CN109280725B - 高炉渣余热回收热解一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种高炉渣余热回收热解一体化装置，包括壳体、炉渣进口、热交换气体出口、喷嘴、转杯、旋转卸料阀和炉渣出口，旋转除尘器与热交换气体出口连接，回转热解装置设置在壳体的下端，回转热解装置的外壁设置有破碎螺旋片，中部设置有换热仓；换热仓的内壁设置有延展换热片，左端设置有热交换气体出口，右端与旋转除尘器连接；回转热解装置的左端设置有原料仓和螺旋进料器，右端设置有可移动的挡板、热解固相产物出口以及热解挥发分出口，热解挥发分出口与热解挥发分回收装置连接。本发明高炉渣余热回收热解一体化装置，将液态高炉渣的高温余热，利用在有机废物热解反应生成高值的热解气与热解油上，提高了资源与能源的合理回收。
Description
技术领域
本发明属于钢铁工业余热回收领域，具体涉及一种高炉渣余热回收热解一体化装置。
背景技术
钢铁工业是国家重工业的重要基础。随着钢铁产量的高速增长，资源、能源和污染物排放成为了制约我国钢铁工业进一步发展的限制性因素。其中，回收利用各种余热是钢铁工业中极具节能减排的重要一环。高炉渣是高炉炼铁产生的固体废弃物，液态的高炉渣温度在1500度左右，具有丰富的余热资源。目前国内主要用水淬法进行高炉渣处理，利用不同工艺装置将高炉渣的余热通过渣水进行回收，但该方法热能利用效率低，造成了大量的水资源浪费。
在工业生产和日常生活中，大量有机废物被产出，因而需要对有机废物进行无害化和减容化处理，并对有机物中的能源进行回收。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高炉渣余热回收热解一体化装置，将液态高炉渣的余热回收与有机废物热解结合起来，在同一个装置内同时进行高炉渣余热回收利用与有机废物热解，高炉渣余热通过热交换气体，以外热的形式对热解过程提供能量，从而节约资源，回收能量。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种高炉渣余热回收热解一体化装置，包括壳体、设置在所述壳体顶部的炉渣进口、第一热交换气体出口以及设置在所述壳体外壁的喷嘴、设置在所述壳体中部的转杯、设置在所述壳体底部的旋转卸料阀和炉渣出口，旋转除尘器与所述第一热交换气体出口连接，其特征在于：回转热解装置设置在所述壳体的下端，所述回转热解装置为圆筒形，所述回转热解装置部分位于所述壳体内并可相对于所述壳体转动，所述回转热解装置的外壁设置有破碎螺旋片，所述回转热解装置的中部设置有换热仓；所述换热仓的内壁设置有延展换热片，所述换热仓的左端设置有第二热交换气体出口，所述换热仓的右端与所述旋转除尘器连接；所述回转热解装置的左端设置有原料仓和螺旋进料器，所述回转热解装置的右端设置有可移动的挡板、热解固相产物出口以及热解挥发分出口，所述热解挥发分出口与热解挥发分回收装置连接。
此外，本发明还提出如下附属技术方案。
优选的，所述回转热解装置的两端均设置有转动装置。
优选的，所述壳体的外壁径向均匀分布有8个所述喷嘴。
优选的，所述喷嘴的中轴线与所述转杯的上表面对齐，从所述喷嘴喷入的气体沿所述壳体的切向进入，气体的旋转方向与所述转杯的旋转方向相反。
优选的，所述破碎螺旋片的边缘呈刀片状。
优选的，所述延展换热片为螺旋状。
优选的，在所述壳体以及所述回转热解装置的外壁均设置有保温层。
优选的，所述热解挥发分回收装置包括冷凝器、热解气回收室和热解液回收室。
优选的，所述冷凝器设置有冷凝水入口和冷凝水出口。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明高炉渣余热回收热解一体化装置采用了干式粒化，节约了大量的水资源，几乎没有有害气体溢出，粒化后的高炉渣可用于水泥行业，实现了资源回收。
(2)本发明高炉渣余热回收热解一体化装置将高炉渣余热回收和有机废物热解处理结合起来，利用液态高炉渣的余热来热解有机废物，从而生产出热解油和热解气等高价值产品。
(3)本发明高炉渣余热回收热解一体化装置的回转热解装置的外壁设置有破碎螺旋片，可以破碎高炉渣颗粒，防止高炉渣的聚结。
附图说明
图1是本发明高炉渣余热回收热解一体化装置的结构示意图。
其中，
1.炉渣进口 2.第一热交换气体出口 3.旋转除尘器
4.破碎螺旋片 5.延展换热片 6.换热仓
7.原料仓 8.螺旋进料器 9.转动装置
10.回转热解装置 11.壳体 12.转杯
13.喷嘴 14.热解挥发分出口 15.第二热交换气体出口
16.挡板 17.热解固相产物出口 18.冷凝器
19.冷凝水入口 20.冷凝水出口 21.热解气回收室
22.热解液回收室 23.炉渣出口 24.旋转卸料阀
30.热解挥发分回收装置 31.反应室
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间装置间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的含义。
如图1所示，本发明高炉渣余热回收热解一体化装置包括壳体11、设置在壳体11下端的回转热解装置10、与回转热解装置10连接的热解挥发分回收装置30。
在壳体11顶部设置有炉渣进口1和第一热交换气体出口2。旋转除尘器3与第一热交换气体出口2连接，用于去除热交换气体中夹杂的高炉渣。在壳体11的中部设置有转杯12，在壳体11的底部设置有旋转卸料阀24和炉渣出口23。
在壳体11的外壁径向均匀分布有8个喷嘴13。优选的，喷嘴13的中轴线与转杯12的上表面对齐，从喷嘴13喷入的气体沿壳体11的切向进入，气体的旋转方向与转杯12的旋转方向相反。
如图1所示，回转热解装置10部分位于壳体11内并可相对于壳体11转动。回转热解装置10的外壁设置有破碎螺旋片4。优选的，回转热解装置10为圆筒形。优选的，破碎螺旋片4的边缘呈刀片状，用于防止高炉渣聚结。
回转热解装置10的中部为反应室31，设置有换热仓6，优选的，换热仓6为圆筒形。换热仓6的内壁设置有延展换热片5，优选的，延展换热片5为螺旋状。换热仓6的左端设置有第二热交换气体出口15，换热仓6的右端与旋转除尘器3连接。
回转热解装置10的左端设置有原料仓7和螺旋进料器8。进入原料仓7的原料包括污泥、生物质等低值固废资源。回转热解装置10的右端设置有可移动的挡板16、热解固相产物出口17以及热解挥发分出口14。热解挥发分出口14与热解挥发分回收装置30连接。回转热解装置10的左右两端均设置有转动装置9，用于带动整个回转热解装置10相对于壳体11转动。优选的，在壳体11以及回转热解装置10的外壁均设置有保温层。
热解挥发分回收装置30包括冷凝器18、热解气回收室21和热解液回收室22。冷凝器18上设置有冷凝水入口19和冷凝水出口20。
本发明高炉渣余热回收热解一体化装置的工作原理及步骤如下。
(1)通过螺旋进料器8将原料仓7中的低值固废资源，譬如垃圾、污泥、生物质等热解原料，输送到反应室31内；
(2)液态高炉渣经过炉渣进口1进入到壳体11内并落到高速旋转的转杯12上，在转杯12的离心力的作用下沿切向方向甩出，同时气体由喷嘴13沿壳体11的切向喷入到壳体11内；
(3)从喷嘴13进入的气体，在壳体11中与高温的液态高炉渣进行热交换，同时，液态高炉渣在从喷嘴13进入的气体的作用下冷却，并初步破碎成大颗粒的低温渣粒，在破碎螺旋片4的作用下，聚结的大颗粒的低温渣粒破碎成分散状；热交换后的气体从第一热交换气体出口2进入到旋转除尘器3进行渣气分离，热交换后的渣粒通过旋转卸料阀24进入到炉渣出口23；
(5)渣气分离后的气体进入到换热仓6，通过延展换热片5对回转热解装置10的反应室31进行间壁式换热，气体中的热量用来热解反应室31内的低值固废资源，在热解过程中，可以旋转转动装置9，带动回转热解装置10相对于壳体11转动，使得反应室31内的低值固废资源均匀受热；
(6)当反应室31内的低值固废资源充分热解反应后，打开挡板16，将热解后的固相产物通过热解固相产物出口17排出，换热后的气体通过第二热交换气体出口15排出，热解后的挥发分通过热解挥发分出口14进入到热解挥发分回收装置30，挥发分经过冷凝器18冷凝后的热解油收集在热解液相回收室22中，具有高值特性的热解气储藏在热解气回收室21中。
本发明高炉渣余热回收热解一体化装置，将液态高炉渣的高温余热，利用在有机废物热解反应生成高值的热解气与热解油上，同时粒化后的高炉渣可用于制作水泥，达到了钢铁冶金过程余热资源回收利用与固废热解处理的双重目的，提高了资源与能源的合理回收。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高炉渣余热回收热解一体化装置，包括壳体(11)、设置在所述壳体(11)顶部的炉渣进口(1)、第一热交换气体出口(2)以及设置在所述壳体(11)外壁的喷嘴(13)、设置在所述壳体(11)中部的转杯(12)、设置在所述壳体(11)底部的旋转卸料阀(24)和炉渣出口(23)，旋转除尘器(3)与所述第一热交换气体出口(2)连接，其特征在于：回转热解装置(10)设置在所述壳体(11)的下端，所述回转热解装置(10)为圆筒形，所述回转热解装置(10)部分位于所述壳体(11)内并可相对于所述壳体(11)转动，所述回转热解装置(10)的外壁设置有破碎螺旋片(4)，所述回转热解装置(10)的中部设置有换热仓(6)；所述换热仓(6)的内壁设置有延展换热片(5)，所述换热仓(6)的左端设置有第二热交换气体出口(15)，所述换热仓(6)的右端与所述旋转除尘器(3)连接；所述回转热解装置(10)的左端设置有原料仓(7)和螺旋进料器(8)，所述回转热解装置(10)的右端设置有可移动的挡板(16)、热解固相产物出口(17)以及热解挥发分出口(14)，所述热解挥发分出口(14)与热解挥发分回收装置(30)连接。
2.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：所述回转热解装置(10)的两端均设置有转动装置(9)。
3.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：所述壳体(11)的外壁径向均匀分布有8个所述喷嘴(13)。
4.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：所述喷嘴(13)的中轴线与所述转杯(12)的上表面对齐，从所述喷嘴(13)喷入的气体沿所述壳体(11)的切向进入，气体的旋转方向与所述转杯(12)的旋转方向相反。
5.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：所述破碎螺旋片(4)的边缘呈刀片状。
6.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：所述延展换热片(5)为螺旋状。
7.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：在所述壳体(11)以及所述回转热解装置(10)的外壁均设置有保温层。
8.根据权利要求1所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：所述热解挥发分回收装置(30)包括冷凝器(18)、热解气回收室(21)和热解液回收室(22)。
9.根据权利要求8所述的高炉渣余热回收热解一体化装置，其特征在于：所述冷凝器(18)设置有冷凝水入口(19)和冷凝水出口(20)。
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2018
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