CN108165686B - 一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统 - Google Patents

一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，对炉渣采用“干式”处理方法，节约大量水资源；本发明对高温炉渣进行分段热量回收，首先第一段通过水冷壁的方式进行初步冷却，同时混渣罐对高温炉渣进行进行冷渣与热渣混合，防止热渣发生粘连，同时通过设置切断刀有利于炉渣初步造块；本发明的球磨罐的罐体中采用传热介质进行热量回收，同时将吸收的热量输送至蒸汽锅炉，用于产生蒸汽；本发明在球磨罐工序中不仅提高了炉渣的热量回收效率，也有效提高了炉渣的碎化效果；本发明中第一阶段和第三阶段的热量回收为串联低温热量回收，通过对热量进行分阶段回收，有效提高了热量回收效率。

Description

一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统
技术领域
本发明涉及一种炉渣处理系统，具体涉及一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统。
背景技术
钢铁冶金行业在生产过程中会产生大量的高温炉渣，而在目前的生产工艺中没有充分合理地利用上述二次工业产物，通常的处理方法以“湿法”处理为主，即利用水冷却的方式直接对高温炉渣进行冷却粒化处理，该处理工艺既没有充分利用高温炉渣自身的热量，而该部分热量能源相当可观，即浪费了大量的热能资源，同时“湿法”处理需要利用大量的水资源，又造成了水资源的浪费，在节能减排的时代背景下，现有的生产工艺显然需要进行更好地优化升级。
针对上述技术缺陷，专利CN105112577B公开了一种干式粒化回收高炉渣余热的装置和方法，该专利主要利用鼓风机对高温炉渣进行风冷却的方式回收余热，是一种“干式”处理方法。
专利CN103695581B公开了一种高炉渣粒化与显热回收工艺及装备，该专利同样是一种“干式”处理方法，通过对高温炉渣进行切段处理并迅速冷却后回收余热，实现粒化以及热量回收。
专利CN104988256B公开了一种炉渣余热回收系统，该专利通过混渣处理然后经冷却余热回收后进行破碎实现“干式”处理的目的。
综上所述，“干式”处理高温炉渣进行余热回收是节能减排的大势所趋，而如何高效回收余热同时实现高温炉渣的粒化是目前急需解决的技术性难题。
发明内容
针对上述背景技术，本发明提供一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，其采用“干式”处理方法对高温炉渣进行粒化处理和余热回收。
本发明采取的技术方案为：一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，包括造块部分、碎化部分、粒化部分。
所述的造块部分包括渣包、混渣罐、初选筛，所述的混渣罐通过轴承倾斜转动安装在地面上，混渣罐上部设置有渣包，所述的渣包下部中央位置设置有漏口，所述的漏口与混渣罐上部入口之间设置有熔渣通道，所述的熔渣通道上部与渣包相连通，熔渣通道与混渣罐内部相连通；混渣罐入口处还设置有冷渣入料口，所述的冷渣入料口与混渣罐内部相连通；混渣罐下部出口处设置有切断刀；混渣罐下部出口下方还设置有初选筛，所述的初选筛为倾斜设置，初选筛的筛孔上方设置有出口，其出口下方设置有大渣块通道，并与大渣块通道内部相连通；初选筛的筛孔下方设置有小渣块通道，所述的小渣块通道与冷渣入料口相连通。
所述的碎化部分包括：球磨罐、传热介质动力站、蒸汽锅炉，所述的球磨罐入口端与大渣块通道的出口端相连通，球磨罐入口端一侧设置有粗碎区，所述的粗碎区中设置有若干大碎渣球，球磨罐出口端一侧设置有细碎区，所述的细碎区设置有若干粉渣球；粗碎区和细碎区之间的球磨罐中设置有余热回收区，所述的余热回收区的球磨罐内筒壁中均布设置有导热翅片；粗碎区和余热回收区之间的球磨罐内筒壁上设置有导流片，细碎区和余热回收区之间的球磨罐内筒壁上设置有导流片；细碎区的球磨罐筒壁上设置有漏渣孔，且细碎区下部设置有接料漏斗；球磨罐的筒壁为传热介质冷却层，球磨罐出口端外侧设置有输送管，所述的输送管一端与球磨罐筒壁中的传热介质冷却层相连通，另一端与传热介质动力站相连通，所述的传热介质动力站还连接有蒸汽锅炉。
所述的粒化部分包括：振动筛、粉碎机、滚筒热交换机、冷渣罐，所述的振动筛上部入口与接料漏斗相连通，振动筛下部筛孔连接有细渣通道，振动筛下端出口连接有粗渣通道，所述的细渣通道与滚筒热交换机相连通，所述的粗渣通道与粉碎机相连通，所述的粉碎机出口与滚筒热交换机相连通，所述的滚筒热交换机出口端设置有冷渣出口，所述的冷渣出口下端设置有冷渣罐。
所述的混渣罐的罐体壁设置有水冷却层，混渣罐的上部设置有冷却水出口，且冷却水出口与混渣罐的水冷却层相连通，混渣罐的下部设置有冷却水入口；所述的滚筒热交换机的筒壁上设置有循环水层，且滚筒热交换机上部设置有循环水出口，所述的循环水出口一端与循环水层相连通，另一端通往用户，滚筒热交换机的下部设置有循环水入口，所述的循环水入口一端与循环水层相连通，另一端与冷却水出口相连通。
进一步的，所述的球磨罐通过轴承转动安装于地面上，且其一端连接有球磨电机；所述的大碎渣球的直径大于粉渣球的直径。
进一步的，所述的熔渣通道下部出口伸入混渣罐的距离大于冷渣入料口伸入混渣罐的距离。
进一步的，所述的混渣罐的倾斜角度为10度~25度。
进一步的，所述的渣包中央位置设置有喂料塞棒。
进一步的，所述的滚筒热交换机中设置有螺旋输送装置。
进一步的，所述的传热介质为熔盐或金属锡。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）本发明对炉渣采用“干式”处理方法，节约大量水资源；（2）本发明对高温炉渣进行分段热量回收，首先第一段通过水冷壁的方式进行初步冷却，同时混渣罐对高温炉渣进行进行冷渣与热渣混合，防止热渣发生粘连，同时通过设置切断刀有利于炉渣初步造块；（3）本发明在对高温炉渣进行第一段混渣切断造块以及热量回收后，进行第二段球磨罐热量回收和碎化工序，且该段工艺中的球磨罐的罐体中采用传热介质进行热量回收，同时将吸收的热量输送至蒸汽锅炉，用于产生蒸汽；（4）本发明在球磨罐工序中，同时对炉渣进行二次碎化工艺，不仅提高了炉渣的热量回收效率，也有效提高了炉渣的碎化效果；（5）炉渣通过球磨罐进行第二阶段的热量回收以及二次碎化工艺后，最后经过粒化部分对炉渣进一步粒化，同时进行第三阶段的热量回收，本发明中第一阶段和第三阶段的热量回收为串联低温热量回收，通过对热量进行分阶段回收，有效提高了热量回收效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明造块部分结构示意图。
图3为本发明中碎化部分结构示意图。
图4为本发明中粒化部分结构示意图。
附图标号：1-喂料塞棒；2-渣包；3-冷渣入料口；4-熔渣通道；5-混渣罐；6-切断刀；7-初选筛；8-大渣块通道；9-小渣块通道；10-球磨罐；11-导热翅片；12-大碎渣球；13-轴承；14-冷却水出口；15-冷却水入口；16-导流片；17-粉渣球；18-接料漏斗；19-振动筛；20-细渣通道；21-粗渣通道；22-粉碎机；23-滚筒热交换机；24-循环水出口；25-循环水入口；26-冷渣出口；27-冷渣罐；28-输送管；29-球磨电机；30-传热介质动力站；31-蒸汽锅炉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例：本发明的结构如图1至图4所示，在具体工作过程中，本发明中的造块部分和粒化部分中的热量回收结构为整体低温热量回收系统，具体通过以下结构实现：混渣罐5的罐体壁设置有水冷却层，混渣罐5的上部设置有冷却水出口14，且冷却水出口14与混渣罐5的水冷却层相连通，混渣罐5的下部设置有冷却水入口15。滚筒热交换机23的筒壁上设置有循环水层，且滚筒热交换机23上部设置有循环水出口24，循环水出口24一端与循环水层相连通，另一端通往用户，滚筒热交换机23的下部设置有循环水入口25，循环水入口25一端与循环水层相连通，另一端与冷却水出口14相连通。上述结构布置主要利用循环水冷却的方式，实现低温热量回收，被加热后的循环水直接送往用户使用。
本发明中的碎化部分主要利用熔盐或金属锡作为传热介质进行高温热量回收，具体通过以下结构实现：球磨罐10的筒壁为传热介质冷却层，球磨罐10出口端外侧设置有输送管28，输送管28一端与球磨罐10筒壁中的传热介质冷却层相连通，另一端与传热介质动力站30相连通，传热介质动力站30还连接有蒸汽锅炉31，同时粗碎区和细碎区之间的球磨罐10中设置有余热回收区，余热回收区的球磨罐10内筒壁中均布设置有导热翅片11。粗碎区和余热回收区之间的球磨罐10内筒壁上设置有导流片16，细碎区和余热回收区之间的球磨罐10内筒壁上设置有导流片16。上述结构通过余热回收区之间的导热翅片11将热量传导至球磨罐10中的传热介质冷却层，并通过传热介质冷却层中的传热介质，如熔盐或金属锡，将热量经由传热介质动力站最终送至蒸汽锅炉31，用于产生高温蒸汽，即为该阶段的高温热量回收。
同时，在上述低温和高温两个阶段的热量回收过程中实现炉渣的造块、碎化以及粒化工序。其中造块部分通过设置混渣罐和切断刀实现炉渣的分离成块。
本发明的具体生产工艺如下所述：（a）造块吸热：首先将高温炉渣送至渣包2中，通过渣包2中的喂料塞棒1控制高温炉渣从渣包2下部漏口下漏的速度；同时冷渣罐27中的部分冷渣运送至冷渣入料口3并进入到混渣罐5中进行冷渣布料；将冷渣覆盖在高温炉渣表层，最终通过切断刀6控制混渣块的大小；在造块过程中，混渣罐5中的水冷却层对高温炉渣进行冷却吸热，该过程中炉渣从初始温度1450℃~1650℃降至1000℃~1200℃；（b）碎化吸热：进入到球磨罐10中的混渣在粗碎区中进行第一次碎化，并经由导流片16将第一次碎化后的炉渣送至余热回收区，通过球磨罐10上的传热介质冷却层进行热量回收，再经导流片16将炉渣送至细碎区进行第二次碎化，并最终将二次碎化后的炉渣送至接料漏斗18，该过程中炉渣从1000℃~1200℃降至400℃~600℃；（c）粒化吸热：炉渣从接料漏斗18进入振动筛19，直径较小的炉渣颗粒经振动筛19落至细渣通道21，直径较大的炉渣颗粒出振动筛19落至粗渣通道21并进入粉碎机22进行粒化，最终粒化后的炉渣进入滚筒热交换机23进行热量交换，该过程中炉渣从400℃~600℃降至200℃~250℃。

Claims (8)

1.一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，包括造块部分、碎化部分、粒化部分，其特征在于：所述的造块部分包括渣包（2）、混渣罐（5）、初选筛（7），所述的混渣罐（5）通过轴承（13）倾斜转动安装在地面上，混渣罐（5）上部设置有渣包（2），所述的渣包（2）下部中央位置设置有漏口，所述的漏口与混渣罐（5）上部入口之间设置有熔渣通道（4），所述的熔渣通道（4）上部与渣包（2）相连通，熔渣通道（4）与混渣罐（5）内部相连通；混渣罐（5）入口处还设置有冷渣入料口（3），所述的冷渣入料口（3）与混渣罐（5）内部相连通；混渣罐（5）下部出口处设置有切断刀（6）；混渣罐（5）下部出口下方还设置有初选筛（7），所述的初选筛（7）为倾斜设置，初选筛（7）的筛孔上方设置有出口，其出口下方设置有大渣块通道（8），并与大渣块通道（8）内部相连通；初选筛（7）的筛孔下方设置有小渣块通道（9），所述的小渣块通道（9）与冷渣入料口（3）相连通；
所述的碎化部分包括：球磨罐（10）、传热介质动力站（30）、蒸汽锅炉（31），所述的球磨罐（10）入口端与大渣块通道（8）的出口端相连通，球磨罐（10）入口端一侧设置有粗碎区，所述的粗碎区中设置有若干大碎渣球（12），球磨罐（10）出口端一侧设置有细碎区，所述的细碎区设置有若干粉渣球（17）；粗碎区和细碎区之间的球磨罐（10）中设置有余热回收区，所述的余热回收区的球磨罐（10）内筒壁中均布设置有导热翅片（11）；粗碎区和余热回收区之间的球磨罐（10）内筒壁上设置有导流片（16），细碎区和余热回收区之间的球磨罐（10）内筒壁上设置有导流片（16）；细碎区的球磨罐（10）筒壁上设置有漏渣孔，且细碎区下部设置有接料漏斗（18）；球磨罐（10）的筒壁为传热介质冷却层，球磨罐（10）出口端外侧设置有输送管（28），所述的输送管（28）一端与球磨罐（10）筒壁中的传热介质冷却层相连通，另一端与传热介质动力站（30）相连通，所述的传热介质动力站（30）还连接有蒸汽锅炉（31）；
所述的粒化部分包括：振动筛（19）、粉碎机（22）、滚筒热交换机（23）、冷渣罐（27），所述的振动筛（19）上部入口与接料漏斗（18）相连通，振动筛（19）下部筛孔连接有细渣通道（20），振动筛（19）下端出口连接有粗渣通道（21），所述的细渣通道（20）与滚筒热交换机（23）相连通，所述的粗渣通道（21）与粉碎机（22）相连通，所述的粉碎机（22）出口与滚筒热交换机（23）相连通，所述的滚筒热交换机（23）出口端设置有冷渣出口（26），所述的冷渣出口（26）下端设置有冷渣罐（27）；
所述的混渣罐（5）的罐体壁设置有水冷却层，混渣罐（5）的上部设置有冷却水出口（14），且冷却水出口（14）与混渣罐（5）的水冷却层相连通，混渣罐（5）的下部设置有冷却水入口（15）；所述的滚筒热交换机（23）的筒壁上设置有循环水层，且滚筒热交换机（23）上部设置有循环水出口（24），所述的循环水出口（24）一端与循环水层相连通，另一端通往用户，滚筒热交换机（23）的下部设置有循环水入口（25），所述的循环水入口（25）一端与循环水层相连通，另一端与冷却水出口（14）相连通。
2.如权利要求1所述的一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，其特征在于：所述的球磨罐（10）通过轴承（13）转动安装于地面上，且其一端连接有球磨电机（29）；所述的大碎渣球（12）的直径大于粉渣球（17）的直径。
3.如权利要求1所述的一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，其特征在于：所述的熔渣通道（4）下部出口伸入混渣罐（5）的距离大于冷渣入料口（3）伸入混渣罐（5）的距离。
4.如权利要求1所述的一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，其特征在于：所述的混渣罐（5）的倾斜角度为10度~25度。
5.如权利要求1所述的一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，其特征在于：所述的渣包（2）中央位置设置有喂料塞棒（1）。
6.如权利要求1所述的一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，其特征在于：所述的滚筒热交换机（23）中设置有螺旋输送装置。
7.如权利要求1所述的一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统，其特征在于：所述的传热介质为熔盐或金属锡。
8.采用权利要求1所述的一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统的生产工艺，其特征在于：（a）造块吸热：首先将高温炉渣送至渣包（2）中，通过渣包（2）中的喂料塞棒（1）控制高温炉渣从渣包（2）下部漏口下漏的速度；同时冷渣罐（27）中的部分冷渣运送至冷渣入料口（3）并进入到混渣罐（5）中进行冷渣布料；将冷渣覆盖在高温炉渣表层，最终通过切断刀（6）控制混渣块的大小；在造块过程中，混渣罐（5）中的水冷却层对高温炉渣进行冷却吸热，该过程中炉渣从初始温度1450℃~1650℃降至1000℃~1200℃；（b）碎化吸热：进入到球磨罐（10）中的混渣在粗碎区中进行第一次碎化，并经由导流片（16）将第一次碎化后的炉渣送至余热回收区，通过球磨罐（10）上的传热介质冷却层进行热量回收，再经导流片（16）将炉渣送至细碎区进行第二次碎化，并最终将二次碎化后的炉渣送至接料漏斗（18），该过程中炉渣从1000℃~1200℃降至400℃~600℃；（c）粒化吸热：炉渣从接料漏斗（18）进入振动筛（19），直径较小的炉渣颗粒经振动筛（19）落至细渣通道（21），直径较大的炉渣颗粒出振动筛（19）落至粗渣通道（21）并进入粉碎机（22）进行粒化，最终粒化后的炉渣进入滚筒热交换机（23）进行热量交换，该过程中炉渣从400℃~600℃降至200℃~250℃。
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