CN109207659B - 一种熔融渣的粒化装置及热回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种熔融渣的粒化装置及热回收方法，包括粉体与压缩空气进行混合的气粉流产生过程；产生的气粉流向熔融渣流喷射使其变成高温粒化渣的熔融渣粒化过程；熔融渣粒化过程产生的细颗粒粉体作为气粉流产生过程所用的粉体，返送回到气粉流产生过程循环使用的熔融渣粉体返料过程。利用高速的气粉流作为粒化介质将熔融渣流粒化成高温熔融颗粒，冷却后粒化渣筛分后得到的细渣粒作为气粉流中的粉体进行循环利用，并对熔融渣粒化后的高温粒化空气进行余热利用。在熔融炉的粒化热回收过程中，粒化介质的能量损耗耗少，对熔融渣的冲击动能大，在保证熔渣粒化效果的前提下，既可减少气源动力能耗又可获得高品位的热空气。

Description

一种熔融渣的粒化装置及热回收方法

技术领域

本发明涉及一种熔融渣的粒化装置及热回收方法，特别是依靠气粉流中的细粉体对熔融渣进行吹散，可减少气流喷射过程中的动力衰减，降低能量损耗，并减少粒化空气流量，获得高品位热空气，且粒化渣玻璃体率得到保证以用于生产高附加值产品，属于熔融渣资源化、余热回收利用及环保领域。

背景技术

熔融渣是指在冶金工业生产过程中从冶炼炉中排出的呈熔融状态的冶金渣，包括炼铁炉中产生的高炉渣、钢渣，有色金属冶炼产生的铜渣、铅渣、锌渣、镍渣等有色金属渣，及从铝土矿提炼氧化铝排出的赤泥以及轧钢过程产生的少量氧化铁渣等。熔融渣的排渣温度一般在1500℃左右可进行余热回收，降温后保证90％玻璃体率的粒化渣可进行资源化利用。目前，熔融渣的粒化热回收主要分为干法工艺和湿法工艺两类，但都难以满足现今工业发展的需要。

湿法工艺是将置于水中的熔融渣在热应力作用下急速冷却，并被运送到沉渣池形成水渣后再进行回收的一种方法。炉前水淬工艺在钢铁工业中最为常见的一种湿法工艺，但在冲渣过程中存在新水消耗量大，污水处理量大，余热利用低，烘干能耗大，设备运行保证率差，产生污染气体等众多问题。

干法工艺是指在不消耗新水的情况下，利用传热介质与熔融渣直接或间接接触进行熔融渣粒化和显热回收的新型渣处理工艺。与湿法粒化相比，干法粒化工艺缩短工艺操作，节约水耗，无需渣干燥，余热回收率高，减少环境污染，顺应了钢铁冶金行业节能减排的需要，有着广阔的技术需求和市场空间。但由于熔融渣的粘度高、内部传热热阻大等固有特点，现有干法工艺普遍存在设备动力消耗量大、粒化渣质量稳定性差等问题，至今仍未能在实际工业生产中大规模推广。

风淬法作为干法工艺的主要代表是用大功率造粒风机产生高压高速气流将熔融渣流吹散、粒化。因空气的密度小、冲击力较小，粒化熔融渣需要的空气风量、风压都很大，势必导致气源动力消耗量大和回收换热空气温度低等问题，难以满足节能经济。

如果能够改变粒化介质的组成，增大粒化介质密度，可提高粒化介质对熔融渣的粒化冲击力。并且，利用冷却后的粒化渣粒作为粒化介质，粒化介质与被粒化介质物质种类相同，可以免去后续分离而直接利用。本发明的目的在于开发一种有效的熔融渣的粒化装置及热回收方法，通过改变粒化介质，将冷却后的粒化渣通过筛分后得到的细颗粒渣粉体作为气粉流产生过程所用粉体对熔融渣进行吹散粒化，在保证熔融渣迅速粒化形成玻璃体、不影响后续粒化渣利用的前提下，以一种较为简单、低成本的粒化方法来实现熔融渣余热的高品位回收。

发明内容

本发明的目的在于开发一种熔融渣的粒化装置及热回收方法，利用高速的气粉流作为粒化介质将熔融渣流粒化成高温熔融颗粒，冷却后粒化渣筛分后得到的细渣粒作为气粉流中的粉体进行循环利用，并对熔融渣粒化后的高温粒化空气进行余热利用。在熔融炉的粒化热回收过程中，粒化介质的能量损耗耗少，对熔融渣的冲击动能大，在保证熔渣粒化效果的前提下，既可减少气源动力能耗又可获得高品位的热空气。

本发明的技术采用如下方案实现：

一种熔融渣的粒化热回收方法，其特征在于至少由如下过程组成：

(1)粉体与压缩空气进行混合的气粉流产生过程；

(2)产生的气粉流向熔融渣流喷射使其变成高温粒化渣的熔融渣粒化过程；

(3)熔融渣粒化过程产生的细颗粒粉体作为气粉流产生过程所用的粉体，返送回到气粉流产生过程循环使用的熔融渣粉体返料过程。

所述的熔融渣粒化热回收方法，其特征是在步骤(1)的气粉流的产生过程中，粉体由螺旋输料机送料与气流混合，或粉体依靠重力落入气流中，或粉体被压缩空气抽吸进入气流中。

所述的熔融渣粒化热回收方法，其特征是所述步骤(3)的熔融渣粉体返料过程是包括下面几种形式的一种：

熔融渣粒化后经过进一步降温后的粒化渣通过筛分得到筛分粒化渣粉体，直接返送回到气粉流产生过程使用；

或将筛分得到的筛分粒化渣粉体再通过水间接冷却后返送回到气粉流产生过程使用；

或将筛分得到的筛分粒化渣粉体经过破碎和水间接冷却后或不经水间接冷却返送回到气粉流产生过程使用；

或将上述筛分得到的筛分粒化渣粉体与熔融渣粒化过程中气流带出的经除尘回收的除尘粉体通过筛分得到筛分除尘渣粉体的混合粉体返送回到气粉流产生过程使用；

或将熔融渣粒化过程中气流带出的经除尘回收的除尘粉体通过筛分得到筛分除尘渣粉体返送回到气粉流产生过程使用。

所述的熔融渣粒化热回收方法，其特征是步骤(1)的粉体与压缩空气的质量比为70：1～110：1，粉体粒径为0.2～1.5mm。

所述的熔融渣粒化热回收方法，其特征是在步骤(2)的熔融渣粒化过程中，粉体气流喷射点与熔融渣流之间的距离在3～10cm间，熔融渣流厚度在30～70mm。

所述的熔融渣粒化热回收方法，其特征是在步骤(2)的熔融渣粒化过程中，喷射处的气粉流与水平面形成夹角为20～45°。

所述的熔融渣粒化热回收方法，其特征是在步骤(2)的熔融渣粒化过程中，气粉流向熔融渣流喷射时，气粉流中上部流体中的粉体浓度高于下部流体中的粉体浓度。

实现本发明的熔融渣的粒化余热回收方法的装置，至少由渣流槽、气粉混合器、熔渣粒化设备、粒渣换热设备、除尘器、冷矿筛组成；渣流槽出口与熔渣粒化设备的熔融渣入口相连接，气粉混合器的气粉流出口与熔渣粒化设备的气粉流入口相连接，熔渣粒化设备的气体出口与除尘器的气流入口相连接，熔渣粒化设备的粒渣出口与粒渣换热设备的粒渣入口相连接；粒渣换热设备的粒渣出口与冷矿筛的粒渣入口相连接，冷矿筛的筛分粒化渣出口与气粉混合器的气体入口相连接；

或在冷矿筛和气粉混合器之间设置有粉体破碎设备和水间接冷却设备，冷矿筛的筛分粒化渣出口与粉体破碎设备入口相连接，粉体破碎设备出口与水间接冷却设备入口相连接，水间接冷却设备出口与气粉混合器的气体入口相连接；

或在除尘器后设置有振动筛，除尘器的除尘渣出口与振动筛入口相连接，冷矿筛的筛分粒化渣出口和振动筛的筛分除尘渣出口混合后与气粉混合器的气体入口相连接；或振动筛的筛分除尘渣出口与气粉混合器的气体入口相连接。

实现熔融渣粒化热回收方法的装置，其特征是气粉流产生过程所用气体和粉体混合的气粉混合器至少由混合器外壳、粉体入口、气体入口、气粉流出口组成；气粉混合器内依次设置有输料段、加速段、混合段和喷射段，粉体输料段出口与加速段入口相连，加速段出口与混合段入口相连接，混合段出口与喷射段进口相连接；

或气粉混合器内依次设置有输料段、加速段和喷射段，粉体加速段出口与喷射段进口相连接；

或气粉混合器内依次设置有输料段、加速段、弯曲流路和喷射段，粉体加速段出口与弯曲流路进口相连接，弯曲流路出口与喷射段进口相连接。

所述的熔融渣粒化热回收方法的装置，其特征在于气粉混合器的喷射段前设置一段能够在流路上使气粉流产生离心力的具有平滑弧度的弯曲流路，弯曲流路的弧度圆心在流路的下侧，弯曲流路的入口和出口的轴向夹角要在45°～90°。

具体说明如下：

本发明中熔融渣的粒化热回收方法至少包括气粉流的产生、熔融渣的粒化、粉体的返料这三个过程；气粉流的产生过程是以压缩空气作为工作介质，以粉体作为引射介质，粉体进入气粉混合器后受空气流裹挟，产生稳定的气粉流；熔融渣的粒化过程是被空气加速后的气粉流喷射后与熔融渣流发生碰撞，利用粉体的冲击力和空气的吹散作用将熔融渣流粒化成颗粒态的高温渣粒；粉体的返料程是指气粉流所用的粉体来自降温后被筛分出来的粒化渣，熔融渣流受到气粉流的喷射被粒化成高温熔融渣粒，渣粒降温后形成的低温粒化渣进行资源化利用，其中一部分细颗粒渣被筛分出作为气粉流产生所需要的粉体返回熔融渣粒化热回收过程再利用。

在气粉流的产生过程中要完成对粉体的加速，使空气和粉体在输料管道内形成均匀的分散相，并在气粉流出口处速度趋于一致。空气需克服维持混合流的速度场平衡所产生的粉体加速阻力损失和将粉体输送到喷射点处所产生的摩擦阻力损失，才能产生稳定的气粉流。如图1所示，以高压通风机或鼓风机14产生的压缩空气3作为工作介质从气体入口39进入气粉混合器，在气粉混合器内设置带叶片的螺旋轴12，依靠电动机13带动螺旋轴的旋转使粉体1从进料斗5经粉体入口38被压入气粉混合器中并向前推动，螺旋轴维持了进料输料的均匀性和连续性，降低气粉流产生过程中的压力损失；或如图2所示，以高压通风机或鼓风机13产生的压缩空气3作为工作介质，进料斗5的安装高度远大于气粉混合器，粉体1依靠自身的重力经垂直进料段6落入气粉混合器，减少粉体加速的阻力损失；或如图3所示，以空气压缩机16产生的压缩空气3作为工作介质，依靠气流在气粉混合器内产生的负压来抽吸粉体，粉体受空气裹挟向前推动，压缩空气初始动能足以克服气粉流产生过程中的压损，最终从气粉流出口37喷出，完成气粉流产生过程。

压缩空气与细粉体经气粉混合器产生气粉流，熔融渣流被气粉流喷射后破碎成高温粒化渣并产生高温换热空气，高温换热空气经除尘器除尘后进行余热回收，高温粒化渣先后经粒渣换热设备冷却和冷矿筛筛分会得到冷却后的筛分粒化渣粉体，可作为返料直接回用到气粉流产生过程；或将筛分粒化渣粉体通过水间接冷却设备进一步降温后作为返料应用，筛分后再冷却的粒化渣细粉体可在熔融渣粒化过程中促进粒化渣降温效果，提高余热回收效率；或将筛分粒化渣粉体破碎粒化成更小粒径的粉体，再进行水间接冷却后或不经水间接冷却后，作为返料应用到气粉流产生过程促进熔融渣粒化，采用更小颗粒粉体可获得更好的熔融渣吹散效果，粒化渣的粒径分布更加均匀；熔融渣粒化过程中的换热空气流会带出微细粉体，被除尘器捕集后的除尘细粉体可作为返料用于气粉流产生过程，但除尘细粉体含有大量微米级超细颗粒，粒径过小的粉体易受空气流的扰动，对熔融渣的冲击力弱，无益于粒化效果，因此需筛分除尘渣粉体，仅对粒径适宜的除尘渣粉体回收用于气粉流产生过程；经冷矿筛筛分后的粒化渣粉体可与被除尘器捕集后回收再筛分后的除尘渣粉体混合，共同作为气粉流产生过程的粉体来源。

固气比是指气粉流中粉体质量与空气质量的比值。固气比和粉体粒径的大小既影响气粉流产生过程中的动力消耗，又对熔融渣粒化效果产生影响。较小的固气比和较小的粉体粒径使得压缩空气对粉体加速产生的压力损失减小，可维持较大的粉体气流喷射速度，对气粉流产生过程起到积极影响；较高的固气比和较大的粉体粒径可以充分利用粉体密度大的优势，使得气粉流在喷射过程中具备更高的动能和冲击力，对熔融渣流进行更有效的撞击和分散，有助于促进熔融渣粒化过程。由此可见，固气比和粉体粒径的选择需要对气粉流产生过程和熔融渣粒化过程兼顾，以维持较低的动力消耗和较好的粒化效果。固气比70～110、粉体粒径0.2～1.5mm为熔融渣的粒化热回收方法的合理区间。

粉体与压缩空气产生的气粉流在气粉流喷射出口处速度平衡，在喷射出口至熔融渣流碰撞的一段距离中，喷射的空气与粉体受到外界气流阻力作用，喷射出口与撞击点间的距离越大，速度都会消减越多，为了避免气粉流在喷射过程中产生不必要的损耗降低粒化效果，要求喷射出口与撞击点的距离不得超过10cm；而在熔融渣流与气粉流距离过近时则会产生反喷危险，喷射出口与撞击点的距离至少在3cm以上。

粉体与熔融液流的撞击并直接击穿液滴时可使得熔渣充分粒化，这要求熔渣的厚度在30～70mm左右。当熔融渣流过厚时，粉体在撞击过程中受到持续的粘滞阻力，粉体速度衰减大，粉体被液滴捕获而无法直接击穿熔渣，使得距离碰撞点较远的熔渣表面层无法获得足够的粉体撞击能量，难克服表面张力形成粒化熔渣；当熔融渣流过薄时，气粉流的动能并未得到充分利用，造成气源动力的浪费。

当气粉流成一定角度撞击熔融渣表面时，表面液体受到径向冲击和剪切的双重作用，液面刮削出波形附属部分，附属部分在表面能的作用下形成液滴。气粉流带来的径向冲击力比切向剪切力更容易引起熔渣粒化，增大撞击角度可获得更好的破碎效果。但撞击角度也应与粒化设备结构尺寸相匹配，既要尽量增加撞击后粒化渣的飞行距离以促进空气换热，又要避免高温粒化渣撞击到器壁而产生粘结，粉体气流与熔融渣流的撞击角度又不可过大。综上，为了使熔融渣在有限容积的粒化设备内达到更好的粒化和换热效果，对喷射处气粉流与熔融渣流的撞击角度进行控制。由于渣流槽的倾斜角度较小，从渣流槽流出的熔融渣流接近水平，如图1所示，喷射处气粉流与与水平面形成夹角为20～45°。

在气粉流向熔融渣流进行喷射时，气粉流形成上浓下稀的粉体浓度场，即气粉流中上部流体中的粉体浓度高于下部流体中的粉体浓度，有利于维持喷射粉体动能，强化对熔融渣流的吹散效果。

如图4所示，实现熔渣粒化余热回收方法的装置至少由渣流槽23、气粉混合器24、熔渣粒化设备25、粒渣换热设备26、除尘器36等部分组成。压缩空气3作为工作介质，细粉体1作为引射介质，在气粉混合器内压缩空气对粉体加速完成了气粉流的产生过程；熔融渣粒化过程是在熔渣粒化设备内完成，气粉混合器喷射出的气粉流与经渣流槽23流入的熔融渣以一定的喷射角度α发生碰撞，熔融渣流被破碎成高温熔融渣粒18从熔渣粒化设备底部排出进入粒渣换热设备，发生碰撞后的粒化空气中会带出微细粉体，经过除尘器捕集后可得到较清洁的粒化空气进行余热回收；在熔融渣粉体返料过程中，高温熔融渣粒先经过粒渣换热设备热量交换后产生冷却的粒化渣粒19，再流入冷矿筛27进行筛分得到适当粒径的粒化渣作为气粉流产生过程所用粉体，剩余粒化渣粉体30可作为水泥原料和道路骨料被利用；或如图5所示，经冷矿筛筛分后的粒化渣先后在粉体破碎设备28和水间接冷却设备29进一步发生破碎粒化，水间接冷却设备出口的细粉体作为气粉流产生过程所用粉体，水间接冷却设备出口与气粉混合器的气体入口相连接；或如图6所示，粒渣换热设备出口的冷却后的粒化渣粒19和除尘器捕集的除尘渣粉体32分别在冷矿筛27和振动筛34内进行筛分，筛分后得到的粉体共同作为气粉流产生过程所用粉体；或经除尘器捕集的除尘渣粉体在振动筛内筛分后的粉体直接作为气粉流产生过程所用粉体，除尘器的除尘渣出口与振动筛入口相连接，振动筛的筛分除尘渣出口与气粉混合器的气体入口相连接。

气粉流是在气粉混合器内产生，如图1所示，气粉混合器至少包括混合器外壳、粉体入口38、气体入口39、气粉流出口37部分；气粉混合器内设置有输料段7、加速段8、混合段9、喷射段10，细粉体1受螺旋轴搅动、自身重力或空气抽吸力的作用从进料斗5经粉体入口进入气粉混合器的粉体输料段，随后在加速段内完成粉体加速并形成气粉流，混合段内完成气粉流混合与输送功能，最终经喷射段从气粉流出口喷出撞击熔融渣流，在气粉混合器内设置混合段可使气粉流分散相更加均匀稳定；或为使气粉混合器更加简便，如图2所示，气粉混合器内不设置混合段，缩短气粉流传输距离，粉体加速段直接与喷射段相连接；或如图3所示，气粉混合器内设置有输料段、加速段、弯曲流路和喷射段，以弯曲流路11代替混合段产生上浓下稀的粉体浓度场。

如图3所示，在气粉混合器的气粉流出口37前设置有一段能够在流路上使气粉流产生离心力的具有弧度的弯曲流路11，且弧度圆心在流路的下侧。气粉流在经过这段弯曲流路时受到离心力的作用，大部分粉体尤其是大颗粒粉体紧贴弯头外侧喷出，可以形成上浓下稀的粉体浓度场以对熔融渣流增加破碎效果。能够在流路上使气粉流产生离心力的具有弧度的弯曲流路的弯曲度和长度根据实际工程中粉体的粒径、比例等具体情况进行优化即可。一般而言，弯曲流路中的弧度不小于45°以保证气粉流产生的离心效果，弯曲流路中的弧度不超过90°以减少气粉流转弯产生的局部阻力。

附图说明

图1：低压螺旋泵输送气粉流混合器图；

图2：低压重力流输送气粉流混合器图；

图3：高压空压机输送气粉流混合器图；

图4：筛选后的粒化渣粉体作为返料熔融渣粒化热回收流程图；

图5：筛选破碎冷却后的粒化渣粉体作为返料熔融渣粒化热回收流程图；

图6：筛选后的粒化渣粉体和筛选后的除尘渣粉体混合为返料熔融渣粒化热回收流程图；

1-细粉体，2-空气，3-压缩空气，4-气粉流，5-进料斗，6-竖直进料管段,7-输料管段，8-加速管段，9-混合管段，10-喷射管段，11-弯曲流路，12-带叶片的螺旋轴，13-电动机，14-高压通风机或鼓风机，15-空气混合器，16-空气压缩机，17-熔融渣，18-高温熔融渣粒，19-冷却后的粒化渣粒，20-筛分粒化渣粉体，21-破碎后更小颗粒的粒化渣粉体，22-筛分除尘渣粉体，23-渣流槽，24-气粉混合器，25-熔渣粒化设备，26-粒渣换热设备，27-冷矿筛，28-粉体破碎设备，29-水间接冷却设备，30-剩余粒化渣粉体，31-高温粒化空气，32-除尘渣粉体，33-剩余除尘渣粉体，34-振动筛，35-除尘后的粒化空气，36-除尘器，37-气粉流出口，38-粉体入口，39-气体入口，α-喷射处的粉体气流与熔融渣流的撞击角度。

具体实施方式

实施例1：

本实施例为熔融渣粒化装置及热回收方法，包括气粉流产生、熔融渣粒化、粉体返料三个过程。气粉流产生过程如图1所示，由低压螺旋泵输气粉流混合器产生，混合器内设置有输料段7、加速段8、混合段9、喷射段10。粉体与空气的质量比为70：1，粉体1从进料斗5进入粉体入口38后，在电动机13的驱动作用下带叶片的螺旋轴12使粉体连续地从输料段7压送到加速段8，以高压通风机或鼓风机14提供气流动力产生的压缩空气3从气体入口39进入气粉混合器的加速段8，气粉混合物在加速段8内完成粉体加速并形成气粉流，混合段9内完成气粉流混合与输送功能，均速均质的气粉流从喷射段10末端的气粉流出口37喷出。熔融渣粒化和粉体返料过程如图4所示，从气流混合器24中喷射出的气粉流以20°的喷射角度α与经渣流槽23流入到熔渣粒化设备25的熔融渣17发生碰撞，熔融渣17被破碎粒化成高温熔融渣粒18，产生的高温粒化空气31经过除尘器36后得到较清洁的粒化空气35后进行余热回收，高温熔融渣粒18在粒渣换热设备26中进行热量交换后产生冷却后的粒化渣粒19，冷却后的粒化渣粒19在冷矿筛27中进行筛分，0.8～1.5mm的筛分粒化渣粉体作为气粉流产生需要的细粉体1返料进入熔融渣粒化过程再利用，剩余粒化渣粉体30作为水泥原料或道路骨料被利用。

利用高速空气流加速细粉体产生的气粉流具备更高的动能和冲击力，对熔融渣会产生更有效的撞击和分散效果，有助于促进熔融渣粒化过程，可减少空气动力消耗，节省运行费用；由于粉体的强大冲击力，粒化过程中空气需求量减少，换热更充分，可获得更高的余热回收效率；冷却后的粒化渣经过冷矿筛筛分后粒径能够满足细粉体返料要求，既解决的细粉体来源问题，又实现资源的有效利用。整个熔融渣粒化装置及热回收方法流程简单、操作方便、投资成本低、余热回收率好、动力消耗低、运行稳定。

实施例2：

本实施例为熔融渣粒化装置及热回收方法，包括气粉流产生、熔融渣粒化、粉体返料三个过程。气粉流产生过程如图2所示，由低压重力流输气粉流混合器产生，混合器内设置有输料段7、加速段8、喷射段10。粉体与空气的质量比为90：1，粉体进料斗5的安装高度远大于气粉混合器，粉体1依靠自身的重力经垂直进料段6从粉体入口38落入气粉混合器的输料段7，以高压通风机或鼓风机13产生的压缩空气3作为工作介质从气体入口39进入输料段7与粉体混合，气粉流混合物在加速段8内完成粉体加速并从喷射段10末端的气粉流出口37喷出产生气粉流。熔融渣粒化过程与实施例1基本相同，气粉流与熔融渣17在熔渣粒化设备25内以37°的喷射角度α发生碰撞，熔融渣17被破碎粒化成高温熔融渣粒18，后在粒渣换热设备26热量交换后产生冷却后的粒化渣粒19。粉体返料过程如图5所示，冷却后的粒化渣粒19经冷矿筛27筛分后获得的筛分粒化渣粉体20经过粉体破碎设备28产生破碎后更小颗粒约0.2～0.8mm的粒化渣粉体21，再经水间接冷却设备29进一步降温后作为返料细粉体1用于产生气粉流。

剩余粒化渣粉体经破碎设备粉碎成更小粒径和水冷却设备进一步冷却后，作为细粉体返料应用于气粉流产生过程。颗粒更小的粉体喷射可促进熔融渣粒化，既保证更好的熔融渣吹散效果，使得粒化渣的粒径分布更均匀，又减少空气动力消耗，节省运行费用；温度更低的粉体可以促进粒化渣换热，提高余热回收效率。整个熔融渣粒化装置及热回收方法投资成本低、余热回收率好、动力消耗低、运行稳定。

实施例3：

本实施例为熔融渣粒化装置及热回收方法，包括气粉流产生、熔融渣粒化、粉体返料三个过程。气粉流产生过程如图3所示，由高压空压机输气粉混合器产生，混合器内设置有输料段7、弯曲流路11、喷射段10，弯曲管路的弧度为60°。粉体与空气的质量比为110：1，以空气压缩机16产生的压缩空气3作为工作介质从气体入口39将进入喷射气粉混合器的输料段7，依靠气流抽吸作用进料斗5内的粉体被抽吸到气粉混合器，气粉流混合物在加速段8内完成粉体加速，在弯曲流路11内受到离心力的作用大颗粒粉体紧贴弯头外侧喷出，形成上浓下稀的气粉浓度场，有一定浓度差的气粉流从喷射段10末端的气粉流出口喷出。熔融渣粒化过程与实施例1基本相同，气粉流与熔融渣17在熔渣粒化设备25内以45°的喷射角度α发生碰撞，熔融渣17被破碎粒化成高温熔融渣粒18，后在粒渣换热设备26热量交换后产生冷却后的粒化渣粒19。粉体返料如图6所示，气粉流对熔融渣17的粒化过程中产生的高温粒化空气31中会带出微细粉体，经过除尘器36捕集后会得到筛分除尘渣粉体32，筛分除尘渣粉体32经振动筛筛分出0.2～1.5mm的筛分除尘渣粉体22与冷矿筛27筛分得到0.2～1.5mm的筛分粒化渣粉体20共同作为细粉体返料1用于气粉流产生过程。

粒化空气经除尘后才能进行余热回收，被除尘器捕集到的除尘粉末粒径较小，以此作为细粉体返料回用于熔渣流粒化过程，既可减少粒化渣破碎产生的能量消耗，又实现了资源的合理利用。与传统粒化工艺相比，本法具备更高的动能和冲击力，有助于促进熔融渣粒化，减少空气动力消耗，节省运行费用，强化换热效果，获得更高余热回收效率。整个熔融渣粒化装置及热回收方法流程简单、操作方便、投资成本低、余热回收率好、动力消耗低、运行稳定。

实施例4：

本实施例的气粉流产生、熔融渣粒化过程与实施例2基本相同，所不同的是粉体返料过程，冷却后的粒化渣经过破碎设备粉碎后，不经过水间接冷却设备降温，直接作为返料细粉体用于产生气粉流。

与实施例2相比，本实施例仍对熔融渣具有优越的粒化效果，虽换热能力稍差，单胜在流程简单、操作方便。与传统粒化工艺相比，本法具备更高的动能和冲击力，有助于促进熔融渣粒化，减少空气动力消耗，节省运行费用，强化换热效果，获得更高余热回收效率。整个熔融渣粒化装置及热回收方法流程简单、操作方便、投资成本低、余热回收率好、动力消耗低、运行稳定。

实施例5：

本实施例的气粉流产生、熔融渣粒化过程与实施例3基本相同，所不同的是粉体返料过程，气粉流产生所需要的细粉体完全由筛分除尘渣粉体提供，以熔融渣粒化过程中气流带出的经除尘回收的除尘细粉通过筛分得到的筛分除尘渣粉体作为粉体返料。

除尘器捕集粉体数量较多时候可使用本法。与传统粒化工艺相比，本法具备更高的动能和冲击力，有助于促进熔融渣粒化，减少空气动力消耗，节省运行费用，强化换热效果，获得更高余热回收效率。整个熔融渣粒化装置及热回收方法流程简单、操作方便、投资成本低、余热回收率好、动力消耗低、运行稳定。

Claims (6)

1.一种熔融渣的粒化热回收方法，其特征在于至少由如下过程组成：

(1)粉体与压缩空气进行混合的气粉流产生过程；

(2)产生的气粉流向熔融渣流喷射使其变成高温粒化渣的熔融渣粒化过程；

(3)熔融渣粒化过程产生的细颗粒粉体作为气粉流产生过程所用的粉体，返送回到气粉流产生过程循环使用的熔融渣粉体返料过程；

步骤(2)的熔融渣粒化过程中，气粉流向熔融渣流喷射时，气粉流中上部流体中的粉体浓度高于下部流体中的粉体浓度。

2.如权利要求1所述方法，其特征是在步骤(1)气粉流的产生过程中，粉体与压缩空气的质量比为70：1～110：1。

3.如权利要求1所述方法，其特征是在步骤(2)的熔融渣粒化过程中，粉体气流喷射点与熔融渣流之间的距离为3～10cm，熔融渣流厚度为30～70mm。

4.实现权利要求1所述熔融渣的粒化热回收方法的装置，其特征在于至少由渣流槽、气粉混合器、熔渣粒化设备、粒渣换热设备、除尘器组成；渣流槽出口与熔渣粒化设备的熔融渣入口相连接，气粉混合器的气粉流出口与熔渣粒化设备的气粉流入口相连接，熔渣粒化设备的气体出口与除尘器的气流入口相连接，熔渣粒化设备的粒渣出口与粒渣换热设备的粒渣入口相连接；粒渣换热设备的粒渣出口与冷矿筛的粒渣入口相连接，冷矿筛的筛分粒化渣出口与气粉混合器的粉体入口相连接；

或在冷矿筛和气粉混合器之间设置有粉体破碎设备和水间接冷却设备，冷矿筛的筛分粒化渣出口与粉体破碎设备入口相连接，粉体破碎设备出口与水间接冷却设备入口相连接，水间接冷却设备出口与气粉混合器的气体粉口相连接；

或在除尘器后设置有振动筛，除尘器的除尘渣出口与振动筛入口相连接，冷矿筛的筛分粒化渣出口和振动筛的筛分除尘渣出口混合后与气粉混合器的粉体入口相连接；或振动筛的筛分除尘渣出口与气粉混合器的粉体入口相连接；

气粉混合器至少由混合器外壳、粉体入口、气体入口、气粉流出口组成；气粉混合器内依次设置有输料段、加速段、弯曲流路和喷射段，粉体加速段出口与弯曲流路进口相连接，弯曲流路出口与喷射段进口相连接。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于气粉混合器的喷射段前设置一段能够在流路上使气粉流产生离心力的具有平滑弧度的弯曲流路，弯曲流路的弧度圆心在流路的下侧，弯曲流路的弧度在45°～90°。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于气粉混合器的气粉流出口的粉体气流喷射点与熔融渣流之间的距离为3～10cm，熔融渣流厚度为30～70mm。

Images