CN109595947B - 一种工业炉渣显热回收系统及其回收方法 - Google Patents

一种工业炉渣显热回收系统及其回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工业炉渣显热回收系统及其回收方法，回收系统包括粒化装置、熔盐冷渣机、熔盐换热器、水冷渣机、高温熔盐储存罐、熔盐蒸汽发生器、低温熔盐储存罐、蒸汽发电机组、冷凝器、除氧器、渣池和软水箱；本发明工业炉渣显热回收系统采用熔盐干法处理热渣技术，改变了传统工艺的湿法处理热渣技术；通过熔盐介质将热渣热能置换出来，可以利用熔盐储存罐储存，解决了热能利用的间断性，回收利用率高，并节省大量的水资源以及造成的污染；本发明工业炉渣显热回收系统使得热渣热能得到广泛应用，处理后获得的炉渣具有良好的商品价值，炉渣热能可以转变成高品位清洁能源电能、热能、冷能，得到利用广泛。

Description

一种工业炉渣显热回收系统及其回收方法
技术领域
本发明涉及炉渣显热技术领域，特别是一种工业炉渣显热回收系统及其回收方法。
背景技术
现在社会对资源的利用率追求越来越高，高炉炉渣的回收再利用，是提高高炉效率的一项重要内容，而目前所有高炉几乎采用湿法冷却方式，即俗称水淬方法，不仅浪费大量水资源，而且炉渣显热无法利用，也严重污染环境，具体主要存在如下问题：1、原工艺耗水高，渣水比一般在1：8～10左右，吨渣新水消耗一般在0.8～1.2t左右；2、环境污染，炉渣在冲制过程中会产生H2S气体，污染环境，腐蚀基础设施和设备；3、能耗较高，冲制水渣一般需要水压达到0.3MPa，冲渣水量也很大，需要配备大功率的水泵和电机；4、热渣的热量由于生产工艺的条件，其热渣间断排放，因此回收利用困难；并且由于冲渣产生的热水和蒸汽中含有大量的腐蚀性物质和杂质，使热量回收付出代价过高，且效率低下。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种工业炉渣显热回收系统及其回收方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种工业炉渣显热回收系统，其特征在于，包括粒化装置、熔盐冷渣机、熔盐换热器、水冷渣机、高温熔盐储存罐、熔盐蒸汽发生器、低温熔盐储存罐、蒸汽发电机组、冷凝器、除氧器、渣池和软水箱；所述粒化装置的输出端通过管道与熔盐冷渣机的输入端相连接，熔盐冷渣机的输出端通过管道与水冷渣机的输入端相连接，水冷渣机的输出端与渣池相连接，水冷渣机通过管道与软水箱相连接；所述粒化装置的一端设置有进风口，粒化装置的另一端设置有出风口，出风口通过管道与熔盐换热器的热流体输入端相连接，熔盐换热器的热流体输出端依次连接除尘器、净化装置；所述熔盐换热器的冷流体输入端通过管道与低温熔盐储存罐的输出端相连接，熔盐换热器的冷流体输出端通过管道与高温熔盐储存罐的输入端相连接，高温熔盐储存罐的输出端通过管道与熔盐蒸汽发生器的输入端相连接，熔盐蒸汽发生器的输出端通过管道与低温熔盐储存罐的输入端相连接；所述熔盐冷渣机通过管道与高温熔盐储存罐相连接；所述水冷渣机通过管道与除氧器的输入端相连接，除氧器的输出端通过管道与熔盐蒸汽发生器的进口相连接，熔盐蒸汽发生器的出口通过管道与蒸汽发电机组的输入端相连接，蒸汽发电机组的输出端通过管道与冷凝器的热流体输入端相连接，冷凝器的热流体输出端通过管道与除氧器相连接，冷凝器的冷流体两端通过管道与供热系统相连接。
优选地，所述粒化装置内壁四周冷却水循环装置。
优选地，在熔盐换热器与低温熔盐储存罐之间设置有低温熔盐泵。
优选地，在高温熔盐储存罐与熔盐蒸汽发生器之间设置有高温熔盐泵。
优选地，在除氧器与熔盐蒸汽发生器之间设置有第一给水泵。
优选地，在水冷渣机与软水箱之间设置有第二给水泵。
优选地，所述高温熔盐储存罐内设置有第一辅热加热器。
优选地，所述低温熔盐储存罐内设置有第二辅热加热器。
一种工业炉渣显热回收系统的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：高温液态渣进入粒化装置，高温液态渣通过粒化装置配置的冷却风和冷却水，以及粒化装置的离心力作用，将液态热渣降低到一定的温度和一定的颗粒度的固态颗粒热渣，其中，冷却风采用与热渣直接换热方式，将热渣热量部分置换，已达到冷却热渣目的；冷却水循环装置设置在粒化装置四周内壁，采用间接换热方式，起到保护粒化装置和冷却热渣的目的；
步骤二：热渣热量置换与冷却后，经粒化装置输出的固态颗粒热渣进入熔盐冷渣机，固态颗粒热渣将其热量通过间接换热方式传递给熔盐冷渣机内部的低温熔盐，低温熔盐吸收固态颗粒的热渣热量后，被加热成高温熔盐后经熔盐冷渣机输送至高温熔盐储存罐；经粒化装置出风口输出的热风进入熔盐换热器，在熔盐换热器内将热量释放给低温熔盐，将低温熔盐储存罐的低温熔盐通过低温熔盐泵输送来的低温熔盐加热成高温熔盐后经熔盐换热器输送至高温熔盐储存罐；经熔盐换热器释放出热量的热风进入除尘器和净化装置，经过净化、冷却后的风，再排放到大气空间；
步骤三：热渣在熔盐冷渣机释放出部分热量后，通过熔盐冷渣机输送至水冷渣机进一步降温冷却，水冷渣机将热渣冷却后的冷渣排入渣池；所述软水箱里的水经过第二给水泵输送至水冷渣机的冷却水系统，将热渣的热量置换出来后，产生的高温水进入除氧器；
步骤四：高温熔盐储存罐的熔盐通过高温熔盐泵输送至熔盐蒸汽发生器，高温熔盐在熔盐蒸汽发生器内通过间接换热方式将其热量传递给进入熔盐蒸汽发生器的高温水，并使其变成具有一定压力、温度的蒸汽，释放出热量的高温熔盐经熔盐蒸汽发生器返回低温熔盐储存罐循环利用；由熔盐蒸汽发生器产生的蒸汽进入蒸汽发电机组做功，将蒸汽热能转变成电能，做完功的蒸汽再进入冷凝器，将做功后乏汽热量传递给冷却水，使其变成一定温度的热水，再送到供热系统。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
（1）本发明工业炉渣显热回收系统采用熔盐干法处理热渣技术，改变了传统工艺的湿法处理热渣技术；通过熔盐介质将热渣热能置换出来，并可以利用熔盐储存罐储存，解决了热能利用的间断性，回收利用率高。
（2）本发明工业炉渣显热回收系统取代传统的工艺湿法处理热渣技术，节省大量的水资源以及造成的污染，避免了so2、nox的排放造成的环境污染。
（3）本发明工业炉渣显热回收系统使得热渣热能得到广泛应用，处理后获得的炉渣具有良好的商品价值，炉渣热能可以转变成高品位清洁能源电能、热能、冷能，得到利用广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明工业炉渣显热回收系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种工业炉渣显热回收系统，包括粒化装置1、熔盐冷渣机2、熔盐换热器3、水冷渣机4、高温熔盐储存罐5、熔盐蒸汽发生器7、低温熔盐储存罐8、蒸汽发电机组9、冷凝器10、除氧器12、渣池14和软水箱15；所述粒化装置1的输出端通过管道与熔盐冷渣机2的输入端相连接，熔盐冷渣机2的输出端通过管道与水冷渣机4的输入端相连接，水冷渣机4的输出端与渣池14相连接，水冷渣机4通过管道与软水箱15相连接；所述粒化装置1的一端设置有进风口，粒化装置1的另一端设置有出风口，出风口通过管道与熔盐换热器3的热流体输入端相连接，熔盐换热器3的热流体输出端依次连接除尘器、净化装置；所述熔盐换热器3的冷流体输入端通过管道与低温熔盐储存罐8的输出端相连接，熔盐换热器3的冷流体输出端通过管道与高温熔盐储存罐5的输入端相连接，高温熔盐储存罐5的输出端通过管道与熔盐蒸汽发生器7的输入端相连接，熔盐蒸汽发生器7的输出端通过管道与低温熔盐储存罐8的输入端相连接；所述熔盐冷渣机2通过管道与高温熔盐储存罐5相连接；所述水冷渣机4通过管道与除氧器12的输入端相连接，除氧器12的输出端通过管道与熔盐蒸汽发生器7的进口相连接，熔盐蒸汽发生器7的出口通过管道与蒸汽发电机组9的输入端相连接，蒸汽发电机组9的输出端通过管道与冷凝器10的热流体输入端相连接，冷凝器10的热流体输出端通过管道与除氧器12相连接，冷凝器10的冷流体两端通过管道与供热系统相连接；其中，在熔盐换热器3与低温熔盐储存罐8之间设置有低温熔盐泵11，在高温熔盐储存罐5与熔盐蒸汽发生器7之间设置有高温熔盐泵6，在除氧器12与熔盐蒸汽发生器7之间设置有第一给水泵13，在水冷渣机4与软水箱15之间设置有第二给水泵18；所述高温熔盐储存罐5内设置有第一辅热加热器16，所述低温熔盐储存罐8内设置有第二辅热加热器17。
所述粒化装置1内壁四周冷却水循环装置，采用间接换热方式，起到保护粒化装置1和冷却热渣的目的。
一种工业炉渣显热回收系统的回收方法，包括以下步骤：
步骤一：高温液态渣进入粒化装置1，高温液态渣通过粒化装置1配置的冷却风和冷却水，以及粒化装置1的离心力作用，将液态热渣降低到一定的温度和一定的颗粒度的固态颗粒热渣，其中，冷却风采用与热渣直接换热方式，将热渣热量部分置换，已达到冷却热渣目的；冷却水循环装置设置在粒化装置1四周内壁，采用间接换热方式，起到保护粒化装置1和冷却热渣的目的；
步骤二：热渣热量置换与冷却后，经粒化装置1输出的固态颗粒热渣进入熔盐冷渣机2，固态颗粒热渣将其热量通过间接换热方式传递给熔盐冷渣机2内部的低温熔盐，低温熔盐吸收固态颗粒的热渣热量后，被加热成高温熔盐后经熔盐冷渣机2输送至高温熔盐储存罐5；经粒化装置1出风口输出的热风进入熔盐换热器3，在熔盐换热器3内将热量释放给低温熔盐，将低温熔盐储存罐8的低温熔盐通过低温熔盐泵11输送来的低温熔盐加热成高温熔盐后经熔盐换热器3输送至高温熔盐储存罐5；经熔盐换热器3释放出热量的热风进入除尘器和净化装置，经过净化、冷却后的风，再排放到大气空间；
步骤三：热渣在熔盐冷渣机2释放出部分热量后，通过熔盐冷渣机2输送至水冷渣机4进一步降温冷却，水冷渣机4将热渣冷却后的冷渣排入渣池14；所述软水箱15里的水经过第二给水泵18输送至水冷渣机4的冷却水系统，将热渣的热量置换出来后，产生的高温水进入除氧器12；
步骤四：高温熔盐储存罐5的熔盐通过高温熔盐泵6输送至熔盐蒸汽发生器7，高温熔盐在熔盐蒸汽发生器7内通过间接换热方式将其热量传递给进入熔盐蒸汽发生器7的高温水，并使其变成具有一定压力、温度的蒸汽，释放出热量的高温熔盐经熔盐蒸汽发生器7返回低温熔盐储存罐8循环利用；由熔盐蒸汽发生器7产生的蒸汽进入蒸汽发电机组9做功，将蒸汽热能转变成电能，做完功的蒸汽再进入冷凝器10，将做功后乏汽热量传递给冷却水，使其变成一定温度的热水，再送到供热系统。
综上所述，本发明工业炉渣显热回收系统采用熔盐干法处理热渣技术，改变了传统工艺的湿法处理热渣技术；通过熔盐介质将热渣热能置换出来，并可以利用熔盐储存罐储存，解决了热能利用的间断性，回收利用率高；本发明工业炉渣显热回收系统取代传统的工艺湿法处理热渣技术，节省大量的水资源以及造成的污染，避免了so2、nox的排放造成的环境污染；本发明工业炉渣显热回收系统使得热渣热能得到广泛应用，处理后获得的炉渣具有良好的商品价值，炉渣热能可以转变成高品位清洁能源电能、热能、冷能，得到利用广泛。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种工业炉渣显热回收系统，其特征在于，包括粒化装置(1)、熔盐冷渣机(2)、熔盐换热器(3)、水冷渣机(4)、高温熔盐储存罐(5)、熔盐蒸汽发生器(7)、低温熔盐储存罐(8)、蒸汽发电机组(9)、冷凝器(10)、除氧器(12)、渣池(14)和软水箱(15)；所述粒化装置(1)的输出端通过管道与熔盐冷渣机(2)的输入端相连接，熔盐冷渣机(2)的输出端通过管道与水冷渣机(4)的输入端相连接，水冷渣机(4)的输出端与渣池(14)相连接，水冷渣机(4)通过管道与软水箱(15)相连接；所述粒化装置(1)的一端设置有进风口，粒化装置(1)的另一端设置有出风口，出风口通过管道与熔盐换热器(3)的热流体输入端相连接，熔盐换热器(3)的热流体输出端依次连接除尘器、净化装置；所述熔盐换热器(3)的冷流体输入端通过管道与低温熔盐储存罐(8)的输出端相连接，熔盐换热器(3)的冷流体输出端通过管道与高温熔盐储存罐(5)的输入端相连接，高温熔盐储存罐(5)的输出端通过管道与熔盐蒸汽发生器(7)的输入端相连接，熔盐蒸汽发生器(7)的输出端通过管道与低温熔盐储存罐(8)的输入端相连接；所述熔盐冷渣机(2)通过管道与高温熔盐储存罐(5)相连接；所述水冷渣机(4)通过管道与除氧器(12)的输入端相连接，除氧器(12)的输出端通过管道与熔盐蒸汽发生器(7)的进口相连接，熔盐蒸汽发生器(7)的出口通过管道与蒸汽发电机组(9)的输入端相连接，蒸汽发电机组(9)的输出端通过管道与冷凝器(10)的热流体输入端相连接，冷凝器(10)的热流体输出端通过管道与除氧器(12)相连接，冷凝器(10)的冷流体两端通过管道与供热系统相连接；所述粒化装置(1)内壁四周冷却水循环装置；在熔盐换热器(3)与低温熔盐储存罐(8)之间设置有低温熔盐泵(11)。
2.根据权利要求1所述的工业炉渣显热回收系统，其特征在于，在高温熔盐储存罐(5)与熔盐蒸汽发生器(7)之间设置有高温熔盐泵(6)。
3.根据权利要求1所述的工业炉渣显热回收系统，其特征在于，在除氧器(12)与熔盐蒸汽发生器(7)之间设置有第一给水泵(13)。
4.根据权利要求1所述的工业炉渣显热回收系统，其特征在于，在水冷渣机(4)与软水箱(15)之间设置有第二给水泵(18)。
5.根据权利要求1所述的工业炉渣显热回收系统，其特征在于，所述高温熔盐储存罐(5)内设置有第一辅热加热器(16)。
6.根据权利要求1所述的工业炉渣显热回收系统，其特征在于，所述低温熔盐储存罐(8)内设置有第二辅热加热器(17)。
7.一种根据权利要求1所述的工业炉渣显热回收系统的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：高温液态渣进入粒化装置(1)，高温液态渣通过粒化装置(1)配置的冷却风和冷却水，以及粒化装置(1)的离心力作用，将液态热渣降低到一定的温度和一定的颗粒度的固态颗粒热渣，其中，冷却风采用与热渣直接换热方式，将热渣热量部分置换，已达到冷却热渣目的；冷却水循环装置设置在粒化装置(1)四周内壁，采用间接换热方式，起到保护粒化装置(1)和冷却热渣的目的；
步骤二：热渣热量置换与冷却后，经粒化装置(1)输出的固态颗粒热渣进入熔盐冷渣机(2)，固态颗粒热渣将其热量通过间接换热方式传递给熔盐冷渣机(2)内部的低温熔盐，低温熔盐吸收固态颗粒的热渣热量后，被加热成高温熔盐后经熔盐冷渣机(2)输送至高温熔盐储存罐(5)；经粒化装置(1)出风口输出的热风进入熔盐换热器(3)，在熔盐换热器(3)内将热量释放给低温熔盐，将低温熔盐储存罐(8)的低温熔盐通过低温熔盐泵(11)输送来的低温熔盐加热成高温熔盐后经熔盐换热器(3)输送至高温熔盐储存罐(5)；经熔盐换热器(3)释放出热量的热风进入除尘器和净化装置，经过净化、冷却后的风，再排放到大气空间；
步骤三：热渣在熔盐冷渣机(2)释放出部分热量后，通过熔盐冷渣机(2)输送至水冷渣机(4)进一步降温冷却，水冷渣机(4)将热渣冷却后的冷渣排入渣池(14)；所述软水箱(15)里的水经过第二给水泵(18)输送至水冷渣机(4)的冷却水系统，将热渣的热量置换出来后，产生的高温水进入除氧器(12)；
步骤四：高温熔盐储存罐(5)的熔盐通过高温熔盐泵(6)输送至熔盐蒸汽发生器(7)，高温熔盐在熔盐蒸汽发生器(7)内通过间接换热方式将其热量传递给进入熔盐蒸汽发生器(7)的高温水，并使其变成具有一定压力、温度的蒸汽，释放出热量的高温熔盐经熔盐蒸汽发生器(7)返回低温熔盐储存罐(8)循环利用；由熔盐蒸汽发生器(7)产生的蒸汽进入蒸汽发电机组(9)做功，将蒸汽热能转变成电能，做完功的蒸汽再进入冷凝器(10)，将做功后乏汽热量传递给冷却水，使其变成一定温度的热水，再送到供热系统。
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