CN110128036A - 一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，包括石灰消化装置和水浴除尘装置，石灰消化装置包括至少一组石灰消化器，石灰消化器包括圆筒状壳体、设置在壳体上的除尘口以及进料口和出料口，壳体内部设有螺旋输送叶片和喷水管路；圆筒状壳体包括内壳体和外壳体，在内壳体和外壳体之间设有加热腔；除尘口通过除尘管伸入水浴除尘装置，除尘后通过回收管道和斗式提升机Ⅰ使水和滤出的杂质回到石灰消化装置中。使用该系统可以控制石灰消化器的温度，在温度处于65℃‑80℃时，石灰的消化率在20‑40min内达到90%，且石灰消化过程中产生的含杂质的蒸汽经过该系统的除尘、回收以及再利用后，对操作间的工作环境也有了极大的改善。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁烧结中的石灰消化领域，具体的是一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统。
背景技术
随着现代工业的发展，人民生活质量的提高，对环保的要求越来越高，安全生产、清洁生产已成为现代企业文明的标志。而在钢铁冶金行业中，将生石灰进行消化是一项不可缺少的工序，理论上讲氧化钙（CaO）转化成氢氧化钙（Ca(OH)2）只需加水即能实现转化过程。但是，在实际操作过程中，如果要实现完全（CaO）与Ca(OH)2转化，与加水的方式、水的温度以及反应时间有着密切的关系。因此在生石灰消化过程中，经常会出现以下问题：
（1）消化效率低，消化时间长
生石灰在进行消化的过程中，与水进行反应，因此传统的石灰消化是将生石灰放置在石灰池中，并在石灰池中加入水进行水闷，反应速度极慢，一般需要24h，在第二天放出时，还会出现大量的板结，影响石灰的消化效果，造成石灰的消化效率极低，甚至部分石灰未能完成消化，在后续烧结矿中，导致白点的出现。
（2）石灰消化过程中产生含尘气体，会造成车间石灰粉尘，污染严重，对人体危害大，设备也会出现电腐蚀
石灰消化器只是将物料与水分混合，还没有开始消化或消化刚开始，造成消化率过低。大部分的生石灰要在输送皮带上或混合机内部才能完成消化，有的在烧结开始时尚未能消化。在消化器外的石灰反应产生的热烟气、粉尘散布在配料、消化等现场，造成现场烟气和粉尘污染极为严重。烟气、石灰粉进入配料电除尘设备后造成管道堵塞、电除尘极线极板结垢等问题，影响电除尘的稳定运行。散发出的热烟气和粉尘是碱性、带水蒸汽的物质，易形成原电池对现场其它设备腐蚀严重，尤其是皮带通廊和配料室料仓。散发到现场的氧化钙（CaO）和氢氧化钙（Ca(OH)2）粉尘颗粒较小，可在空气中停留较长时间，既对消化间的环境造成污染，又对现场操作人员的身体健康造成危害。
针对这些缺点，现有技术中石灰消化系统通常采用多级消化并水浴除尘的方式，如以下专利文件：
公开号为CN206014705U的实用新型专利公开了一种石灰消化及除尘系统，该系统中对于生石灰消化采用多级消化方式，且将消化过程中产生的含尘气体通入到水中进行除尘，再将除尘后的气体排出。本实用新型专利虽然提高了石灰的消化效率，但是并未解决石灰消化温度以及石灰消化时间过长的问题；再者，虽然除尘后的气体相较消化过程中的含尘气体来说比较洁净，但是除尘后的杂质与水直接从污泥排放装置中排出，而杂质中还含有大量可回收利用的资源，既造成原石灰的消耗浪费，又造成除尘用水的浪费。
综上所述：由于石灰消化过程与水、温度和时间都有密切的关系，而现有的石灰消化器虽然对石灰的消化效率有了一定的提高，且对消化的过程中产生的大量夹杂有微细颗粒CaO、Ca(OH)2及粉尘等杂质的烟气进行了除尘，但是石灰的消化时间仍旧很长，且除尘后的杂质中仍含有大量可回收利用的物质，因此现有的石灰消化器对生石灰消化仍不充分，既造成了资源的浪费，又耗费了大量的人力、物力及时间，由此在钢铁烧结配料中需要使用一种新型的石灰消化系统来提高石灰消化效率，控制石灰消化温度，降低石灰消化时长，降低空气污染，改善工作人员的工作环境。
发明内容
本发明为了解决石灰消化过程中效率低、时间长且排放污染严重的问题，提供了一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，使用该系统可对石灰消化器进行温度的控制，在温度处于65℃-80℃时，使石灰的消化率在20-40min内达到90%，且石灰消化过程中产生的含杂质的烟气经过该系统的除尘、回收以及再利用后，对操作间的工作环境也有了极大的改善。
本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，所述系统包括石灰消化装置和水浴除尘装置，所述石灰消化装置包括至少一组石灰消化器，石灰消化器包括圆筒状壳体、设置在圆筒状壳体上的除尘口以及分别设置在圆筒状壳体上侧和下侧的进料口和出料口，在圆筒状壳体的内部设有动力组件驱动其转动以输送石灰的螺旋输送叶片和沿石灰输送方向分布的喷水管路，喷水管路上设有若干喷水口；所述圆筒状壳体包括内壳体、外壳体以及位于内壳体和外壳体之间的加热腔，加热腔内注入加热介质，以保持圆筒状壳体内的温度处于65℃-80℃，提高石灰消化效率；所述除尘口通过一条除尘管伸入到水浴除尘装置中，以对石灰消化过程中产生的含尘气体进行水浴除尘,除尘后的洁净气体释放到空气中，滞留在水浴除尘装置中的杂质与水通过回收管道送入到喷水管路内作为消化水再次利用。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述水浴除尘装置包括水箱、喷淋塔和风机，其中，水箱为封闭式储水箱体，箱体中部由一块隔板将其内部分隔为一次过滤区和二次过滤区，在一次过滤区和二次过滤区的底部分别设置有带控制阀门的排水口；所述除尘管的端口伸入到一次过滤区水面以下，一次过滤区的顶部与喷淋塔的底部连通，以使经过一次过滤区过滤后的气体进入喷淋塔中，喷淋塔的内部侧壁上设有若干雾化喷头，雾化喷头通过一根喷淋管从二次过滤区中抽水对进入喷淋塔的气体进行喷淋除尘；所述风机固定设置在二次过滤区的上方，风机的吸气口伸入喷淋塔中，排气口伸入二次过滤区的水面以下，以使风机从喷淋塔中吸取的气体进入到二次过滤区中进行二次过滤，二次过滤区的顶部设置有洁净空气排出口和二次过滤区进水口；所述一次过滤区的上方设有一个水泵，该水泵的出水口与回收管道连通。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述一次过滤区的侧壁上设有一个下方与水箱底部平齐的清淤口，以通过该清淤口将沉入一次过滤区底部的淤泥送至一斗式提升机Ⅰ中，再经由斗式提升机Ⅰ输送至石灰消化器的进料口中进行回收再利用。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述石灰消化装置包括至少两组分别放置在不同高度的钢结构上的石灰消化器，且上层石灰消化器的出料口与下层石灰消化器的进料口相连。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：消化后的石灰经出料口排出后送至一螺旋称Ⅰ，并由螺旋称Ⅰ通过一斗式提升机Ⅱ输送至熟石灰均化装置中；所述熟石灰均化装置包括均化仓和刮板输送机，进入均化装置中的熟石灰通过均化仓均化后由刮板输送机输出进行使用。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述石灰消化装置包括计量输送结构，计量输送结构包括料仓、螺旋称Ⅱ和螺旋输送器，其中，料仓内的回收物质经过螺旋称Ⅱ称重后送入到螺旋输送器内，并由螺旋输送器运输至一双轴搅拌机中，在双轴搅拌机中与进入生石灰送料口的生石灰进行搅拌并送至第一组消化器的进料口内。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述圆筒状壳体外部设置隔热层。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述动力组件包括电机，电机的转轴穿过对螺旋输送叶片起旋转支撑作用的轴承带动螺旋输送叶片的运转。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述最后一组石灰消化器的出料口处设置有用于检测出料口熟石灰含水率的水分测定仪，并通过该水分测定仪的检测结果控制喷水管路上喷水口的喷水量。
作为本发明一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统的进一步优化：所述加热介质为水烟气或重质油或热空气，且加热腔上设置有用于加热介质出入的通道。
有益效果
一、本发明设有加热腔，在加热腔中放置加热介质便于对消化过程中的温度进行控制，使温度处于65℃-80℃，提高石灰的消化效率、缩短消化时间；实践结果证明，当温度处于65℃-80℃时，在水与生石灰进行完全接触的情况下，石灰消化装置可在20-40min内使石灰的消化率达到90%。
二、本发明的石灰消化器为密闭式，使得石灰在消化过程中充分搅拌而不会将扬尘排放至空气中，为工作人员提供了良好的工作环境。
三、本发明的石灰消化系统包括水浴除尘装置，可在消化过程中对消化反应产生的含粉尘的烟气进行除尘及回收，使得水浴除尘后滞留下来的杂质与水在水泵的作用下回到石灰消化器的喷水管路中做熟化水，既使得杂质与水被再次利用，提高了原有石灰的利用率，减少了水资源的浪费，又使得消化间的空气质量有了大大的提升。
四、本发明的石灰消化系统在石灰消化器的出料口处设置水分测定仪，能够对出料口的熟石灰进行含水率的测定，进而通过喷水管路对消化器中的水分进行调节，使得石灰消化过程中的水量适中。
五、本发明在圆筒状壳体的外部设有隔热层，既可以对加热腔进行保温，又可以避免当加热腔中温度过高时，加热腔外侧的温度对工作人员造成伤害。
六、本发明的石灰消化系统可使石灰消化率达到90%以上，消化后的消石灰含水7%时，可大大发挥Ca(OH)2的粘性作用。同时消化完成的消石灰体积增大，与传统技术相比，在同样的物料配比、混料条件下，消石灰混合更加均匀，即避免了烧结矿出现白点的现象，又可提高混合料2%-5%成球率。可改善烧结矿的冶炼性能，为提产量、提品质提供重要的保障。
附图说明
图1为本发明石灰消化系统的整体结构示意图；
图2为石灰消化装置的结构示意图；
图3为石灰消化器的结构示意图；
图4为水浴除尘装置的正视结构示意图；
图5为水浴除尘装置的侧视结构示意图；
图中标记：1、石灰消化器，2、圆筒状壳体，201、除尘口，202、进料口，203、出料口，204、内壳体，205、外壳体，206、加热腔，207、隔热层，208、水分测定仪，3、动力组件，301、电机，302、轴承，4、螺旋输送叶片，5、喷水管路，6、除尘管，7、回收管道，8、水箱，801、隔板，802、一次过滤区，803、二次过滤区，804、洁净空气排出口，805、进水口，9、喷淋塔，901、喷淋管，10、风机，11、水泵，12、斗式提升机Ⅰ，13、螺旋称Ⅰ，14、斗式提升机Ⅱ，15、均化仓，16、刮板输送机，17、料仓，18、螺旋称Ⅱ，19、螺旋输送器，20、生石灰送料口，21、双轴搅拌机。
具体实施方式
下面根据具体的实施例对本发明做出进一步的阐述。
实施例1
一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，所述系统包括石灰消化装置和水浴除尘装置，所述石灰消化装置包括一组石灰消化器1，如图3所示，石灰消化器1包括圆筒状壳体2、设置在圆筒状壳体2上的除尘口201以及设置在圆筒状壳体2上侧和下侧的进料口202和出料口203，在圆筒状壳体2的内部设有动力组件3驱动其转动以输送石灰的螺旋输送叶片4和沿石灰输送方向分布的喷水管路5，喷水管路5上设有若干喷水口，所述动力组件3包括电机301，电机301的转轴穿过对螺旋输送叶片4起支撑旋转作用的轴承302带动螺旋输送叶片4的运转；所述圆筒状壳体2包括内壳体204和外壳体205以及位于内壳体204和外壳体205之间的加热腔206，加热腔206中放置加热介质且加热腔206上设置有用于加热介质出入的通道，加热介质为水烟气或重质油或热空气，可使圆筒状壳体2内的温度处于65℃-80℃，利于石灰消化；所述圆筒状壳体2外部设置隔热层207，既可以对加热腔206中的加热介质起到保温作用，又可以将工作人员与加热腔206进行隔离，避免了加热介质对工作人员的伤害；石灰消化器1的出料口203处设置有用于检测出料口203熟石灰含水率的水分测定仪208，检测后可以通过调节喷水管路5中的喷水量来调节石灰消化器1中的含水率；所述除尘口201通过一条除尘管6伸入到水浴除尘装置中，以对石灰消化过程中产生的含尘气体进行水浴除尘,除尘后的洁净气体释放到空气中，滞留下来的杂质和水通过回收管道7回到石灰消化装置中。
如图4和图5所示，所述水浴除尘装置包括水箱8、喷淋塔9和风机10，其中，水箱8为封闭式储水箱体，箱体的两端底部位置分别设有一个排水口，中间由一块隔板801将其分为一次过滤区802和二次过滤区803，在一次过滤区802和二次过滤区803的底部分别设置有带控制阀门的排水口；所述除尘管6的端口伸入到一次过滤区802水面以下，一次过滤区802的顶部与喷淋塔9的底部连通，以使经过一次过滤区802过滤后的气体进入喷淋塔9中，喷淋塔9的内部侧壁上设有若干雾化喷头，雾化喷头通过一根喷淋管901从二次过滤区803中抽水对进入喷淋塔9的气体进行喷淋除尘；所述风机10固定设置在二次过滤区803的上方，风机10的吸气口伸入喷淋塔9中，排气口伸入二次过滤区803的水面以下，以使风机10从喷淋塔9中吸取的气体进入到二次过滤区803中进行二次过滤，二次过滤区803的顶部设置有洁净空气排出口804和水箱8进水口805；所述一次过滤区802的上方设有一个水泵11，以使经过一次过滤区802过滤后的水以及滞留下来的粉尘等杂质通过回收管道7进入石灰消化器中进行回收再利用，既提高了原石灰的利用率，降低了石灰的消耗，又对水进行了重复利用，节约了水资源。
本发明的新型消化系统，在石灰消化器1内部的螺旋输送叶片4的搅拌输送作用下，使得石灰与喷水管路5喷出的水完全接触，再在加热腔206中注入加热介质，在温度与全接触的双重作用下，石灰的消化效率与消化速率大大提高。当温度处于65℃-80℃时，石灰的消化速度最快，可在20-40min内完成90%的石灰消化。由于只有一组石灰消化器，因此石灰在该组消化器内的运行时间为20-40min。
实施例2
所述石灰消化装置包括至少两组分别放置在不同高度的钢结构上的石灰消化器1，且上层石灰消化器1的出料口203与下层石灰消化器1的进料口202相连，节省了石灰消化装置的占用空间，提高了消化间的空间利用率；在最下一层的石灰消化器1的出料口203处设置有用于检测出料口203熟石灰含水率的水分测定仪208，以通过调节喷水管路5中的喷水量来调节石灰消化器1中的含水率。由于石灰消化装置中包括至少两组石灰消化器1，因此石灰在该消化装置内的运行时间为20-40min。
实施例3
本实施例是对本发明的进一步优化：所述一次过滤区802的侧壁上设有一个下方与水箱底部平齐的清淤口，可通过人工将沉入一次过滤区底部的沉泥送至一斗式提升机Ⅰ12中，再经由斗式提升机Ⅰ12输送至石灰消化装置中进行回收再利用。如图2所示，所述石灰消化装置包括计量输送结构，计量输送结构包括料仓17、螺旋称Ⅱ18和螺旋输送器19，其中，经斗式提升机Ⅰ12输送的沉泥会进入到料仓17内，再经过螺旋称Ⅱ18称重后送入到螺旋输送器19内，并由螺旋输送器19运输至双轴搅拌机21中与进入生石灰送料口20的生石灰进行搅拌并输送至第一组消化器的进料口202内。
实施例4
本实施例是对整个消化系统的进一步优化：如图1所示，消化后的石灰经出料口203排出后送至一螺旋称Ⅰ13，并由螺旋称Ⅰ13通过一斗式提升机Ⅱ14输送至熟石灰均化装置中；所述熟石灰均化装置包括均化仓15和刮板输送机16，进入均化装置中的熟石灰通过均化仓15均化后由刮板输送机16输出进行使用。
本发明的石灰消化系统的整体消化流程为：生石灰进入生石灰送料口，经由双轴搅拌机输送至第一组消化器的进料口中，在经过至少一组的石灰消化器进行消化，消化过程中在加热腔中注入加热介质，用以控制消化过程中的温度，且在最后一组石灰消化器的出料口设置水分测定仪进行熟石灰含水量的测定，并通过水分测定仪的测定结果控制喷水管路对石灰消化器内的含水量进行调节，消化后的石灰经消化器出料口排出后送至螺旋称Ⅰ，并由螺旋称Ⅰ通过斗式提升机Ⅱ输送至均化仓，通过均化仓均化后由刮板输送机输出进行使用；而在石灰消化过程中产生的含有粉尘颗粒物等杂质的烟气经过除尘口以及除尘管进入到一次过滤区中进行一次除尘，再在风机的作用下通过喷淋塔对一次过滤区形成负压，使得经过一次过滤后的烟气进入到喷淋塔中进行喷淋除尘，最后在通过风机的出气口进入到二次过滤区中进行二次过滤，使得经过多次除尘的烟气通过洁净空气排出口排出；而在一次过滤区中滞留下来的颗粒物等杂质和水在水泵的作用下通过回收管道进入石灰消化器中进行再次利用而沉淀在一次过滤区底部的沉泥则通过设置在一次过滤区的侧壁上的清淤口，进行人工清理，将沉入一次过滤区底部的沉泥送至斗式提升机Ⅰ中，再经由斗式提升机Ⅰ输送至石灰消化装置的料仓中进行回收再利用，进入料仓后，在经过螺旋称Ⅱ称重后送入到螺旋输送器内，并由螺旋输送器运输至双轴搅拌机中，与进入生石灰送料口中的生石灰搅拌并输送至第一组消化器的进料口中继续进行石灰消化。
Claims (10)
1.一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述系统包括石灰消化装置和水浴除尘装置，所述石灰消化装置包括至少一组石灰消化器（1），石灰消化器（1）包括圆筒状壳体（2）、设置在圆筒状壳体（2）上的除尘口（201）以及分别设置在圆筒状壳体（2）上侧和下侧的进料口（202）和出料口（203），在圆筒状壳体（2）的内部设有动力组件（3）驱动其转动以输送石灰的螺旋输送叶片（4）和沿石灰输送方向分布的喷水管路（5），喷水管路（5）上设有若干喷水口；所述圆筒状壳体（2）包括内壳体（204）、外壳体（205）以及位于内壳体（204）和外壳体（205）之间的加热腔（206），加热腔（206）内注入加热介质，以保持圆筒状壳体（2）内的温度处于65℃-80℃，提高石灰消化效率；所述除尘口（201）通过一条除尘管（6）伸入到水浴除尘装置中，以对石灰消化过程中产生的含尘气体进行水浴除尘,除尘后的洁净气体释放到空气中，滞留在水浴除尘装置中的杂质与水通过回收管道（7）送入到喷水管路（5）内作为消化水再次利用。
2.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述水浴除尘装置包括水箱（8）、喷淋塔（9）和风机（10），其中，水箱（8）为封闭式储水箱体，箱体中部由一块隔板（801）将其内部分隔为一次过滤区（802）和二次过滤区（803），在一次过滤区（802）和二次过滤区（803）的底部分别设置有带控制阀门的排水口；所述除尘管（6）的端口伸入到一次过滤区（802）水面以下，一次过滤区（802）的顶部与喷淋塔（9）的底部连通，以使经过一次过滤区（802）过滤后的气体进入喷淋塔（9）中，喷淋塔（9）的内部侧壁上设有若干雾化喷头，雾化喷头通过一根喷淋管（901）从二次过滤区（803）中抽水对进入喷淋塔（9）的气体进行喷淋除尘；所述风机（10）固定设置在二次过滤区（803）的上方，风机（10）的吸气口伸入喷淋塔（9）中，排气口伸入二次过滤区（803）的水面以下，以使风机（10）从喷淋塔（9）中吸取的气体进入到二次过滤区（803）中进行二次过滤，二次过滤区（803）的顶部设置有洁净空气排出口（804）和二次过滤区（803）进水口（805）；所述一次过滤区（802）的上方设有一个水泵（11），该水泵（11）的出水口与回收管道（7）连通。
3.根据权利要求2所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述一次过滤区（802）的侧壁上设有一个下方与水箱（8）底部平齐的清淤口，以通过该清淤口将沉入一次过滤区（802）底部的淤泥送至一斗式提升机Ⅰ（12）中，再经由斗式提升机Ⅰ（12）输送至石灰消化器（1）的进料口（202）中进行回收再利用。
4.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述石灰消化装置包括至少两组分别放置在不同高度的钢结构上的石灰消化器（1），且上层石灰消化器（1）的出料口（203）与下层石灰消化器（1）的进料口（202）相连。
5.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：消化后的石灰经出料口（203）排出后送至一螺旋称Ⅰ（13），并由螺旋称Ⅰ（13）通过一斗式提升机Ⅱ（14）输送至熟石灰均化装置中；所述熟石灰均化装置包括均化仓（15）和刮板输送机（16），进入均化装置中的熟石灰通过均化仓（15）均化后由刮板输送机（16）输出进行使用。
6.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述石灰消化装置包括计量输送结构，计量输送结构包括料仓（17）、螺旋称Ⅱ（18）和螺旋输送器（19），其中，料仓（17）内的回收物质经过螺旋称Ⅱ（18）称重后送入到螺旋输送器（19）内，并由螺旋输送器（19）运输至一双轴搅拌机（21）中，在双轴搅拌机（21）中与进入生石灰送料口（20）的生石灰进行搅拌并送至第一组消化器的进料口（202）内。
7.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述圆筒状壳体（2）外部设置隔热层（207）。
8.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述动力组件（3）包括电机（301），电机（301）的转轴穿过对螺旋输送叶片（4）起旋转支撑作用的轴承（302）带动螺旋输送叶片（4）的运转。
9.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述最后一组石灰消化器（1）的出料口（203）处设置有用于检测出料口（203）熟石灰含水率的水分测定仪（208），并通过该水分测定仪（208）的检测结果控制喷水管路（5）上喷水口的喷水量。
10.根据权利要求1所述的一种钢铁烧结配料用密闭式石灰消化系统，其特征在于：所述加热介质为水蒸气或重质油或热空气，且加热腔（206）上设置有用于加热介质出入的通道。
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