮带输送机等。此种结构形式，在矿槽区域进行矿料的卸料和输料过程中会产生大量的原燃料颗粒、粉尘，漂浮于空中，且皮带输送机带面易沾灰，除尘器也难以清除，所以在皮带输送机下方易形成灰尘堆积，堆积于设备周边地面，对工作环境、设备等造成不利影响，需要及时进行清理。

目前，对于高炉矿槽的除尘一般注重槽上除尘，即除去卸料车向矿槽卸料时产生的粉尘，方式是在槽上设置通风除尘系统，采用的工艺大多数都是在每个矿槽槽边分别设置一个吸尘罩，每个吸尘罩后设置一台电动阀门，电动阀门与槽上卸料车联锁，当卸料车在某槽卸料时，该槽的电动阀门自动开启，抽走该槽的含尘气流，防止粉尘从卸料口逸出，保护环境。这种控制方法存在以下几个方面的问题：1)每个矿槽均分别设置吸尘罩及电动阀门，阀门的开启与卸料车联锁。卸料车运行频繁，导致阀门频繁的启闭。由于烧结矿粉尘硬度高、粉尘颗粒径及比重均较大，加之粉尘具有一定的粘结性，频繁的启闭经常导致阀门出现故障，不能正常启闭。这样，应该关闭的阀门不能完全关闭。多个阀门同时开启，使本该集中于受控料槽吸尘罩的风量分配到多个非受控制料槽的吸尘罩，受控料槽吸尘罩的风量相对降低，不能将卸料时扬起的粉尘全都抽走，影响卸料点的扬尘捕集；吸尘罩的风量相对降低，导致吸尘罩后的风管的风速急剧下降，粉尘在风管内沉积，堵塞管道，致使系统不能抽风抑尘。2)由于吸尘罩距扬尘点远，料槽密封不严，漏风率高，故要求的风量较大，一般常规风量难以达到理想的效果。由于上述原因，致使矿槽槽上粉尘大量逸出，散入空中和落到地面，而其却无法清理地面上的粉尘颗粒。

对于上述的除尘缺陷，现有技术中也有相应的改进，例如，中国专利申请号为：200910220530.6，公开日为：2011年6月8日的专利文献，公开了一种高炉矿槽卸料除尘设备，它包括中央控制室、移动式卸料车防尘设备和移动式吸尘车防尘设备，此中央控制室通过电缆与移动式卸料车防尘设备和移动式吸尘车防尘设备相连接，此移动式卸料车防尘设备通过电缆及吸尘管与移动式吸尘车防尘设备相连接；防尘方法采用由移动式卸料车与整条胶带封口的移动式卸料车防尘方法，或者采用移动式吸尘车与搭接胶带封口的移动式吸尘车防尘方法。该高炉矿槽卸料除尘设备，可使高炉矿槽卸料时节能减排，改善工人作业环境，但是无法避免的存在矿粉颗粒、粉尘逸散到空气中，堆积到地面，其也无法处理地面的粉尘颗粒。

而对于矿槽工作区域地面上的矿料粉尘颗粒，最常用的方法无疑是采用人工清理方式，先采用压缩空气将设备等不易清扫部位的原燃料颗粒粉尘吹出，再人工清扫，最后用水冲洗地面。但此种方式任然存在以下缺点：①人工清理工作量大，劳动强度高，周期长；②高压空气会将粉尘颗粒吹入空中，产生扬尘，进一步恶化操作环境；③水冲洗后的含矿料污水最终排入江河中，造成严重的环境污染，而且矿料随水流动过程中会不断沉淀，最终可能堵塞排水通道。因此，如何高效地清理矿槽区域地面，乃至空气中散落的矿料粉尘颗粒，并改善矿槽工作环境，有效避免环境水污染，是亟待解决的问题。

发明内容

1、要解决的问题

本发明提供一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，其目的在于解决现有高炉矿槽工作区域地面散落的矿料粉尘颗粒难以清理，会产生扬尘，以及会导致环境水污染的问题。该系统通过相对封闭式结构设计，利用循环水对矿槽区域进行清理，可有效避免扬尘和水污染，且其可回收再利用清理所得到的矿料。

本发明还提供了该系统的使用方法，能够高效地对矿槽区域散落的矿料粉尘颗粒进行清理，净化工作环境，延长设备使用寿命。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，包括污水池、清水池和排水泵；所述矿槽的两侧分别开设有排污沟渠，排污沟渠接至污水池的污水进口；所述污水池和清水池相邻设置，它们之间通过上侧开设的清水进口相连通；所述排水泵的进水口接入清水池内，其出水口通过排水管接至设置于矿槽两侧区域的清洗喷水头。

作为进一步改进，还包括集水池；所述集水池与清水池相邻设置，它们之间通过上侧开设的补水口相连通；所述集水池通过上侧的排水口接至排水沟。

作为进一步改进，所述污水池上污水进口的位置远离清水进口的位置；所述清水进口、排水口和补水口的高度依次降低。

作为进一步改进，所述矿槽区域的地面以矿槽为中心向两侧排污沟渠延伸的高度逐渐降低，形成斜坡。

作为进一步改进，所述矿槽两侧斜坡上开设从斜坡顶部延伸至斜坡底部，并连通排污沟渠的多条集流沟；所述每条集流沟的两侧开设由上向下倾斜的多条支流沟。

作为进一步改进，所述斜坡顶部沿矿槽长度方向设置多个吹气装置。

作为进一步改进，所述矿槽两侧的排污沟渠沿矿槽的长度方向分别围绕形成相邻的三块清洗区域；所述排污沟渠的底面具有1°～3°的坡度，以使污水流入污水池。

作为进一步改进，所述排污沟渠内相隔一段距离设置一个助流喷头，在三块清洗区域内沿着排水沟渠的一侧间隔设置有多个喷雾喷头。

一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统的使用方法，对矿槽区域进行清理，操作步骤为：

排水泵从清水池泵入清水，通过排水管输送至清洗喷水头对矿槽区域进行清洗，此时，开启助流喷头和吹气装置，吹气装置将污水吹入支流沟，并流入集流沟，然后汇入排污沟渠，助流喷头加速排污沟渠内污水的流速，流入排污沟渠内的污水经污水进口流入污水池；污水池内的污水静置分层为上侧的清水和下侧的沉淀污泥；当污水池内水位高于清水进口的高度时，污水池内上侧清水溢流进入清水池，供循环清洗用水；

当集水池的水位高于补水口位置时，集水池内水溢流进入清水池，补充清水池内水量；当集水池继续升高至排水口位置时，多余水从排水口溢流进入排水沟排出。

作为进一步改进，通过喷雾喷头向空气中喷水雾，使空气中悬浮粉尘沉降至地面。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，通过循环水对矿槽区域的粉尘颗粒进行清理，通过排水泵抽取清水池内清水，并通过清洗喷水头对矿槽区域清洗，清洗后污水通过排污沟渠流入污水池，污水在池中静置沉淀分层，上层清水可再流回清水池循环使用，而下层污泥可回收再利用；有别于传统开放式的直接清洗排污的形式，该系统采用封闭式形式，清洗水可重复循环使用，只需久用后不定期补充或更换清水池中水即可，大大降低水的是使用量，降低能耗，也有效避免污水通过排水沟排水江河，降低水体污染，采用水冲洗不会产生扬尘，有助于改善操作环境，由于污泥在污水池中得到过滤沉淀收集，避免对排水沟的堵塞，也可对污泥进行回收再利用。

(2)本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，虽然也形成了较好的封闭循环结构，但在使用中，由于水蒸发、冲洗损耗等不可避免的原因，清水池中水并不能无限循环，因此本系统增设集水池对清水池进行水补充，其可收集雨水对清水池中水进行补充，保证系统长期持续运行；

(3)本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，污水池上污水进口和清水进口的位置相远离，保证进入污水池中的水具有足够的沉淀时间，避免部分污水进入清水池，造成清水池水质下降，影响清洗效果；且对于三个水池中水的流向具有要求，如清水池中水不能倒流进污水池，清水池中水正常使用也不会流入补水池，而排入排水沟中，因此，将清水进口、排水口和补水口的高度依次降低，以控制水流向。

(4)本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，将矿槽两侧区域地面设置成斜坡，清洗后污水能够较好的流入排污沟渠；而且为了减少同一区域冲洗时间，并保证矿料能随水很好的流动，本系统在矿槽两侧斜坡上开设从斜坡顶部延伸至斜坡底部，并连通排污沟渠的多条集流沟，且每条集流沟的两侧开设由上向下倾斜的多条支流沟，以加速污水的汇聚和携带矿料能力；同时，将排污沟渠的底面设置斜面，加速污水流动，避免矿料沉淀堵塞排污沟渠；经过长期使用经验积累，斜面坡度在1°～3°较为适宜，不至于排污沟渠的深度差太大，也有效降低沉积，且在排污沟渠中设置助流喷头，可几乎避免了沉积，污水亦可迅速流入污水池。

(5)本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，通过喷雾喷头向空气中喷洒水雾，可使空气中粉尘迅速沉降，有利于改善矿槽工作环境，提高空气质量，也可减少粉尘不断的降至地面积尘。

(6)本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统的使用方法，能够高效地对矿槽区域散落的矿料粉尘颗粒进行清理，净化工作环境，延长设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统的原理图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为图1中B-B的剖视图；

图4为本发明高炉矿槽区域水清洗回收利用系统矿槽区域两侧排水结构俯视示意图；

图5为图4从侧面观察时矿槽区域两侧排水结构示意图。

图中：1、污水池；2、清水池；3、集水池；4、排水泵；5、排污沟渠；6、排水管；7、清洗喷水头；8、助流喷头；9、喷雾喷头；10、集流沟；11、支流沟；12、吹气装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1、图2、图3所示，本实施例的一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，主要包括污水池1、清水池2、集水池3、排水泵4和排污沟渠5，由它们的相互组合形成封闭的循环水清洗系统，对矿槽区域地面粉尘颗粒等进行清理，以保证底面清洁。

从图1的俯视视角观察的矿槽区域，矿槽沿左右方向布置，其上具有卸料车，而在矿槽左侧一端设置有输送装置，将矿槽内原矿料送入高炉，输送装置具有传动室，控制输送装置的运行；输送装置的两侧具有矿粉仓和焦粉仓，为矿槽供应矿粉和焦粉。在设备运行过程中，在矿槽的底部和靠近其上下两侧位置容易撒落矿料，矿粉仓和焦粉仓四周也容易撒落矿料，对于矿槽上下两侧相对较远位置一般相对较少，是操作携带的矿料，或空气中粉尘沉积所带来。

因此，根据矿槽区域的布置特点对此清洗系统进行合理化设计，排污沟渠5设置于矿槽上下两侧，并沿矿槽左右长度方向布置，也就是卸料车的运动方向，两侧的排污沟渠5在矿槽的右侧连通，最后排污沟渠5接至污水池1的污水进口；污水池1和清水池2相邻设置，中间由隔墙隔开，它们之间通过隔墙上侧开设的清水进口相连通。在清水池2的底部设有潜水泵坑，排水泵4的进水口通过管路接入清水池2的潜水泵坑内，排水泵4的出水口通过排水管6接至设置于矿槽两侧区域的清洗喷水头7，清洗喷水头7沿矿槽的长度方向布置多个，采用高压喷头，增大清洗力，且相邻两个清洗喷水头7之间的距离要小于清洗喷水头7的有效工作半径，以保证清洗无盲区；清洗喷水头7可采用旋转式喷头，可对其四周区域进行冲洗。

值得说明的是，在矿槽的底部及其边缘并未设置排污沟渠5，这是由于矿槽上容易掉落大块矿料，极易堵塞排污沟渠5，造成排污不顺。对于大块矿料，还需人工清理，返回至矿槽，可直接再利用。另外，沿传动室的四周也围绕一圈排污沟渠5，并月矿槽下侧的排污沟渠5连通汇集，以使得冲洗时，污水可直接排入排污沟渠5，而不会进入传动室，避免对传动设备造成影响。

系统包含上述结构已经能够基本完成矿槽区域清洗工作，具体操作步骤为：排水泵4从清水池2泵入清水，通过排水管6输送至清洗喷水头7，对矿槽区域进行清洗；清洗后污水流入排污沟渠5，并最终经污水进口流入污水池1；污水池1内的污水静置分层为上侧的清水和下侧的沉淀污泥；当污水池1内水位高于清水进口的高度时，污水池1内上侧清水溢流进入清水池2，供循环清洗用水；而下层污泥可再次回收利用，如作为烧结矿的铺底料，或污泥中焦粉和含铁料粉含量较好，可分离后再次利用。

由上可知，本系统通过循环水对矿槽区域的粉尘颗粒进行清理，有别于传统开放式的直接清洗排污的形式，该系统采用封闭式形式，清洗水可重复循环使用，只需久用后不定期补充或更换清水池中水即可，大大降低水的是使用量，降低能耗，也有效避免污水通过排水沟排水江河，降低水体污染，采用水冲洗不会产生扬尘，有助于改善操作环境，由于污泥在污水池中得到过滤沉淀收集，避免对排水沟的堵塞，也可对污泥进行回收再利用。

而且污水池1上污水进口的位置远离清水进口的位置，保证进入污水池1中的水具有足够的沉淀时间，避免部分污水进入清水池2，造成清水池2水质下降，影响清洗效果。

另外，虽然本系统形成了较好的封闭循环结构，但在实际使用中，由于水蒸发、冲洗损耗等不可避免的原因，清水池2中水并不能无限循环，长时间使用也需要补充水量。因此，本实施例增加了集水池3，用于对清水池2补充水。集水池3与清水池2相邻设置，它们之间相隔一堵墙，在此墙上侧开设补水口，将集水池3与清水池2相连通，且集水池3通过上侧的排水口接至排水沟，以便将多余水从排水沟排出。并且对于三个水池中水的流向具有要求，如清水池2中水不能倒流进污水池1，清水池2中水正常使用也不会流入补水池3，而排入排水沟中，因此，本实施例将清水进口、排水口和补水口的高度依次降低，以控制水流向，满足使用需求。当然，在集水池3与清水池2可通过泵相互抽送水，以在两池内水位不满足流动需求时进行助流。

在清洗操作时，集水池3可接收雨水，当集水池3的水位高于补水口位置时，集水池3内水溢流进入清水池2，补充清水池2内水量；当集水池3继续升高至排水口位置时，多余水从排水口溢流进入排水沟排出，保证了清水池2内水量的稳定。

集水池3的设置亦可起到为二次过滤的作用，在水从排水口排出时，集水池3可对清水池2流入的水缓冲过滤，极少的污物可在集水池3中沉淀，而不会流入排水沟。此外，由于集水池3需要敞开接收雨水，难免有杂物，如树枝、树叶、塑料皮等落入其中，可能会随水流进入清水池2污染水质，或进入排水沟造成堵塞，因此，在补水口和排水口处设置过滤网，对集水池3中漂浮异物进行过滤。

实施例2

本实施例的一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，在实施例1的基础上根据矿槽区域布置特点，以及所清理物料的特点进行优化设计，以达到更好的清理效果。由于矿槽落料大多集中在矿槽的两侧边缘，距离排污沟渠5具有一段距离，且矿料较重，也较难溶于水，因而对清洗水压要求很好，需要使用大功率排水泵4，无疑增加了排水泵4的负担，即使如此，效果也不胜理想。

为此，结合图1、图4和图5所示，本实施例在矿槽区域的地面以矿槽为中心向上下两侧排污沟渠5延伸的高度逐渐降低，形成斜坡，坡度大小在2°～5°之间较为适宜，此处选择3°，清洗后污水能够较好的流入排污沟渠5；而且为了减少同一区域冲洗时间，并保证矿料能随水很好的流动，矿槽两侧斜坡上开设从斜坡顶部延伸至斜坡底部，并连通排污沟渠5的多条集流沟10，每条集流沟10的两侧开设由上向下倾斜的多条支流沟11，以加速污水的汇聚和携带矿料能力。同时，在斜坡顶部沿矿槽长度方向设置多个吹气装置12，例如吹气喷头连接气源，向斜面两侧进行吹气，以加速污水的汇聚和携带矿料能力，需要注意的是，在集流沟10的顶端位置具有吹气喷头，使矿料随污水一起流入排污沟渠5。需要说明的是，排污沟渠5的宽度要宽于集流沟10，而集流沟10的宽度又宽于支流沟11，因此，集流沟10和支流沟11位于矿槽下方，也不易被较大块落料堵塞。

同时，对矿槽上下两侧的排污沟渠5布置形式也配合上述结构进行优化，矿槽两侧的排污沟渠5沿矿槽的长度方向分别围绕形成相邻的三块矩形的清洗区域，排污沟渠5的底面从污水进口处由远及近具有1°～3°的坡度，以使污水流入污水池1，此处选择2°；并且排污沟渠5内相隔一段距离设置一个助流喷头8，助流喷头8可接水源，如通过泵从清水池2中抽水喷射，以辅助加速水流，且保证排污沟渠5内矿料随水顺利流入污水池1。此种结构，可大大降低对于排水泵4的功率要求，水压要求也较低，也降低操作危险性。

矿槽两侧斜面坡度及其顶部吹气装置12设计，集流沟10和支流沟11的设计，都是根据清理矿料的特点进行的设计，而不像以便对于泥土的清理，以保证矿料随污水快速流入排污沟渠5，提高地面清洗洁净度；而排污沟渠5内助流喷头8同样也是为了矿料随水的流动性。对于矿槽两侧排污沟渠5形成三块矩形的清洗区域，则根据落料的分布设计，靠近矿槽两侧附近落料被清洗区域的一边阻挡隔断，冲洗过程中此处污水不会进入清洗区域内侧，缩短污水携带矿料流动距离，降低清洗难度；从而清洗喷水头7可沿靠近矿槽一侧的清洗区域边缘布置，便于提高其冲洗力，而对于清洗区域内侧，污物较少，清洗喷水头7也能够满足清洗需求。

本系统在具体使用操作时，在清洗喷水头7冲洗的过程中，开启助流喷头8和吹气装置12，吹气装置12将污水吹入支流沟11，并流入集流沟10，然后汇入排污沟渠5，助流喷头8加速排污沟渠5内污水的流速，流入排污沟渠5内的污水经污水进口流入污水池1。

实施例3

本实施例的一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，在实施例2的基础上进一步优化设计，对空气中悬浮粉尘进行处理。

由于矿槽区域操作过程中，不可避免的会产生扬尘，空气中粉尘浓度较高，操作环境较为恶劣；即使地面已清洗干净，但随着空气中粉尘的降落，地面灰尘还会不断积累，这也影响了清洗效果。因此，本实施例在三块清洗区域内沿着排水沟渠5的一侧间隔设置有多个喷雾喷头9，在清洗喷水头7冲洗的过程中或非清洗时，可通过喷雾喷头9向空气中喷洒水雾，可使空气中粉尘迅速沉降，有利于改善矿槽工作环境，提高空气质量，也可减少粉尘不断的降至地面积尘。喷雾喷头9沿排水沟渠5设置的目的，是保证水雾的喷射不影响矿槽区域设备的正常运行。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，其特征在于：包括污水池(1)、清水池(2)和排水泵(4)；所述矿槽的两侧分别开设有排污沟渠(5)，排污沟渠(5)接至污水池(1)的污水进口；所述污水池(1)和清水池(2)相邻设置，它们之间通过上侧开设的清水进口相连通；所述排水泵(4)的进水口接入清水池(2)内，其出水口通过排水管(6)接至设置于矿槽两侧区域的清洗喷水头(7)；

还包括集水池(3)；所述集水池(3)与清水池(2)相邻设置，它们之间通过上侧开设的补水口相连通；所述集水池(3)通过上侧的排水口接至排水沟；所述污水池(1)上污水进口的位置远离清水进口的位置；所述清水进口、排水口和补水口的高度依次降低；

所述矿槽区域的地面以矿槽为中心向两侧排污沟渠(5)延伸的高度逐渐降低，形成斜坡；

所述矿槽两侧的排污沟渠(5)沿矿槽的长度方向分别围绕形成相邻的三块清洗区域；所述排污沟渠(5)的底面具有1°～3°的坡度，以使污水流入污水池(1)。

2.根据权利要求1所述的高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，其特征在于：所述矿槽两侧斜坡上开设从斜坡顶部延伸至斜坡底部，并连通排污沟渠(5)的多条集流沟(10)；所述每条集流沟(10)的两侧开设由上向下倾斜的多条支流沟(11)。

3.根据权利要求2所述的高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，其特征在于：所述斜坡顶部沿矿槽长度方向设置多个吹气装置(12)。

4.根据权利要求1所述的高炉矿槽区域水清洗回收利用系统，其特征在于：所述排污沟渠(5)内相隔一段距离设置一个助流喷头(8)，在三块清洗区域内沿着排污沟渠(5)的一侧间隔设置有多个喷雾喷头(9)。

5.一种高炉矿槽区域水清洗回收利用系统的使用方法，采用权利要求1-4中任意所述的高炉矿槽区域水清洗回收利用系统对矿槽区域进行清理，操作步骤为：

排水泵(4)从清水池(2)泵入清水，通过排水管(6)输送至清洗喷水头(7)对矿槽区域进行清洗，此时，开启助流喷头(8)和吹气装置(12)，吹气装置(12)将污水吹入支流沟(11)，并流入集流沟(10)，然后汇入排污沟渠(5)，助流喷头(8)加速排污沟渠(5)内污水的流速，流入排污沟渠(5)内的污水经污水进口流入污水池(1)；污水池(1)内的污水静置分层为上侧的清水和下侧的沉淀污泥；当污水池(1)内水位高于清水进口的高度时，污水池(1)内上侧清水溢流进入清水池(2)，供循环清洗用水；

当集水池(3)的水位高于补水口位置时，集水池(3)内水溢流进入清水池(2)，补充清水池(2)内水量；当集水池(3)继续升高至排水口位置时，多余水从排水口溢流进入排水沟排出。

6.根据权利要求5所述的高炉矿槽区域水清洗回收利用系统的使用方法，其特征在于：通过喷雾喷头(9)向空气中喷水雾，使空气中悬浮粉尘沉降至地面。