CN109628669A - 一种高炉熔渣显热回收方法和系统 - Google Patents

一种高炉熔渣显热回收方法和系统 Download PDF

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张树新
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朱家民
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Abstract

本发明公开了一种高炉熔渣显热回收方法和系统，所述高炉熔渣流出熔渣沟（1）后进入碾压机（2），同时向碾压机（2）输送冷态高炉渣；冷态高炉渣和高炉熔渣经碾压后落到均热床（3）上，换热、凝固，形成固态热渣；所述固态热渣经破碎形成固态热渣块；固态热渣块与冷却介质换热，冷却为固态渣块；对固态渣块进行筛分，筛下的小颗粒固态渣块即为冷态高炉渣，输送至碾压机（2），大颗粒固态渣块作为成品。本方法用冷固态高炉渣和高炉熔渣混合碾压，达到冷却和破碎熔渣并制粒的目的。采用本方法不仅能够高品质地回收炉渣余热，而且不消耗冲渣水，减少了处理炉渣对环境造成的污染；粒化后的高炉渣颗粒耐腐蚀、抗压强度高，能够成为建筑用填充材料。

Description

一种高炉熔渣显热回收方法和系统
技术领域
本发明涉及一种固渣回收方法，尤其是一种高炉熔渣显热回收方法和系统。
背景技术
高炉渣是高炉炼铁的副产品，每炼出1t生铁约产生300～400kg炉渣，排出温度在1450～1650℃。1t高炉渣约含1700MJ的热量，折合64kg标准煤。2009年我国的高炉生铁产量为5.4亿吨，高炉渣的产生量约为1.62亿吨，所含热量折合1036.8万吨标准煤。目前，处理高炉渣普遍采用水淬法或风水淬法，如底滤法、拉萨法、明特法、轮法等，这些方法不仅没有回收高炉渣的余热，而且消耗大量新水，H2S和SOx等有害气体随蒸汽排入大气，促进酸雨的形成，水淬渣的堆积占用了大量土地面积，甚至会出现扬沙，恶化工作环境，造成严重的环境污染。
高炉熔渣干法处理余热回收工艺是在不消耗新水的情况下，利用高炉渣与传热介质直接或间接接触进行高炉渣粒化和余热回收的工艺，没有有害气体排出，是一种环境友好的新式处理工艺。干法粒化余热回收工艺不仅能够高品质地回收炉渣余热，而且不消耗冲渣水，减少了处理炉渣对环境造成的污染；粒化后的高炉渣颗粒耐腐蚀、抗压强度高，能够成为建筑用填充材料。目前干法处理高炉渣已得到世界各国的广泛关注和大力开发。
20世纪70年代末，日本住友金属和石川岛播磨重工联合开发了滚筒法熔渣粒化工艺：渣流冲击到旋转滚筒表面时被破碎，粒化渣再落到流化床进行热交换，高温热风送余热锅炉回收热量。但该方法处理能力不高、设备作业率低，不适合在现场大规模连续处理高炉渣，通常只能接受来自渣罐的熔渣。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种污染小的高炉熔渣显热回收方法；本发明还提供了一种高炉熔渣显热回收系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述高炉熔渣流出熔渣沟后进入碾压机，同时向碾压机输送冷态高炉渣；冷态高炉渣和高炉熔渣经碾压后落到均热床上，换热、凝固，形成固态热渣；所述固态热渣经破碎形成固态热渣块；固态热渣块与冷却介质换热，冷却为固态渣块；对固态渣块进行筛分，筛下的小颗粒固态渣块即为冷态高炉渣，输送至碾压机，大颗粒固态渣块作为成品。
本发明所述高炉熔渣与冷态高炉渣的重量配比为1:0.8～1:1.25。
本发明所述筛分的筛孔尺寸为5～15mm。
本发明所述冷却介质为空气；所述空气换热成热风，热风通过余热锅炉（7）回收热量后变为冷风，经除尘后排入大气。
本发明系统为：其包括有出熔渣沟和碾压机，碾压机的入口位于出熔渣沟出口的下部；在碾压机出口的下部设有移动均热床，移动均热床的出料下端设有破碎换热装置；所述破碎换热装置的出料口下部设有振动筛，振动筛的筛下物通过传输装置送入碾压机。
本发明系统所述破碎换热装置是在换热室的顶端设置有接收移动均热床出料的热渣斗，底端设有出料口；在换热室的内上部设有破碎辊。
本发明系统所述破碎换热装置的冷却介质为空气；在换热室的下部设有进气格栅，在换热室的上部出气口连通有热介质管道，热介质管道依次连通有余热锅炉、除尘器、引风机和废气烟筒。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明用冷固态高炉渣和高炉熔渣混合碾压，达到冷却和破碎熔渣并制粒的目的。采用本发明不仅能够高品质地回收炉渣余热，而且不消耗冲渣水，减少了处理炉渣对环境造成的污染；粒化后的高炉渣颗粒耐腐蚀、抗压强度高，能够成为建筑用填充材料。本发明能杜绝水源浪费减少污染，并回收炉渣显热，具有工艺简单、回收效果好、绿色无污染等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明系统的结构示意图。
图中：出熔渣沟1、碾压机2、移动均热床3、热渣斗4、破碎辊5、热介质管道6、余热锅炉7、除尘器8、引风机9、废气烟筒10、振动筛11、皮带运输机12、返料皮带机13、提升皮带机14、换热室15、进气格栅16。
具体实施方式
图1所示，本高炉熔渣显热回收系统包括有出熔渣沟1和碾压机2，出熔渣沟1用于流出高炉熔渣；所述碾压机2的入口位于出熔渣沟出口的下部，高炉熔渣流出熔渣沟后进入碾压机2；同时向碾压机2输送冷态高炉渣，冷态高炉渣和高炉熔渣在碾压机2混合碾压。所述碾压机出口的下部设有移动均热床3，碾压后的渣落到移动均热床3上，换热、凝固，形成固态热渣。所述移动均热床3的出料端的下端设有破碎换热装置，用于对移动均热床3的出料进行破碎、换热。所述破碎换热装置包括有换热室15，在换热室15的顶端设置有接收移动均热床出料的热渣斗4，用于接收移动均热床3的出料；在换热室15的底端设有出料口，破碎、换热后的冷态高炉渣从此排出；在换热室的内上部、热渣斗4的下部设有破碎5辊，破碎辊5由驱动装置进行驱动。所述破碎换热装置冷却介质为空气，在换热室15的下部设有进气格栅16、上部设有出气口；在换热室15内设有连通进气格栅16和出气口的盘管；这样空气流经盘管即可与换热室15内的高炉熔渣进行换热。所述换热室15出料口的下部设有接收冷态高炉渣的振动筛11，振动筛用于筛分冷态高炉渣，振动筛11的筛孔尺寸为5～15mm；振动筛11的筛上出料口处设有皮带运输机12，用于将筛上的大颗粒冷态高炉渣送至成品堆放区作为成品销售；振动筛11的筛下出料口的下端设有返料皮带机13，返料皮带机13的输出端设有提升皮带机14，提升皮带机14的输出端与碾压机2的进料口对应，这样筛下的小颗粒冷态高炉渣即可通过返料皮带机13和提升皮带机14送入碾压机2，由碾压机2与高炉熔渣共同进行碾压。所述破碎换热装置的出气口连通有热介质管道，热介质管道依次连通有余热锅炉7、除尘器8、引风机9和废气烟筒10；引风机9作为动力源用于驱动冷却介质-空气的流通；换热后的热风通过余热锅炉7回收热量后变为冷风，再经除尘器8除尘后，由废气烟筒10排放。
本高炉熔渣显热回收方法为：如图1所示，高炉熔渣从出熔渣沟1流出，流入用碾压机2，同时向碾压机2加入冷态高炉渣；冷态高炉渣和高炉熔渣在碾压机2混合碾压，二者的重量配比：高炉熔渣:冷态高炉渣=1:(0.8～1.25)。碾压后的混合渣落到移动均热床3上；在移动均热床3上高炉熔渣的热量传给冷态高炉渣，高炉熔渣凝固，凝固的高炉熔渣和冷态高炉渣粘接在一起，形成固态热渣。固态热渣经热渣斗4进入破碎换热装置，固态热渣经破碎辊5破碎形成固态热渣块。固态热渣块自上而下通过换热室15；热交换器的冷却介质为空气；空气由进气格栅16自下而上通过换热室，由引风机9提供动力源；这样固态热渣块和空气即可在换热室15内实现热交换；通过换热室后固态热渣块冷却为固态渣块，空气被加热成热风。之后固态渣块进入振动筛11进行筛分。小颗粒通过返料皮带机13和提升皮带机14输送到碾压机2作为冷态高炉渣循环使用；大颗粒由皮带运输机12送至成品堆放区作为成品销售。热交换后的热风通过余热锅炉7回收热量，变为冷风，再经除尘器8除尘后经废气烟筒10排入大气。
实施例：某1260m3高炉产渣量约1600吨/天，出铁次数10次，熔渣最大流速约1.8吨/分，秒流量30Kg/s；每千克熔渣显热2000kJ；碾压机能力3.6吨/分；移动均热床宽度3000毫米，移动均热床长度50米，移动均热床面积150平方米，物料堆积高度1000毫米，移动速度1米/分，破碎辊能力3.6吨/分；换热室有效容积100立方米，进气格栅进风量13万立方米/小时。热风温度700～800摄氏度，锅炉30兆瓦。除尘器为布袋除尘器，过滤面积4500平方米。

Claims (7)

1.一种高炉熔渣显热回收方法，其包括，其特征在于：所述高炉熔渣流出熔渣沟（1）后进入碾压机（2），同时向碾压机（2）输送冷态高炉渣；冷态高炉渣和高炉熔渣经碾压后落到均热床（3）上，换热、凝固，形成固态热渣；所述固态热渣经破碎形成固态热渣块；固态热渣块与冷却介质换热，冷却为固态渣块；对固态渣块进行筛分，筛下的小颗粒固态渣块即为冷态高炉渣，输送至碾压机（2），大颗粒固态渣块作为成品。
2.根据权利要求1所述的一种高炉熔渣显热回收方法，其特征在于：所述高炉熔渣与冷态高炉渣的重量配比为1:0.8～1:1.25。
3.根据权利要求1所述的一种高炉熔渣显热回收方法，其特征在于：所述筛分的筛孔尺寸为5～15mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种高炉熔渣显热回收方法，其特征在于：所述冷却介质为空气；所述空气换热成热风，热风通过余热锅炉（7）回收热量后变为冷风，经除尘后排入大气。
5.一种高炉熔渣显热回收系统，其特征在于：其包括有出熔渣沟（1）和碾压机（2），碾压机（2）的入口位于出熔渣沟（1）出口的下部；在碾压机（2）出口的下部设有移动均热床（3），移动均热床（3）的出料下端设有破碎换热装置；所述破碎换热装置的出料口下部设有振动筛（11），振动筛（11）的筛下物通过传输装置送入碾压机（2）。
6.根据权利要求5所述的一种高炉熔渣显热回收系统，其特征在于：所述破碎换热装置是在换热室（15）的顶端设置有接收移动均热床出料的热渣斗（4），底端设有出料口；在换热室（15）的内上部设有破碎辊（5）。
7.根据权利要求6所述的一种高炉熔渣显热回收系统，其特征在于：所述破碎换热装置的冷却介质为空气；在换热室（15）的下部设有进气格栅（16），在换热室（15）的上部出气口连通有热介质管道（6），热介质管道（6）依次连通有余热锅炉（7）、除尘器（8）、引风机（9）和废气烟筒（10）。
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