CN109777519B - 一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金工业余热回收技术领域，尤其涉及一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统。该系统包括有高炉、原料输送机和气化炉，高炉与气化炉之间设有储渣罐，储渣罐与高炉之间连接有渣沟，原料输送机设置在气化炉上方，气化炉的顶部还设置有反应原料入口和气体出口，底部设有熔渣出口，气化炉下方侧壁沿圆周方向均匀设有2‑8个喷嘴，气化炉内部设有熔渣池，熔渣池的上侧壁设置有熔渣入口，熔渣入口通过熔渣管路与储渣罐相连。本发明既能够充分回收并利用熔渣显热，又能够利用熔渣潜热获得高热值合成气，有效提高气化原料的转化率，具有余热回收利用效率和气化效率高、操作简便、生产成本低、原料适应性强、处理量大、环境友好和经济效益高等优点。

Description

一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统
技术领域
本发明涉及冶金工业余热回收技术领域，尤其涉及一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统。
背景技术
钢铁工业是能源密集型产业，其能耗约占我国总能耗的10%~15%，其中高炉渣是钢铁工业最主要的固体副产品，炉渣显热是重要的二次能源，其余热资源约占燃料消耗量的三分之一，高炉渣在高炉炼铁过程从高炉排出的温度约为1500℃，呈熔融状态，渣热焓值约为1770MJ/t，相当于60kg标煤完全燃烧所产生的热量。2018年我国的高炉渣产量达到了2.5亿吨，带走的显热相当于1500万吨标准煤的发热值，高炉渣余热的回收利用能够有效地降低钢铁企业的能源消耗，有利于实现节能减排的目标。
目前高炉渣的处理方法主要有两类：水淬法和干式处理法。水淬法包括底滤法、因巴法、图拉法、拉萨法及名特克法，即用新水直接冲击高温熔渣使其温度迅速降低形成大量玻璃态物质，其产生的热水仅用可供钢铁企业厂区供暖及洗浴等，余热回收率仅有有限的10%左右，干式处理法主要有机械破碎法、风淬法及离心粒化法，干式处理法在回收高炉渣显热过程中热回收率低、潜热未被利用、能耗大、处理困难，化学法回收利用高炉熔渣余热成为新的研究热点。
发明内容
（一）要解决的技术问题
为了对高炉熔渣余热余能进行回收，且利用化学法提高余热回收效率和化学反应效率，本发明提供了一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统。
（二）技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统，该系统中包括有高炉、原料输送机和气化炉，所述高炉与所述气化炉之间设有储渣罐，所述储渣罐与所述高炉之间连接有渣沟，所述渣沟与所述储渣罐的连接位置设置在所述储渣罐的上侧壁位置，所述原料输送机设置在所述气化炉上方；
所述气化炉的顶部设置有反应原料入口和气体出口，底部设有熔渣出口；
所述气化炉内部设有熔渣池，所述熔渣池的上侧壁设置有熔渣入口，所述熔渣入口通过熔渣管路与储渣罐相连；
所述气化炉下方侧壁沿圆周方向均匀设有2-8个喷嘴。
根据本发明，所述熔渣池的高度为所述气化炉的总高度的0.5-0.75倍。
根据本发明，所述熔渣管路上设置有第一流量控制器，
根据本发明，所述熔渣池内设置有导流管，所述导流管与所述熔渣入口相连。
根据本发明，所述导流管水平或倾斜向下放置，倾斜向下时，所述导流管与水平面的夹角为0-45°。
根据本发明，所述熔渣池内还设置有导料管，所述导料管与所述反应原料入口相连。
根据本发明，所述导料管与所述导流管相垂直。
根据本发明，所述喷嘴向下倾斜放置，且所述喷嘴与水平面的夹角为10-35°。
根据本发明，所述熔渣出口位置处设置有第二流量控制器。
根据本发明，该系统还包括有气体收集箱，所述气体出口通过气体管路与所述气体收集箱连接。
（三）有益效果
本发明的有益效果是：本发明的高炉熔渣余热驱动气化反应系统既能够充分回收并有效利用熔渣显热，又能够有效利用熔渣的潜热获得高热值的合成气，有效提高气化原料的转化率，具有余热回收利用效率和气化效率高、操作简便、生产成本低、原料适应性强、处理量大、环境友好和经济效益高等优点，有助于钢铁工业的节能减排。
附图说明
图1为本发明的高炉熔渣余热驱动气化反应系统结构示意图。
【附图标记说明】
1：高炉； 2：渣沟；3：储渣罐；4：第一流量控制器；5：原料输送机；
6：气化炉；61：熔渣池；62：熔渣入口；63：导流管；64：反应原料入口；65：导料管；66：气体出口；67：喷嘴；68：熔渣出口；
7：第二流量控制器；8：气体收集箱。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统，该系统中包括有高炉1、原料输送机5和气化炉6，高炉1与气化炉6之间设有储渣罐3，储渣罐3与高炉1之间通过渣沟2相连接，渣沟2与储渣罐3的连接位置设置在储渣罐3的上侧壁位置，高炉 1排出的高炉熔渣经由渣沟2流入到储渣罐3后由于自身重力集中到储渣罐3的底部，使得高炉熔渣在储渣罐3中得到储存及缓冲。
气化炉6内部设有熔渣池61，该熔渣池61的高度为所述气化炉6的总高度的0.5-0.75倍，保证气化剂更加充分地与气化原料进行接触，保证反应的充分进行。熔渣池61的上侧壁开设有熔渣入口62，熔渣入口62一侧连接有熔渣管路，该熔渣管路与储渣罐3相连，另一侧连接有导流管63，该导流管63通向熔渣池61，熔渣管路上设置有第一流量控制器4，调节第一流量控制器4，使位于储渣罐3底部的高炉熔渣通过熔渣管路后经由熔渣入口62，流经导流管63进入到熔渣池61中，其中，导流管63则保持水平或倾斜向下，倾斜向下时导流管63与水平面夹角为0-45°，当高炉熔渣经由导流管63进入到熔渣池61中时，能够有效防止高炉熔渣沿气化炉6的侧壁面留下，增强高炉熔渣对熔渣池61的搅拌效果。
气化炉6上方设置有原料输送机5，而气化炉6顶部则设置有导料管65，导料管65位于气化炉6上的端口为反应原料入口64，位于原料输送机5中的气化原料被倾斜倒入进反应原料入口64，流经导料管65进入到熔渣池61中，其中，导料管65保持与导流管63相垂直，保证气化原料与高炉熔渣得到均匀混合且有助于气化反应的进行，温度为1450-1500℃的高炉熔渣与气化原料在熔渣池61中进行混合，随着气化原料不断伴随高炉熔渣进入到熔渣池61中，熔渣池61内不断进行着搅拌操作。
气化炉6下方侧壁沿圆周方向均匀设有2-8个喷嘴67，气化剂从喷嘴67处鼓入到气化炉6中，气化剂在高炉熔渣内部及表面与气化原料充分接触反应生成合成气，该喷嘴67向下倾斜且与水平面的夹角为10-35°，该倾斜角度可以使气化剂通过喷嘴67进入气化炉6时更加充分地与气化原料相接触，保证反应的充分进行。
气化炉6的顶、底部还分别开设有气体出口66和熔渣出口68，其中气体出口66与熔渣入口62相对设置，气体出口66位置处设有气体管路，该气体管路一端通过气体出口66与气化炉6相连接，另一端则连接有气体收集箱8，气化剂在高炉熔渣内部及表面与气化原料充分接触反应生成的合成气经由气体出口66排入到气体收集箱8中，反应结束后的温度降低的高炉熔渣将经过熔渣出口68排出气化炉6，以便后续利用，熔渣出口68位置位于气化炉6底部中心位置处，该熔渣出口68位置处还设置有第二流量控制器7，通过对第二流量控制器7的调节可实时调控高炉熔渣出口流量，既可以保证出口处高炉熔渣的温度适宜，又能够有效回收利用高炉熔渣余热且不影响高炉熔渣的后续利用。
在本发明中，储渣罐3并未有特定限制，仅需采用技术成熟，操作方面及广泛使用的相关装置即可，储渣罐3的选择应与高炉排渣量相匹配，系统内配备储渣罐3的数量不仅限于1个，也可采用多个储渣罐3进行对高炉熔渣进行储存，储渣罐3在使用过程中需保证冷却熔渣稳定流出，防止熔渣堵塞出口，还应具有防堵塞功能，同时由于高炉熔渣的温度高，腐蚀性较强，所选用的储渣罐3还应具有良好的保温性能及耐腐蚀性能，以保证整个装置的顺利运行。
在本发明中，气化炉6的熔渣出口68还可设置在气化炉6的侧壁面下部，与熔渣入口62相对位置。
本发明中高炉熔渣余热驱动气化反应系统不仅可用于处理高炉熔渣，也还可用于处理转炉、电炉、精炼炉以及部分有色冶炼废渣。该系统能够充分回收并有效利用熔渣显热，又能够有效利用熔渣的潜热获得高热值的合成气，有效提高气化原料的转化率，具有余热回收利用效率和气化效率高、操作简便、生产成本低、原料适应性强、处理量大、环境友好和经济效益高等优点，有助于钢铁工业的节能减排。
需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高炉熔渣余热驱动气化反应系统，其特征在于，
该系统中包括有高炉（1）、原料输送机（5）和气化炉（6），所述高炉（1）与所述气化炉（6）之间设有储渣罐（3），所述储渣罐（3）与所述高炉（1）之间连接有渣沟（2），所述渣沟（2）与所述储渣罐（3）的连接位置设置在所述储渣罐（3）的上侧壁位置，所述原料输送机（5）设置在所述气化炉（6）上方；
所述气化炉（6）的顶部设置有反应原料入口（64）和气体出口（66），底部设有熔渣出口（68）；
所述气化炉（6）内部设有熔渣池（61），所述熔渣池（61）的上侧壁设置有熔渣入口（62），所述熔渣入口（62）通过熔渣管路与储渣罐（3）相连；
所述气化炉（6）下方侧壁沿圆周方向均匀设有2-8个喷嘴（67）；
所述熔渣管路上设置有第一流量控制器（4）；
所述熔渣池（61）内设置有导流管（63），所述导流管（63）与所述熔渣入口（62）相连；
所述导流管（63）水平或倾斜向下放置，倾斜向下时，所述导流管（63）与水平面的夹角为45°；
所述熔渣池（61）内还设置有导料管（65），所述导料管（65）与所述反应原料入口（64）相连；位于原料输送机（5）中的气化原料被倾斜倒入进反应原料入口（64），流经导料管（65）进入到熔渣池（61）中；
所述导料管（65）与所述导流管（63）相垂直；
所述熔渣池（61）的高度为所述气化炉（6）的总高度的0.5-0.75倍。
2.根据权利要求1所述的高炉熔渣余热驱动气化反应系统，其特征在于：
所述喷嘴（67）向下倾斜放置，且所述喷嘴（67）与水平面的夹角为10-35°。
3.根据权利要求1所述的高炉熔渣余热驱动气化反应系统，其特征在于：
所述熔渣出口（68）位置处设置有第二流量控制器（7）。
4.根据权利要求1所述的高炉熔渣余热驱动气化反应系统，其特征在于：
该系统还包括有气体收集箱（8），所述气体出口（66）通过气体管路与所述气体收集箱（8）连接。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110872531B (zh) * 2019-12-12 2021-07-13 青岛理工大学 利用固体颗粒热载体热解气化的梯级余热回收装置及方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2552077A1 (de) * 1975-11-20 1977-06-02 Otto & Co Gmbh Dr C Schlackenbadgenerator
JPS5826392B2 (ja) * 1979-03-09 1983-06-02 新日本製鐵株式会社 溶融高炉スラグ顕熱利用法
CN101597658B (zh) * 2009-07-10 2010-12-08 东北大学 一种高炉熔渣煤气化系统及方法
DE102012202143B3 (de) * 2012-02-13 2013-05-29 Technische Universität Bergakademie Freiberg Verfahren und Vorrichtung zur Schlackebadvergasung fester Brennstoffe
CN203360394U (zh) * 2013-03-06 2013-12-25 圣火科技(河南)有限责任公司 一种利用高温熔渣余热的煤气化装置
CN104293396B (zh) * 2014-10-20 2016-06-01 煤炭科学技术研究院有限公司 一种溢流式铁浴熔渣池及其排渣方法
CN105087835B (zh) * 2015-08-26 2017-05-17 中冶南方工程技术有限公司 煤气化回收高温熔渣余热的系统及方法
CN105624346A (zh) * 2016-03-11 2016-06-01 西安交通大学 一种带有流量控制功能的熔渣缓冲系统
CN107974522A (zh) * 2017-12-01 2018-05-01 江苏省冶金设计院有限公司 一种高炉渣显热的回收装置及方法
CN107841583A (zh) * 2017-12-01 2018-03-27 江苏省冶金设计院有限公司 一种高炉渣气化系统及方法
CN107903947A (zh) * 2017-12-28 2018-04-13 神雾科技集团股份有限公司 一种新型垃圾处理系统及垃圾处理方法
CN108330233B (zh) * 2018-02-26 2020-03-17 西安交通大学 一种具有熔渣缓存及流量控制功能的液态熔渣干式离心粒化及余热回收系统

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