CN110607406A - 一种高温块状钢渣取热装置和余热回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高温块状钢渣取热装置和余热回收方法。所述装置包括：所述高温块状钢渣取热装置包括：入料口(1)、热风出口(3)、传感器(5)、装置外壳(6)、取热釜(7)、布风装置(8)和出料口(10)；布风装置(8)包括布风总管(8‑1)、布风围管(8‑3)和多个布风支管(8‑5)，所述布风围管(8‑3)为环形，并环状套装在取热釜(7)的圆周外部，布风支管(8‑5)从布风围管(8‑3)的环形内侧斜向下延伸；布风支管(8‑5)用于将冷风经过所述布风围管(8‑3)和所述布风支管(8‑5)后沿圆周方向均匀送入所述取热釜(7)中并与所述取热釜(7)内的高温块状钢渣进行换热。本装置利用空气实现对高温块状钢渣的取热，为钢渣余热利用提供条件，节能增效的同时，降低有压热闷环节的安全隐患，对降低钢铁企业综合能耗及安全生产具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温块状钢渣取热装置和余热回收方法，属于工业节能技术领域。主要应用于废渣能源化利用领域，还可应用于冶金、化工、电力等其他领域。
背景技术
每生产1吨钢约产生0.12～0.14吨的钢渣，2018年我国钢渣产生量约为1.1亿吨，钢渣余热利用几乎为0，造成巨大的能量浪费。
钢渣辊压破碎-余热自解有压热闷工艺技术，在我国首次实现了钢渣处理的连续化、设备化和自动化，其处理过程主要分两步：约1400℃的高温熔融钢渣进入辊压破碎区，在辊压破碎的同时打水冷却。经过辊压破碎冷却后的钢渣约800℃；约800℃的钢渣进入有压热闷罐，在密闭的环境下间断式打水冷却，完成钢渣粉化，渣、钢分离等过程。在有压热闷环节，钢渣入罐温度大于300℃即可满足工艺需求，过高的入罐温度不仅延长有压热闷时间，同时容易产生安全问题。
从辊压破碎冷却后的800℃的钢渣，到有压热闷环节钢渣入罐温度300℃的工艺需求之间，有500℃的温差，具有很高的余热利用潜力。
发明内容
为了解决上述背景技术列出的问题，本发明装置在钢渣辊压破碎-余热自解有压热闷工艺技术的基础上，可以利用空气实现对高温块状钢渣的取热，为钢渣余热利用提供条件，节能增效的同时，降低有压热闷环节的安全隐患。
本发明提供一种高温块状钢渣取热装置，所述高温块状钢渣取热装置包括：入料口(1)、热风出口(3)、传感器(5)、装置外壳(6)、取热釜(7)、布风装置(8)和出料口(10)；所述取热釜(7)的由装置外壳(6)支撑；所述入料口(1)设置在所述取热釜(7)上部一侧，用于将待取热的高温块状钢渣从所述入料口(1)输送进所述取热釜(7)；所述布风装置(8)安装在所述取热釜(7)下部，所述布风装置(8)包括布风总管(8-1)、布风围管(8-3)和多个布风支管(8-5)，所述布风围管(8-3)为环形，并环状套装在取热釜(7)的圆周外部，布风总管(8-1)连接在布风围管(8-3)的环形外侧，用于将冷风输送到布风围管(8-3)中，布风支管(8-5)的一端连接在布风围管(8-3)的环形内侧，布风支管(8-5)从布风围管(8-3)的环形内侧斜向下延伸；布风支管(8-5)的另一端与所述取热釜(7)连通，用于将冷风经过所述布风围管(8-3)和所述布风支管(8-5)后沿圆周方向均匀送入所述取热釜(7)中并与所述取热釜(7)内的高温块状钢渣进行换热；所述热风出口(3)设置在所述取热釜(7)顶部，用于将换热后形成的热风通过所述热风出口(3)排出以进行余热利用；所述出料口(10)安装在所述取热釜(7)底部，用于将换热后形成的冷渣通过所述出料口(10)排出；所述传感器(5)安装在所述取热釜(7)中上部，所述传感器(5)的数量与所述布风支管(8-5)的数量相同，所述传感器(5)圆周方向上的安装位置与所述布风支管(8-5)圆周方向上的安装位置在角度上一一对应。由于每个布风支管上部的温度和/或压力都需要准确测量，因此需要传感器的安装位置和布风支管的安装位置一一对应。
其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括出料口阀门(9)，所述出料口阀门(9)安装在所述出料口(10)上，用于控制出料口(10)的开闭；传感器(5)为温度和/或压力无线传感器；所述布风支管(8-5)的轴线与所述布风围管(8-3)的环形轴线围成的圆形平面之间的夹角为20°至30°，其通过设置一定角度有利于冷风从圆周方向均匀的、阻力较小的输送到取热釜中。
其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括热风出口阀门(4)，所述热风出口阀门(4)安装在所述热风出口(3)上，用于控制所述热风出口(3)的开闭。
其中，所述入料口(1)根据来料方向安装在所述取热釜(7)上部一侧；所述高温块状钢渣取热装置还包括入料口阀门(2)，所述入料口阀门(2)安装在所述入料口(1)上，用于控制所述入料口(1)的开闭。
其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括检修孔(11)，所述检修孔(11)安装在所述取热釜(7)中部，所述传感器(5)的安装高度位于所述入料口(1)和所述检修孔(11)之间；布风装置(8)的安装高度位于检修孔(11)和出料口(10)之间；所述取热釜(7)是空心柱状结构。
其中，所述装置外壳(6)为三层结构，由外向内分别是外层(6-1)、保温层(6-2)和内层(6-3)，其中，所述外层的材质是金属薄板；所述保温层的材质是保温材料，优选所述保温材料包括岩棉和/或矿渣棉；所述内层的材质是耐腐蚀耐热金属钢板。所述保温层的材质是保温材料，包括但不限于岩棉、矿渣棉，用途是避免热量损失，提高热转换效率；所述内层的材质是耐腐蚀耐热金属钢板，包括但不限于耐热钢板，用途是支撑设备结构和保证换热过程的封闭环境。
其中，所述布风装置(8)还包括：布风总管阀门(8-2)、布风支管阀门(8-4)和空气流量计(8-6)；布风总管阀门(8-2)设置在布风总管(8-1)上，用于控制布风总管(8-1)的开闭；布风支管阀门(8-4)设置在各布风支管(8-5)上，用于控制各布风支管(8-5)的开闭；空气流量计(8-6)设置在布风总管(8-1)上，用于对送风量进行实时测量。
其中，所述布风支管阀门(8-4)和所述布风支管(8-5)的数量根据所述装置外壳(6)的直径大小进行布置，布风支管(8-5)的数量为3个或更多个；优选，所述高温块状钢渣取热装置的取热对象包括但不限于高温块状钢渣，一切温度高于150℃且低于所述取热对象熔点的块状固体均可采用本装置进行取热。
本发明还涉及一种利用高温块状钢渣取热装置进行钢渣余热回收方法，高温块状钢渣取热装置优选为上述的高温块状钢渣取热装置，包括如下步骤：
步骤(1)、待取热的高温块状钢渣从高温块状钢渣取热装置的入料口(1)进入高温块状钢渣取热装置的取热釜(7)后，关闭所述入料口阀门(2)；
步骤(2)、风机与高温块状钢渣取热装置的布风装置(8)的布风总管(8-1)连接进行冷风输送，送风量由空气流量计(8-6)实时测量并通过布风装置(8)的布风总管阀门(8-2)控制送风量；
步骤(3)、冷风经过所述布风围管(8-3)和所述布风支管(8-5)后沿圆周方向均匀进入所述取热釜(7)；
步骤(4)、所述冷风在所述取热釜(7)内与待取热的高温块状钢渣进行换热，冷风被加热成热风；
步骤(5)、所述热风通过所述热风出口(3)排出后进行余热回收利用；
步骤(6)、所述高温块状钢渣降温变成冷渣，通过所述出料口(10)排出并进行后处理。
附图说明
图1高温块状钢渣取热装置结构示意图。
图2布风装置结构示意图。
图3装置外壳结构示意图。
附图符号说明
其中1.入料口 2.入料口阀门 3.热风出口 4.热风出口阀门 5.温度和/压力无线传感器 6.装置外壳(6-1.外层 6-2.保温层 6-3.内层) 7.取热釜 8.布风装置(8-1.布风总管8-2.布风总管阀门 8-3.布风围管 8-4.布风支管阀门 8-5.布风支管 8-6.空气流量计) 9.出料口阀门 10.出料口 11.检修孔。
具体实施方式
如图1-2所示，高温块状钢渣取热装置包括：入料口1、热风出口3、传感器5，优选传感器5为温度和/或压力无线传感器、装置外壳6、取热釜7、布风装置8和出料口10；所述取热釜7的由装置外壳6支撑；所述入料口1设置在所述取热釜7上部一侧，用于将待取热的高温块状钢渣从所述入料口1输送进所述取热釜7；所述布风装置8安装在所述取热釜7下部，如图2所示，所述布风装置8包括布风总管8-1、布风围管8-3和多个布风支管8-5，所述布风围管8-3为环形，并环状套装在取热釜7的圆周外部，布风总管8-1连接在布风围管8-3的环形外侧，用于将冷风输送到布风围管8-3中，布风支管8-5的一端连接在布风围管8-3的环形内侧，布风支管8-5从布风围管8-3的环形内侧斜向下延伸；布风支管8-5的另一端与所述取热釜7连通，用于将冷风经过所述布风围管8-3和所述布风支管8-5后沿圆周方向均匀送入所述取热釜7中并与所述取热釜7内的高温块状钢渣进行换热；所述热风出口3设置在所述取热釜7顶部，用于将换热后形成的热风通过所述热风出口3排出以进行余热利用；所述出料口10安装在所述取热釜7底部，用于将换热后形成的冷渣通过所述出料口10排出；所述传感器5安装在所述取热釜7中上部，所述传感器5的数量与所述布风支管8-5的数量相同，所述传感器5圆周方向上的安装位置与所述布风支管8-5圆周方向上的安装位置在角度上一一对应。由于每个布风支管上部的温度和/或压力都需要准确测量，因此需要传感器的安装位置和布风支管的安装位置一一对应。
其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括出料口阀门9，所述出料口阀门9安装在所述出料口10上，用于控制出料口10的开闭。如图2所示，所述布风支管8-5的轴线与所述布风围管8-3的环形轴线围成的圆形平面之间的夹角为20°至30°，其通过设置一定角度有利于冷风从圆周方向均匀的、阻力较小的输送到取热釜中。
其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括热风出口阀门4，所述热风出口阀门4安装在所述热风出口3上，用于控制所述热风出口3的开闭。其中，所述入料口1根据来料方向安装在所述取热釜7上部一侧；所述高温块状钢渣取热装置还包括入料口阀门2，所述入料口阀门2安装在所述入料口1上，用于控制所述入料口1的开闭。其中，所述高温块状钢渣取热装置还包括检修孔11，所述检修孔11安装在所述取热釜7中部，所述传感器5的安装高度位于所述入料口1和所述检修孔11之间；布风装置8的安装高度位于检修孔11和出料口10之间；所述取热釜7是空心柱状结构。
其中，如图3所示，所述装置外壳6为三层结构，由外向内分别是外层6-1、保温层6-2和内层6-3，其中，所述外层的材质是金属薄板；所述保温层的材质是保温材料，优选所述保温材料包括岩棉和/或矿渣棉；所述内层的材质是耐腐蚀耐热金属钢板。所述保温层的材质是保温材料，包括但不限于岩棉、矿渣棉，用途是避免热量损失，提高热转换效率；所述内层的材质是耐腐蚀耐热金属钢板，包括但不限于耐热钢板，用途是支撑设备结构和保证换热过程的封闭环境。
其中，如图2所示，所述布风装置8还包括：布风总管阀门8-2、布风支管阀门8-4和空气流量计8-6；布风总管阀门8-2设置在布风总管8-1上，用于控制布风总管8-1的开闭；布风支管阀门8-4设置在各布风支管8-5上，用于控制各布风支管8-5的开闭；空气流量计8-6设置在布风总管8-1上，用于对送风量进行实时测量。
其中，所述布风支管阀门8-4和所述布风支管8-5的数量根据所述装置外壳6的直径大小进行布置，布风支管8-5的数量为3个或更多个；优选，所述高温块状钢渣取热装置的取热对象包括但不限于高温块状钢渣，一切温度高于150℃且低于所述取热对象熔点的块状固体均可采用本装置进行取热。
如图1-3所示，本发明还涉及一种利用高温块状钢渣取热装置进行钢渣余热回收方法，高温块状钢渣取热装置优选为上述的高温块状钢渣取热装置，包括如下步骤：
步骤(1)、待取热的高温块状钢渣从高温块状钢渣取热装置的入料口1进入高温块状钢渣取热装置的取热釜7后，关闭所述入料口阀门2；
步骤(2)、风机与高温块状钢渣取热装置的布风装置8的布风总管8-1连接进行冷风输送，送风量由空气流量计8-6实时测量并通过布风装置8的布风总管阀门8-2控制送风量；
步骤(3)、冷风经过所述布风围管8-3和所述布风支管8-5后沿圆周方向均匀进入所述取热釜7；
步骤(4)、所述冷风在所述取热釜7内与待取热的高温块状钢渣进行换热，冷风被加热成热风；
步骤(5)、所述热风通过所述热风出口3排出后进行余热回收利用；
步骤(6)、所述高温块状钢渣降温变成冷渣，通过所述出料口10排出并进行后处理。
Claims (9)
1.一种高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述高温块状钢渣取热装置包括：入料口(1)、热风出口(3)、传感器(5)、装置外壳(6)、取热釜(7)、布风装置(8)和出料口(10)；所述取热釜(7)的由装置外壳(6)支撑；所述入料口(1)设置在所述取热釜(7)上部一侧，用于将待取热的高温块状钢渣从所述入料口(1)输送进所述取热釜(7)；所述布风装置(8)安装在所述取热釜(7)下部，所述布风装置(8)包括布风总管(8-1)、布风围管(8-3)和多个布风支管(8-5)，所述布风围管(8-3)为环形，并环状套装在取热釜(7)的圆周外部，布风总管(8-1)连接在布风围管(8-3)的环形外侧，用于将冷风输送到布风围管(8-3)中，布风支管(8-5)的一端连接在布风围管(8-3)的环形内侧，布风支管(8-5)从布风围管(8-3)的环形内侧斜向下延伸；布风支管(8-5)的另一端与所述取热釜(7)连通，用于将冷风经过所述布风围管(8-3)和所述布风支管(8-5)后沿圆周方向均匀送入所述取热釜(7)中并与所述取热釜(7)内的高温块状钢渣进行换热；所述热风出口(3)设置在所述取热釜(7)顶部，用于将换热后形成的热风通过所述热风出口(3)排出以进行余热利用；所述出料口(10)安装在所述取热釜(7)底部，用于将换热后形成的冷渣通过所述出料口(10)排出；所述传感器(5)安装在所述取热釜(7)中上部，所述传感器(5)的数量与所述布风支管(8-5)的数量相同，所述传感器(5)圆周方向上的安装位置与所述布风支管(8-5)圆周方向上的安装位置在角度上一一对应。
2.根据权利要求1所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述高温块状钢渣取热装置还包括出料口阀门(9)，所述出料口阀门(9)安装在所述出料口(10)上，用于控制出料口(10)的开闭；传感器(5)为温度和/或压力无线传感器；所述布风支管(8-5)的轴线与所述布风围管(8-3)的环形轴线围成的圆形平面之间的夹角为20°至30°。
3.根据权利要求1-2之一所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述高温块状钢渣取热装置还包括热风出口阀门(4)，所述热风出口阀门(4)安装在所述热风出口(3)上，用于控制所述热风出口(3)的开闭。
4.根据权利要求1-3之一所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述入料口(1)根据来料方向安装在所述取热釜(7)上部一侧；所述高温块状钢渣取热装置还包括入料口阀门(2)，所述入料口阀门(2)安装在所述入料口(1)上，用于控制所述入料口(1)的开闭。
5.根据权利要求1-4之一所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述高温块状钢渣取热装置还包括检修孔(11)，所述检修孔(11)安装在所述取热釜(7)中部，所述传感器(5)的安装高度位于所述入料口(1)和所述检修孔(11)之间；布风装置(8)的安装高度位于检修孔(11)和出料口(10)之间；所述取热釜(7)是空心柱状结构。
6.根据权利要求1-5之一所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述装置外壳(6)为三层结构，由外向内分别是外层(6-1)、保温层(6-2)和内层(6-3)，其中，所述外层的材质是金属薄板；所述保温层的材质是保温材料，优选所述保温材料包括岩棉和/或矿渣棉；所述内层的材质是耐腐蚀耐热金属钢板。
7.根据权利要求1-6之一所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述布风装置(8)还包括：布风总管阀门(8-2)、布风支管阀门(8-4)和空气流量计(8-6)；布风总管阀门(8-2)设置在布风总管(8-1)上，用于控制布风总管(8-1)的开闭；布风支管阀门(8-4)设置在各布风支管(8-5)上，用于控制各布风支管(8-5)的开闭；空气流量计(8-6)设置在布风总管(8-1)上，用于对送风量进行实时测量。
8.根据权利要求1-7之一所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，所述布风支管阀门(8-4)和所述布风支管(8-5)的数量根据所述装置外壳(6)的直径大小进行布置，布风支管(8-5)的数量为3个或更多个；优选，所述高温块状钢渣取热装置的取热对象包括但不限于高温块状钢渣，一切温度高于150℃且低于所述取热对象熔点的块状固体均可采用本装置进行取热。
9.一种利用高温块状钢渣取热装置进行钢渣余热回收方法，高温块状钢渣取热装置优选为权利要求1-8之一所述的高温块状钢渣取热装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)、待取热的高温块状钢渣从高温块状钢渣取热装置的入料口(1)进入高温块状钢渣取热装置的取热釜(7)后，关闭所述入料口阀门(2)；
步骤(2)、风机与高温块状钢渣取热装置的布风装置(8)的布风总管(8-1)连接进行冷风输送，送风量由空气流量计(8-6)实时测量并通过布风装置(8)的布风总管阀门(8-2)控制送风量；
步骤(3)、冷风经过所述布风围管(8-3)和所述布风支管(8-5)后沿圆周方向均匀进入所述取热釜(7)；
步骤(4)、所述冷风在所述取热釜(7)内与待取热的高温块状钢渣进行换热，冷风被加热成热风；
步骤(5)、所述热风通过所述热风出口(3)排出后进行余热回收利用；
步骤(6)、所述高温块状钢渣降温变成冷渣，通过所述出料口(10)排出并进行后处理。
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2019
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