CN111020073B - 具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置及其操作方法，包括：粒化仓、粒化系统、渣棉破碎装置和移动床；粒化仓的顶壁设置有测温装置和落渣管；粒化仓内设置有粒化系统，粒化系统包括转杯，转杯处于落渣管的正下方，转杯下部设置有隔墙；隔墙上设置有往复运动的剪切破碎机；移动床的位置低于剪切破碎机的位置，移动床包括耙子和破碎机；耙子和破碎机设置于粒化仓内，耙子能够往复运动，破碎机的位置低于耙子的位置；粒化仓的底部为散料堆积部；粒化仓的底部设置有冷却风管道。本发明可高效地破碎粒化过程中产生的渣棉，减少事故发生，提高余热回收率。

Description

具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置及其 操作方法

技术领域

本发明属于高温液态熔渣余热回收技术领域，特别涉及一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置及其操作方法。

背景技术

2018年中国生铁产量约7.71亿吨，约占世界总产量的60％，在冶炼生铁的过程中同时会产生蕴含巨大热量的高炉渣。高炉渣的出炉温度一般在1400℃～1550℃之间，每吨渣含(1260～1880)×103kJ的显热，相当于60kg标准煤。在现有的炼铁技术下，每生产1吨生铁副产0.3吨高炉渣，以目前生铁产量7.71亿吨进行计算，可折合产生约2.31亿吨以上的高炉渣，其显热量相当于约1387.98万吨标准煤。

干渣坑冷却法和水冲渣法是目前最常见的高炉渣处理方法。干渣坑法降温时产生大量水蒸气，同时释放出大量的H₂S和SO₂气体，腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境。水冲渣法在处理过程浪费大量水资源，产生SO₂和H₂S等有害气体，也不能有效回收高温液态熔渣所含有的高品质余热资源。目前，这些处理方式已不能适应目前钢铁行业节能减排的迫切需求，而干式粒化法由于系统能耗低，粒径小且均匀，产品附加值高等特点而受到广泛青睐。

目前，干式粒化技术在液态熔渣粒化过程中，从粒化器破碎出来的液丝由于快速冷却，来不及破碎成渣粒就迅速冷却下来，形成大量的渣棉。渣棉不断积累在粒化器周围，甚至缠绕到电机转轴上，导致电机卡死，对粒化过程十分不利，且渣棉的产生严重影响设备对熔渣余热的回收。渣棉团聚会导致颗粒排料不畅，最终堵塞移动床，会造成严重的意外事故。因而，应及时清理生成的渣棉，才能保证干式粒化系统的安全与稳定运行，同时增强余热回收效果。

综上，亟需一种新的具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置及其操作方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置及其操作方法，以解决当前液态熔渣干式粒化过程中形成渣棉对粒化系统造成危害的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置，包括：渣包、粒化仓、粒化系统、渣棉破碎装置、移动床和排渣机构；所述渣包由燃烧器、熔渣缓存以及流量测控装置、塞棒以及定径水口组成；其中，燃烧器用于渣包内部预热以及补热，熔渣缓存以及流量测控装置用于控制熔渣流量以及流速；所述粒化仓的周壁和顶壁均为冷却壁面；所述粒化仓的顶壁设置有测温装置和落渣管；所述粒化仓内设置有所述粒化系统，所述粒化系统用于粒化从落渣管落入转杯的高炉渣；所述粒化系统包括转杯，所述转杯处于所述落渣管的正下方，转杯下部设置有隔墙；所述隔墙上设置有往复运动的剪切破碎机，所述剪切破碎机用于将从转杯飞出的渣棉进行破碎；所述移动床的位置低于所述剪切破碎机的位置，所述移动床包括耙子和破碎机；所述耙子和所述破碎机设置于所述粒化仓内，所述耙子能够往复运动，所述破碎机的位置低于所述耙子的位置；所述粒化仓的底部为散料堆积部；其中，所述测温装置用于测量散料堆积部内散料堆积层表面的温度；所述粒化仓的底部设置有冷却风管道；所述排渣机构用于使换热后的熔渣排出收集。

本发明的进一步改进在于，所述测温装置为红外测温装置。

本发明的进一步改进在于，所述剪切破碎机为交错锯齿刮刀或旋转型剪切滚筒。

本发明的进一步改进在于，所述耙子设置有冷却介质入口和冷却介质出口；所述冷却介质入口设置于所述粒化仓的外部，所述冷却介质出口设置于所述粒化仓的外部。

本发明的进一步改进在于，所述耙子内通有冷却介质；所述冷却介质为气体、水或有机介质。

本发明的进一步改进在于，破碎机处于耙子和散料堆积部之间。

本发明的进一步改进在于，所述冷却风管道设置有多个出风口，每个出风口均设置有风帽。

本发明的一种上述具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置的操作方法，包括以下步骤：

通过落渣管将液态高炉渣导入粒化仓，进入粒化系统；

通过测温装置测量移动床的散料堆积层表面温度，用于监控移动床以及粒化仓对熔渣的冷却效果；

通过粒化系统将液态高炉渣进行离心破碎或喷吹破碎，破碎后的炉渣离开粒化系统，在粒化仓与周壁、顶壁进行换热；

通过剪切破碎机将从转杯处飞出的渣棉进行一次破碎；一次破碎后的渣棉在重力作用下，落入到下方的移动床；

通过耙子对掉落的渣棉进行往复梳理，将渣棉集中到两侧的破碎机上；

通过破碎机对渣棉进行二次破碎，最后落入散料堆积部形成散料堆积层，完成液态熔渣干式粒化及余热回收。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的装置中，在系统运行初期，当冷却速度过低时，粒化过程中会形成大量的渣棉。渣棉产生之后环绕在粒化系统周围，剪切破碎机将粒化系统出口周围的渣棉切断，防止渣棉团聚在转杯周围，减少事故的发生。在重力的作用下，断开的渣棉会落入到移动床换热装置中，往复运动的耙子将渣棉送入下方的破碎机，进一步地切断渣棉，防止出现渣棉团聚引起颗粒排料不畅从而堵塞移动床的现象发生。本发明的装置中，渣棉被大量切断破碎后，有利于增强换热，提高余热回收率。

进一步地，所述剪切破碎机为具有剪切作用的设备，可选择水平或竖直交错锯齿刮刀、旋转型剪切滚筒等。

本发明的操作方法，用于操作本发明的装置，可及时剪碎并清理生成的渣棉，能保证干式粒化系统的安全与稳定运行，同时能够增强余热回收效果。

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，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明实施例的一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置的结构示意图；

图1中，1-剪切破碎机；2-落渣管；3-转杯；4-耙子；5-破碎机；6-冷却介质入口；7-散料堆积部；8-红外测温装置；9-冷却壁面；10-隔墙；11-冷却风管道；12-风帽；13-渣包；14-燃烧器；15-固定装置；16-熔渣缓存以及流量测控装置；17-塞棒；18-定径水口；19-排渣机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面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，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例的一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置，包括：渣包13、布置在上方的粒化仓、位于粒化仓中部的粒化系统、布置在下方的移动床、渣棉破碎装置和排渣机构19。

所述渣包13由燃烧器14、熔渣缓存以及流量测控装置16、塞棒17以及定径水口18组成，燃烧器14用于渣包内部预热以及补热，熔渣缓存以及流量测控装置16用于控制熔渣流量以及流速。排渣机构19可使换热后的熔渣排出收集。

粒化仓的四周和顶棚由冷却壁面9组成，且在顶棚处布置有红外测温装置8，粒化仓的中间顶部布置有落渣管2，落渣管的正下方布置有粒化系统，在粒化系统的转杯3下部布置有隔墙10，隔墙10上布置有往复运动的剪切破碎机1，也即剪切破碎机1布置在转杯3的隔墙10上方。所述落渣管可设置落渣管固定装置15，对运行过程中的落渣管起固定、预热及冷却作用，同时固定装置还能在落渣管事故状态下起引流作用。

对于移动床，上部布置有往复运动的耙子4，破碎机5布置在耙子4的下部和散料堆积部7的上部，移动床下部布置有冷却风管道11。

布置在移动床上部的耙子4，内部流通冷却介质，耙子4内部的冷却介质可以根据整体设计时的处理量、环境温度和装置具体情况来确定所需要的冷却强度，选择气体、水或者有机介质为冷却介质。其中，冷却介质入口6设置在粒化仓的外部，冷却介质出口可以设置在移动床内部或者外部；也可无冷却介质流通。

破碎机5布置在散料堆积部7上方与耙子4下方。冷却风管道11内有冷却风流通，风帽12布置在其上方。

本发明中，渣棉破碎过程为：高炉渣从落渣管落入转杯中，熔渣从转杯中飞出，落到隔墙上的熔渣渣棉被剪切破碎机切断后落入下方的移动床内，在粒化仓中的熔渣渣棉被耙子往复梳理后落到两侧的破碎机上进行破碎，最后落入散料堆积部。

本发明中，在系统运行初期，当冷却速度过低时，粒化过程中会形成大量的渣棉。渣棉产生之后环绕在粒化系统周围，剪切破碎机将粒化系统出口周围的渣棉切断，防止渣棉团聚在转杯周围，减少事故的发生。在重力的作用下，断开的渣棉会落入到移动床换热装置中，往复运动的耙子将渣棉送入下方的破碎机，进一步地切断渣棉，防止出现渣棉团聚引起颗粒排料不畅从而堵塞移动床的现象发生。本发明中，渣棉被大量切断破碎后，有利于增强换热，提高余热回收率

综上所述，本发明公开了一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置及其操作方法，装置由布置在上方的粒化仓、位于粒化仓中部的粒化系统和布置在下方的移动床组成。其中粒化仓的四周和顶棚由冷却壁面组成，且在顶棚处布置有红外测温装置，粒化仓的中间顶部布置有落渣管，落渣管的正下方布置有粒化系统，在粒化系统转杯下部布置有隔墙，隔墙上布置有往复运动的剪切破碎机；对于移动床，上部布置有往复运动的耙子，破碎机布置在耙子的下部和散料堆积部的上部，移动床下部布置有冷却风管道。本系统可高效地破碎粒化过程中产生的渣棉，减少事故发生，提高余热回收率。

本发明实施例还提供了一种液态熔渣余热回收系统，应用了本发明的粒化及余热回收装置，包括熔渣缓存装置、流量控制装置、离心粒化装置及移动床装置；熔渣缓存装置的一端与渣沟连接，熔渣缓存装置的另一端与流量控制装置的进口端连接，流量控制装置的出口端与离心粒化装置的进口端连接，离心粒化装置的出口端与移动床装置的连接；液态熔渣从渣沟排出后首先进入熔渣缓存装置中，然后依次经过流量控制装置、离心粒化装置及移动床装置。

熔渣缓存装置包括渣包本体及渣包盖；渣包盖密封设置在渣包本体的上方，渣包盖与渣包本体之间形成渣包内腔；渣包本体的一端设置有进渣口，另一端设置有事故排渣口；进渣口与渣沟的出口端连接，液态熔渣通过进渣口进入渣包内腔中；事故排渣口用于与事故导流槽连接，事故导流槽与水渣坑连通；渣包本体的侧壁上设置有出渣口，出渣口中设置有定径水口；定径水口的一端与渣包内腔连接，另一端与流量控制装置连接；事故排渣口的上方设置有窥视孔；渣包本体的底板从进渣口端到事故排渣口端倾斜设置，底板与水平面之间的夹角为5°-10°；渣包盖的一侧设置燃烧器进口，燃烧器进口用于安装燃烧器；渣包盖的另一侧设置有高温烟气出口，高温烟气出口通过高温烟气通道与流量控制装置连接。

流量控制装置包括上部密封罩、装置底板、落渣管、堰板及塞棒；上部密封罩密封设置在装置底板上，且与熔渣缓存装置连接；上部密封罩的侧壁上设置有塞棒操作口、检修入口及高温烟气入口，塞棒安装在塞棒操作口上，塞棒的一端用于与出渣口连接，另一端与伸出上部密封罩外侧；高温烟气入口与高温烟气通道的出口端连接；装置底板的底部设置有落渣口，落渣管的一端与落渣口连接，另一端与离心粒化装置连接；楼渣管的上端设置堰板；装置底板的一侧设置有排渣口，排渣口与事故导流槽连接；装置底板的底部倾斜设置。

粒化装置包括粒化仓、烟气环形集箱、粒化器、换热管束、粒化布风管及汇集烟道；粒化仓设置在流量控制装置的下方，粒化仓的进口端与流量控制装置的出口端连接；烟气环形集箱设置在粒化仓的进口端，烟气环形集箱的一端与粒化仓连通，另一端通过汇集烟道连接；粒化器设置在粒化仓内部中心，粒化器正对流量控制装置的出口端设置；换热管束均匀设置在粒化仓中，粒化布风管设置在换热管束的下方。

粒化仓的内壁上敷设有膜式水冷壁，膜式水冷壁包括水冷壁管、水冷壁管边铁及出风小口，水冷壁管竖直向上设置，相邻两个水冷壁管之间通过水冷壁管边铁连接，水冷壁管边铁上设置有出风小口。

移动床装置包括换热仓、渣棉刮刀、平料装置、轧辊破碎装置及布风机构。

换热仓设置在粒化仓的下方，换热仓的中心设置有粒化装置的安装空间，粒化转杯安装在安装空间上；粒化转杯两侧设置有渣棉刮刀，渣棉刮刀设置在换热仓与粒化转杯的衔接处；渣棉刮刀的下方设置平料装置，平料装置的下方设置轧辊破碎装置，轧辊破碎装置的下方设置布风机构；渣棉刮刀呈180°设置在粒化转杯的两侧，渣棉刮刀采用锯齿形结构；渣棉刮刀能够在粒化转杯的侧面往复运动，实现了对粒化转杯周围的渣棉切断，切断后的渣棉在重力作用下落入换热仓中；渣棉刮刀采用310S不锈钢耐高温材质。平料装置设置在渣棉刮刀的下方，且位于换热仓的上部高温段；平料装置对称设置在粒化转杯的两侧，平料装置与电机连接，在电机的带动下往复运动，实现对料层表面进行往复梳理，起到了均匀料层的作用。平料装置采用风冷耙，风冷耙对称设置在粒化转杯的两侧，风冷耙上均匀设置有排风装置。

轧辊破碎装置设置在平料装置的下方，且位于换热仓的中温部；轧辊破碎装置对称设置在粒化转杯的两侧，轧辊破碎装置采用若干成对设置有风冷轧辊破碎装置，风冷轧辊破碎装置与换热仓的两端连接，每一对风冷轧辊破碎装置的旋转方向不同；通过风冷轧辊破碎装置实现对较大粒径的渣块或渣棉团进行切断，较大粒径渣块或渣棉团经过风冷轧辊破碎装置的破碎后形成小渣块，小渣块在换热仓内继续换热。

布风机构包括第一级布风管及第二级布风管，第一级布风管设置在换热仓的底部，第二级布风管设置在第一级布风管的上方；第一级布风管及第二级布风管的两端均与换热仓的侧壁软连接，且与振动电机连接；第一级布风管上均匀设置有若干个第一供风风帽，相邻两个第一供风风帽之间的间距为第一级布风管直径的2倍以上；

第二级布风管有三种布置形式：

第二级布风管上均匀间隔设置有多个倒U型结构，倒U型结构的开口向下，且圆弧段向上延伸，倒U型结构的圆弧段上方设置有第二供风风帽；

第二级布风管上均匀间隔设置有多个倒U型结构，倒U型结构的开口向下，且圆弧段向上延伸，倒U型结构的圆弧段下方设置有出气口；

第二级布风管上均匀间隔设置有多个直立风管，直立风管的上端设置风帽。

其中，倒U型结构的高度可以延伸至800℃以上的料层之中。

本发明实施例的一种液态熔渣余热回收系统，液态熔渣从渣沟排出后依次经过熔渣缓存装置、流量控制装置、离心粒化装置、移动床装置及出渣模块；余热回收介质为空气及水，其中空气依次经过移动床装置、离心粒化装置、高温烟道及余热锅炉，水依次经过省煤器、移动床装置、离心粒化装置、余热锅炉及过热器受热面模块。

液态熔渣由熔渣缓存装置一端上部的进渣口进入熔渣缓存装置内腔，再由熔渣缓存装置侧边设置的定径水口排出，流入外侧的液态熔渣流量控制装置，流量控制装置布置有堰板结构，流入的熔渣没过堰板结构后平稳地流入落渣管进入离心粒化模块；同时在熔渣缓存装置盖上布置有燃烧器进口，用于安装燃烧器；熔渣缓存装置盖另一侧设有高温烟气出口；熔渣缓存装置一端的上部设置有进渣口，另一端底部布置有事故排渣口，上部设有窥视孔；事故排渣口外部设有事故导流槽，通入水渣坑；熔渣缓存装置内腔的底部，从进渣口端到事故排渣口端为倾斜设计，与水平面夹角在5°-10°范围内；定径水口位于熔渣缓存装置侧边，距离熔渣缓存装置底部有一定的距离，且定径水口处设有加热装置；液态熔渣流量控制装置上部设有密封罩，密封罩一侧设有塞棒操作装置口和检修入口，另一侧设有高温烟气入口，顶部设有雷达液位计和红外测温仪；密封罩内部设有塞棒，塞棒由塞棒头和塞棒杆构成，在密封罩外侧通过塞棒操作装置口操作塞棒头与定径水口配合来控制流量；液态熔渣流量控制装置底部为倾斜设计，与水平面夹角为5°-10°，另一端设有排渣口；排渣口外部设有引渣沟，汇入位于熔渣缓存装置一端的事故导流槽；落渣管顶部设有堰板结构，下部落渣管外侧设有加热装置。

熔渣缓存装置根据现场空间内可以布局为长方形结构、回形结构或圆环结构，流量控制装置均匀或非均匀分布在熔渣缓存装置的外侧面。

在熔渣缓存装置盖之间布置的用于安装燃烧器的燃烧器进口，与水平面呈一定角度倾斜向下布置，熔渣缓存装置盖另一侧设有高温烟气出口，外部连接高温烟道，与密封罩侧边的高温烟气入口相连接，且在管道上设有阀门。燃烧器采用单个、或者多个对称布置、错排布置布置的方式。熔渣流量控制装置下部，位于塞棒操作装置口下的部分设置为倾斜结构，保证该模块的熔渣能排净；落渣管顶部外围设有堰板结构，流入该模块的熔渣需没过堰板流入落渣管，避免落渣管内部液位波动，保证液位测量的准确性。

离心粒化模块中，粒化仓内壁敷设膜式水冷壁，水冷壁竖直向上布置。水冷璧边铁中间开设小孔，小孔有一定的倾斜角。粒化仓中烟气由烟气出口缝隙引出，引出的烟气在烟气环形集箱内汇集，最后通过汇集烟道流入余热锅炉等设备。烟气出口缝隙的位置主要有以下两种实施方式：

a)在粒化仓的顶部四周开设烟气出口缝隙，烟气通过粒化仓四周的烟气出口缝隙流进烟气环形集箱，最后在烟气环形集箱上开设汇集烟道引出烟气。

b)在粒化仓中心落渣管四周开设烟气出口缝隙，烟气通过粒化仓中心的烟气出口缝隙流进烟气环形集箱，最后在烟气环形集箱上开设汇集烟道引出烟气。

在移动床余热回收装置和粒化转杯的衔接段，设置了渣棉刮刀，渣棉刮刀设置在粒化转杯的两侧，呈180°布置，按照锯齿的结构设计，采用310S不锈钢耐高温材质。在余热回收系统运行初期，当粒化器转速过快或者设备温度过低时，离心粒化过程中会形成大量的渣棉。渣棉产生之后，为防止渣棉团聚在转杯周围，在转杯侧面设置有可以往复运动的锯齿刮刀，将转杯周围的渣棉切断。在移动床上部的高温段，设置风冷耙，风冷耙采用对称结构布置在两侧，风冷耙在电机的带动下在料层表面进行往复梳理，起到均匀料层的作用，同时，在风冷耙上设置有对称的分布的排风装置，在床层高温段起到强化换热的效果。在风冷耙的下部，即移动床中温段，设置了风冷轧辊破碎装置，该破碎装置与风冷耙一样，采用对称分布，布置于仓内的两端，在工作时用电机带动让每一对风冷轧辊沿不同的方向旋转，利用剪切力的作用，让移动床的料层更加顺畅的出料。在移动床的下部，即低温段，设置多级供风风帽，在保证供风量足够的前提下，可以将风帽和供风管的间距设计为供风管直径的2倍以上，保证渣块和渣棉不会堵塞移动床底部。同时，在移动床底部二级供风风帽的上层供风管每隔一定的距离便向上伸出形成倒“U”型结构风管。风管和移动床侧壁使用软连接进行连接，由振动电机带动风管振动，保证排料顺畅。根据实际情况可以将倒“U”型风管设置的足够高，可以进入到中温段以上的料层之中，进一步强化余热回收。

本发明所述的一种液态熔渣余热回收系统，启动前，烘烤熔渣缓存装置的烟气会沿着高温烟气出口进入高温烟道，首先进入外侧的液态熔渣流量控制装置，然后高温烟气经过落渣管进入下部的离心粒化装置中，最后经由离心粒化装置流入到移动床装置。在高温烟气进入系统一段时间后，开始进行系统的余热回收。整个烟气在进入各余热回收系统的过程中，起到烘包预热的作用，由于整个系统的部件大多由耐高温的金属构成，价格昂贵。若缺少烟气预热过程直接进行余热回收，高温的液态熔渣和设备直接接触，会引起系统内部构件的变形，影响设备的使用寿命，增加维修费用，造成不必要的经济损失。

本发明所述的一种熔渣余热回收系统中熔渣缓存装置，包括渣包、燃烧装置及烟气管路；若干燃烧装置设置在渣包盖的顶部，且与渣包内腔连通；渣包侧面连通设置有流量控制装置，渣包本体通过高温烟气管路及出渣口连接流量控制装置；流量控制装置用于控制渣包流向流量控制装置的流量；

流量控制装置包括上部密封罩、装置底板堰板、落渣管及塞棒；上部密封罩与渣包本体侧壁也密封连接；液态熔渣流量测控装置底部设置有落渣管，落渣管上方设置有堰板。

塞棒包括塞棒杆及塞棒头；塞棒操作口设置在密封罩上，塞棒杆设置在塞棒操作口内，且位于密封罩内部的塞棒杆端部设置有塞棒头；渣包上与流量控制装置连通处设置有定径水口，塞棒头能够插在定径水口内，定径水口处设置有加热装置。

烟气管路包括高温烟气出口、高温烟道、高温烟气入口和阀门；高温烟气出口设置在渣包顶部，高温烟气入口设置在流量控制装置上，高温烟道的一端与高温烟气出口连接，另一端与高温烟气入口连接；高温烟道上设置有阀门。

若干燃烧器进口相对布置或相间布置的设置在渣包盖顶部；每个燃烧器进口上均设置有燃烧器；燃烧器进口为倾斜设置。

渣包内部从进渣口端到事故排渣口端为倾斜结构；事故排渣口外部设有事故导流槽。

流量控制装置的底板为朝向落渣管方向的倾斜结构；落渣管下方设置有加热装置；流量控制装置位于落渣管位置的侧面设置有排渣口；排渣口外部设有引渣沟，汇入位于渣包一端的事故导流槽。密封罩顶部设有雷达液位计和红外测温仪；密封罩侧面设置有检修入口。

本发明中渣包设有渣包事故排渣口，并且渣包内腔底面为倾斜设计，在需要排渣或者事故处理阶段，可在较短的时间内将渣包内腔的液态熔渣迅速排净，在正常的运行情况下，渣包事故排渣口内打入填充物；若遇到紧急排渣的情况下，需要将渣包内腔内的液态熔渣紧急排净时，可将渣包事故排渣口内的填充物打通，从而迅速将渣包内腔里面的高温液态熔渣排出，可有效防止液态熔渣在渣包内腔内部降温凝结；该处事故排渣口的流通面积为特定计算之后的流通面积，可根据渣包内腔的实际体积进行计算，基本上需要满足将液态熔渣在3-5分钟之内排出渣包内腔的要求；该处事故排渣定径水口材料为高温耐磨耐蚀材料，同时该处事故排渣定径水口下平面低于渣包内腔底部倾斜向下，确保排净。

本发明中在渣包盖的侧边，可以根据实际渣包的容积大小，布置一个或者多个燃烧器，用于对渣包内腔的预热和补热；燃烧器的出口在渣包内部倾斜向下，在满足加热功能的同时，避免了水平布置的燃烧器对渣包盖相同部位的高温烘烤，从而防止渣包盖开裂。

本发明中在渣包盖上设置有高温烟气出口，通过带有阀门的高温烟道与布置在密封罩侧边的高温烟气进口相连接，将渣包内腔里在加热阶段产生的高温烟气导入密封罩内，对液态熔渣流量控制装置进行预热，然后汇入后续的烟气处理单元；这种结构不仅利用了燃烧器补热预热产生的烟气，而且达到了对流量控制装置的装置进行预热的目的，充分利用了热量，提高了能量利用率。

本发明中流量控制装置底部为倾斜设计，与水平面有一定的夹角，另一端设有排渣口，排渣口外部设有引渣沟，汇入位于渣包一端的事故导流槽；倾斜底面和排渣口这种结构的设计，在系统启动的阶段，可以打开排渣口，将定径水口内的填充物从排渣口排净，随后封堵排渣口，进入正常运行阶段；同时倾斜底面的设计在检修以及停机阶段也可以确保液态熔渣从流量控制装置完全排净，避免残渣粘结在设备表面造成破坏。

本发明中流量控制装置的落渣管顶部设有堰板，渣包内腔的液态熔渣通过定径水口排出，进入流量控制装置，在流量控制装置底板的熔渣只有液位达到堰板的高度，才能没过堰板进入落渣管，从而进入后续环节；通过数值模拟和实验的验证得出可以很大程度的减小落渣管内液位的波动，提高采用雷达液位计测量液位的准确度，进而使流量测控更为精准，对后续处理环节也有很大好处。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置，其特征在于，包括：渣包(13)、粒化仓、粒化系统、渣棉破碎装置、移动床和排渣机构(19)；

所述渣包(13)由燃烧器(14)、熔渣缓存以及流量测控装置(16)、塞棒(17)以及定径水口(18)组成；其中，燃烧器(14)用于渣包内部预热以及补热，熔渣缓存以及流量测控装置(16)用于控制熔渣流量以及流速；

所述粒化仓的周壁和顶壁均为冷却壁面(9)；

所述粒化仓的顶壁设置有测温装置和落渣管(2)；其中，所述落渣管(2)设置有落渣管固定装置(15)，用于对运行过程中的落渣管起固定、预热及冷却作用，以及在落渣管事故状态下起引流作用；

所述粒化仓内设置有所述粒化系统，所述粒化系统用于粒化从落渣管(2)落入转杯(3)的高炉渣；所述粒化系统包括转杯(3)，所述转杯(3)处于所述落渣管(2)的正下方，转杯(3)下部设置有隔墙(10)；所述隔墙(10)上设置有往复运动的剪切破碎机(1)，所述剪切破碎机(1)用于将从转杯(3)飞出的渣棉进行破碎；

所述移动床的位置低于所述剪切破碎机(1)的位置，所述移动床包括耙子(4)和破碎机(5)；所述耙子(4)和所述破碎机(5)设置于所述粒化仓内，所述耙子(4)能够往复运动，所述破碎机(5)的位置低于所述耙子(4)的位置；

所述粒化仓的底部为散料堆积部(7)；其中，所述测温装置用于测量散料堆积部(7)内散料堆积层表面的温度；

所述粒化仓的底部设置有冷却风管道(11)；

所述排渣机构(19)用于使换热后的熔渣排出收集；

其中，所述耙子(4)设置有冷却介质入口(6)和冷却介质出口；所述冷却介质入口(6)设置于所述粒化仓的外部，所述冷却介质出口设置于所述粒化仓的外部；所述耙子(4)内通有冷却介质；

所述冷却风管道(11)设置有多个出风口，每个出风口均设置有风帽(12)。

2.根据权利要求1所述的一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置，其特征在于，所述测温装置为红外测温装置(8)。

3.根据权利要求1所述的一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置，其特征在于，所述剪切破碎机(1)为交错锯齿刮刀或旋转型剪切滚筒。

4.根据权利要求1所述的一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置，其特征在于，所述耙子(4)内的冷却介质为气体、水或有机介质。

5.根据权利要求1所述的一种具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置，其特征在于，破碎机(5)处于耙子(4)和散料堆积部(7)之间。

6.一种权利要求1所述的具有渣棉破碎功能的液态熔渣干式粒化及余热回收装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过落渣管(2)将液态高炉渣导入粒化仓，进入粒化系统；

通过测温装置测量移动床的散料堆积层表面温度，用于监控移动床以及粒化仓对熔渣的冷却效果；

通过粒化系统将液态高炉渣进行离心破碎或喷吹破碎，破碎后的炉渣离开粒化系统，在粒化仓与周壁、顶壁进行换热；

通过剪切破碎机(1)将从转杯(3)处飞出的渣棉进行一次破碎；一次破碎后的渣棉在重力作用下，落入到下方的移动床；

通过耙子(4)对掉落的渣棉进行往复梳理，将渣棉集中到两侧的破碎机(5)上；

通过破碎机(5)对渣棉进行二次破碎，最后落入散料堆积部(7)形成散料堆积层，完成液态熔渣干式粒化及余热回收。

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