CN111020077B - 一种液态熔渣余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态熔渣余热回收系统，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连接；本发明通过设置熔渣缓存装置，有效避免了高炉间歇出渣对离心粒化系统的影响，保证了离心粒化系统的稳定运行,提高了余热回收系统具有事故应急处理的能力；通过设置流量控制装置、离心粒化装置及移动床装置，有效提高了渣粒的充分换热及系统排料的顺畅，有效提高了换热效率。

Description

一种液态熔渣余热回收系统

技术领域

本发明涉及高炉渣余热回收技术领域，特别涉及一种液态熔渣余热回收系统。

背景技术

在冶金行业如钢铁冶炼过程中产生大量高温熔渣，高炉渣的出炉渣温可达1400-1550℃；我国现有的钢铁冶炼技术，每生产1吨生铁将产生0.3吨高炉渣，以2016年我国生铁产量7.0亿吨进行计算，可折合产生2.1亿吨以上的高炉渣。对于上述高品质余热资源的液态熔渣，目前缺乏完善的回收技术，其余热回收潜力十分巨大。

干法处理相比于水淬法不仅会节约大量的水资源，且也几乎不释放H₂S和SO₂等有害气体，具有显著的经济、环保性能，受到了业内的高度重视。目前基于离心粒化技术的干法回收方式多基于实验室及小试规模。需要充分考虑高炉等冶金设备的运行方式及工业现场情况开展相应工作。

目前高炉的出渣方式多为间歇出渣，为保证干法粒化系统稳定运行，需考虑熔渣缓存装置。同时为保证系统安全运行，需要一种具有事故处理功能的液态熔渣缓存装置来确保整个系统具有事故应急处理的能力，确保操作人员的安全及场地其他配套系统的安全；此外，需要充分考虑离心粒化环节渣棉去除、余热高效回收及相应控制和运行。为此，有必要根据高炉运行特性开发一种模块化的灵活回收液态熔渣余热的系统及相应控制方式

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种液态熔渣余热回收装置，以确保干法离心粒化系统的稳定运行，有效提高余热回收效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种液态熔渣余热回收系统，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连接。

进一步的，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，进渣口用于与渣沟连接，事故排渣口用于与事故导流槽连接；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通，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；

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。

进一步的，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；落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。

进一步的，上部密封罩的顶部设置雷达液位计及红外测温仪。

进一步的，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；烟气环形集箱与流量控制装置的出口端之间形成环形烟气出口缝隙；

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；换热管束周向均匀设置在粒化仓中，粒化布风管周向均匀设置在换热管束的下方。

进一步的，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。

进一步的，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；

换热仓设置在离心粒化装置的下方，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；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。

进一步的，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。

进一步的，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或在倒U型结构的圆弧段下方设置有出气口。

进一步的，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。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种液态熔渣余热回收系统，通过设置熔渣缓存装置，有效避免了高炉间歇出渣对离心粒化系统的影响，保证了离心粒化系统的稳定运行，提高了余热回收系统事故应急处理的能力；通过设置流量控制装置、离心粒化装置及移动床装置，有效提高了渣粒的充分换热及系统排料的顺畅，有效提高了换热效率；本发明既不耗费宝贵的水资源，也几乎不释放H₂S和SO₂等有害气体，同时提高了高炉渣余热回收的品质和效率。

进一步的，通过设置渣包内腔，对高炉间歇性的出渣实现了容置；通过在渣包本体上设置事故排渣口，且将渣包内腔底板倾斜设置，在需要排渣或者事故处理阶段，在较短时间内将渣包内情的液态熔渣迅速排净；通过在渣包盖上设置燃烧器，实现了对渣包内腔的预热和补热。在渣包盖上设置有高温烟气出口，通过高温烟气通道与流量控制装置连通，实现了对流量控制装置的预热，然后汇入后续的烟气处理单元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进行预热的目的，充分利用了热量，提高了能量利用率。

进一步的，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，汇入事故导流槽；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，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；落渣装置顶部设有堰板，渣包内腔的液态熔渣进入流量控制装置；在流量控制装置底部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；这种结构的设计，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，进而使流量测控更为精准，对后续处理环节也有很大好处。

进一步，通过设置雷达液位计及红外测温仪，实现了对流量控制装置内的熔渣液位及熔渣温度的实时监测，监测结果准确可靠。

进一步的，通过在粒化转杯的两侧设置渣棉刮刀，渣棉刮刀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进行切断，避免了渣棉在粒化转杯周围的团聚；通过设置平料装置实现对料层表面的梳理，起到了均匀料层的作用；通过设置轧辊破损装置，实现对大粒径渣块或渣棉团的破碎；通过设置布风机构，确保了颗粒层的疏松，避免了渣粒返热粘结，确保了排料的顺畅，有效提高了换热效率；渣棉刮刀采用锯齿形结构，实现了对粒化转杯周围的渣棉进行切割，切割后的渣棉在重力作用下，落入移动床内继续换热，提高了余热回收效率。

进一步的，布风机构采用两级布风，强化换热效率，避免了热损失；布风管在振动电机的带动下，在料层中进行搅拌振动，确保了颗粒层的疏松度，有效避免了颗粒粘结，确保了颗粒顺利排出。

进一步的，通过将供风风帽的间距设置为布风管直径的两倍以上，有效提高了换热效率，同时，保证了渣块或渣棉不会堵塞移动床的底部；通过在第二级布风管设置多个倒U型结构或直径风管，倒U型结构或直立风管伸入上部温度较高的料层中，温度较低的冷却工质与半熔融颗粒换热，提高了换热效率，保证了半熔融颗粒的玻璃体化的转化率。

附图说明

图1为本发明所述的一种液态熔渣余热回收系统的结构框图；

图2为本发明所述的余热回收系统中的熔渣缓存装置及流量控制装置结构示意图；

图3为本发明所述的余热回收系统中的熔渣缓存装置的横向剖视图；

图4为本发明所述的余热回收系统中的熔渣缓存装置的纵向剖视图；

图5为本发明所述的余热回收系统中的流量控制装置侧视图；

图6为本发明所述的余热回收系统中的粒化装置结构示意图；

图7为本发明所述的余热回收系统中的粒化装置中的冷水壁结构示意图；

图8为本发明所述的余热回收系统中的移动床装置正面剖视图；

图9为本发明所述的余热回收系统中的移动床装置的侧面剖视图；

图10为本发明所述的余热回收系统中的熔渣缓存装置的断面结构示意图。

其中，1熔渣缓存装置，2流量控制装置，3粒化装置，4移动床装置，5燃烧器，6粒化转杯；11渣包本体，12渣包盖，13渣包内腔，14高温烟气通道，15烟气阀门；111进渣口，112出渣口，113窥视孔，114事故排渣口；121燃烧器进口，122烟气出口；21上部密封罩，22装置底板，23落渣管，24堰板，25塞棒；211塞棒操作口，212检修入口，213高温烟气入口；221落渣口，222排渣口；251塞棒杆，252塞棒头；31粒化仓，32烟气环形集箱，33粒化器，34换热管束，35粒化布风管，36烟气出口缝隙，37汇集烟道，38水冷壁管，39水冷壁管边铁，310出风小口；41换热仓，42渣棉刮刀，43平料装置，44轧辊破碎装置，45布风机构，451第一布风机构，452第二布风机构，4511第一供风风帽，4521倒U型结构，4522第二供风风帽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

如附图1-10所述，本发明提供了一种液态熔渣余热回收系统，包括熔渣缓存装置1、流量控制装置2、离心粒化装置3及移动床装置4；熔渣缓存装置1的一端与渣沟连接，熔渣缓存装置1的另一端与流量控制装置2的进口端连接，流量控制装置2的出口端与离心粒化装置3的进口端连接，离心粒化装置3的出口端与移动床装置4的连接；液态熔渣从渣沟排出后首先进入熔渣缓存装置1中，然后依次经过流量控制装置2、离心粒化装置3及移动床装置。

熔渣缓存装置1包括渣包本体11及渣包盖12；渣包盖12密封设置在渣包本体11的上方，渣包盖12与渣包本体11之间形成渣包内腔13；

渣包本体11的一端设置有进渣口111，另一端设置有事故排渣口114；进渣口111与渣沟的出口端连接，液态熔渣通过进渣口111进入渣包内腔13中；事故排渣口114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11的侧壁上设置有出渣口112，出渣口112中设置有定径水口；定径水口的一端与渣包内腔13连接，另一端与流量控制装置2连接；事故排渣口114的上方设置有窥视孔113；渣包本体11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12的一侧设置燃烧器进口121，燃烧器进口121用于安装燃烧器5；渣包盖12的另一侧设置有高温烟气出口122，高温烟气出口122通过高温烟气通道14与流量控制装置2连接。

流量控制装置2包括上部密封罩21、装置底板22、落渣管23、堰板24及塞棒25；上部密封罩21密封设置在装置底板22上，且与熔渣缓存装置1连接；上部密封罩21的侧壁上设置有塞棒操作口211、检修入口212及高温烟气入口213，塞棒25安装在塞棒操作口211上，塞棒25的一端用于与出渣口112连接，另一端与伸出上部密封罩21外侧；高温烟气入口213与高温烟气通道14的出口端连接；装置底板22的底部设置有落渣口221，落渣管23的一端与落渣口221连接，另一端与离心粒化装置3连接；楼渣管23的上端设置堰板24；装置底板22的一侧设置有排渣口222，排渣口222与事故导流槽连接；装置底板22的底部倾斜设置。

粒化装置3包括粒化仓31、烟气环形集箱32、粒化器33、换热管束34、粒化布风管35及汇集烟道36；粒化仓31设置在流量控制装置2的下方，粒化仓31的进口端与流量控制装置2的出口端连接；烟气环形集箱32设置在粒化仓31的进口端，烟气环形集箱32的一端与粒化仓31连通，另一端通过汇集烟道36连接；粒化器33设置在粒化仓31内部中心，粒化器33正对流量控制装置2的出口端设置；换热管束34均匀设置在粒化仓31中，粒化布风管35设置在换热管束34的下方。

粒化仓31的内壁上敷设有膜式水冷壁，膜式水冷壁包括水冷壁管38、水冷壁管边铁39及出风小口310，水冷壁管38竖直向上设置，相邻两个水冷壁管38之间通过水冷壁管边铁39连接，水冷壁管边铁39上设置有出风小口310。

移动床装置4包括换热仓41、渣棉刮刀42、平料装置43、轧辊破碎装置44及布风机构45。

换热仓41设置在粒化仓31的下方，换热仓41的中心设置有粒化装置的安装空间，粒化转杯6安装在安装空间上；粒化转杯6两侧设置有渣棉刮刀42，渣棉刮刀42设置在换热仓41与粒化转杯6的衔接处；渣棉刮刀42的下方设置平料装置43，平料装置43的下方设置轧辊破碎装置44，轧辊破碎装置44的下方设置布风机构45；

渣棉刮刀42呈180°设置在粒化转杯6的两侧，渣棉刮刀42采用锯齿形结构；渣棉刮刀42能够在粒化转杯6的侧面往复运动，实现了对粒化转杯6周围的渣棉切断，切断后的渣棉在重力作用下落入换热仓41中；渣棉刮刀42采用310S不锈钢耐高温材质。

平料装置43设置在渣棉刮刀42的下方，且位于换热仓41的上部高温段；平料装置43对称设置在粒化转杯6的两侧，平料装置43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43采用风冷耙，风冷耙对称设置在粒化转杯6的两侧，风冷耙上均匀设置有排风装置。

轧辊破碎装置44设置在平料装置43的下方，且位于换热仓41的中温部；轧辊破碎装置44对称设置在粒化转杯6的两侧，轧辊破碎装置44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41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45包括第一级布风管451及第二级布风管452，第一级布风管451设置在换热仓41的底部，第二级布风管452设置在第一级布风管451的上方；第一级布风管451及第二级布风管452的两端均与换热仓41的侧壁软连接，且与振动电机连接；第一级布风管451上均匀设置有若干个第一供风风帽4511，相邻两个第一供风风帽4511之间的间距为第一级布风管451直径的2倍以上；

第二级布风管452有三种布置形式：

1）第二级布风管452上均匀间隔设置有多个倒U型结构4511，倒U型结构4511的开口向下，且圆弧段向上延伸，倒U型结构4511的圆弧段上方设置有第二供风风帽4512；

2）第二级布风管452上均匀间隔设置有多个倒U型结构4511，倒U型结构4511的开口向下，且圆弧段向上延伸，倒U型结构4511的圆弧段下方设置有出气口；

3）第二级布风管452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。

本发明所述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。

本发明中粒化装置上设置烟气出口缝隙、烟气环形集箱、汇集烟道等可以使粒化仓布风均匀、优化流场，进而提高余热回收效率；粒化仓顶部四周开设烟气出口缝隙，通过缝隙地烟气通过粒化仓流进烟气环形集箱，并最后在烟气环形集箱上开设汇集烟道从而均匀引出粒化仓的烟气。这样做的有利于烟气在缝隙处节流，减小进出口烟气压差，最终使得粒化仓内的流场分布均匀。通过增大烟气出口缝隙处的局部阻力，起到节流的作用，减小了环形集箱与烟气出口的压差，从而使缝隙出来的烟气比较均匀，进而均匀了粒化仓空间内的流场。膜式水冷壁边铁间均匀开设小孔，小孔倾斜开设角度为范围为45~90°，小孔数量根据直径自由确定可在水冷壁间形成气膜冷却风，调整渣粒的飞行轨迹，防止渣粒粘壁。开设一列制造简便，开设多列制造复杂，但节省材料，根据风量的大小以及以运行工况决定水冷壁间的开孔数量。烟道渐缩设置可以使烟气流速加快，防止烟道积灰。烟道一侧布置可以节约烟道，降低成本。而两侧布置可以使集箱内的烟气流场分布均匀。

本发明也可多个模块同时运行。其中，每个运行模块包括安装在渣包对应位置的水口、塞棒、落渣管以及布置在渣包下的粒化仓、以及粒化仓下的移动床、粒化仓上部的热风道共同组成。在每个运行模块的粒化仓、移动床以及热风道均布置水冷受热面，产生的蒸汽汇入共用的锅炉汽包中，进行汽水分离后再分别进入每个运行模块内的热风道及粒化仓再次加热，最终形成过热蒸汽进行后续利用。而空气进入每个运行模块后，依次经过移动床、粒化仓后形成热风，进入水冷热风道后在其中进行充分换热，冷却后的空气最终汇聚于共用的总烟道上，经过除尘器及引风机后由烟囱排出。本发明可以针对不同处理量，不同的场地面积灵活组合；可以多用多备，提高系统可靠性；换热单元紧凑布置，逆流换热提高换热效率，减少可用能损失；系统中也采用汽包，自然对流，减少水泵消耗。

以上所述仅表示本发明的优选实施方式，任何人在不脱离本发明的原理下而做出的结构变形、改进和润饰等，这些变形、改进和润饰等均视为在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，包括熔渣缓存装置（1）、流量控制装置（2）、离心粒化装置（3）及移动床装置（4）；熔渣缓存装置（1）的一端与渣沟连接，熔渣缓存装置（1）的另一端与流量控制装置（2）的进口端连接，流量控制装置（2）的出口端与离心粒化装置（3）的进口端连接，离心粒化装置（3）的出口端与移动床装置（4）连接；

移动床装置（4）包括换热仓（41）、渣棉刮刀（42）、平料装置（43）、轧辊破碎装置（44）及布风机构（45）；

换热仓（41）设置在离心粒化装置（3）的下方，换热仓（41）的中心设置有粒化装置的安装空间，粒化转杯（6）安装在安装空间上；粒化转杯（6）两侧设置有渣棉刮刀（42），渣棉刮刀（42）设置在换热仓（41）与粒化转杯（6）的衔接处；渣棉刮刀（42）的下方设置平料装置（43），平料装置（43）的下方设置轧辊破碎装置（44），轧辊破碎装置（44）的下方设置布风机构（45）；渣棉刮刀（42）呈180°设置在粒化转杯（6）的两侧，渣棉刮刀（42）采用锯齿形结构；平料装置（43）采用风冷耙，风冷耙对称设置在粒化转杯（6）的两侧，风冷耙上均匀设置有排风装置；

轧辊破碎装置（44）对称设置在粒化转杯（6）的两侧，轧辊破碎装置（44）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（41）的两端连接，每一对风冷轧辊破碎装置的旋转方向不同。

2.根据权利要求1所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，熔渣缓存装置（1）包括渣包本体（11）及渣包盖（12）；渣包盖（12）密封设置在渣包本体（11）的上方，渣包盖（12）与渣包本体（11）之间形成渣包内腔（13）；

渣包本体（11）的一端设置有进渣口（111），另一端设置有事故排渣口（114），进渣口（111）用于与渣沟连接，事故排渣口（114）用于与事故导流槽连接；渣包本体（11）的侧壁上设置有出渣口（112），出渣口（112）中设置有定径水口，定径水口的一端与渣包内腔（13）连通，另一端与流量控制装置（2）连接；事故排渣口（114）的上方设置有窥视孔（113）；渣包本体（11）的底板从进渣口端到事故排渣口端倾斜设置；

渣包盖（12）的一侧设置燃烧器进口（121），燃烧器进口（121）用于安装燃烧器（5）；渣包盖（12）的另一侧设置有高温烟气出口（122），高温烟气出口（122）通过高温烟气通道（14）与流量控制装置（2）连接。

3.根据权利要求2所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，流量控制装置（2）包括上部密封罩（21）、装置底板（22）、落渣管（23）、堰板（24）及塞棒（25）；上部密封罩（21）密封设置在装置底板（22）上，且与熔渣缓存装置（1）连接；上部密封罩（21）的侧壁上设置有塞棒操作口（211）、检修入口（212）及高温烟气入口（213），塞棒（25）安装在塞棒操作口（211）上，塞棒（25）的一端用于与出渣口（112）连接，另一端与伸出上部密封罩（21）外侧；高温烟气入口（213）与高温烟气通道（14）的出口端连接；

装置底板（22）的底部设置有落渣口（221），落渣管（23）的一端与落渣口（221）连接，另一端与离心粒化装置（3）连接；落渣管（23）的上端设置堰板（24）；装置底板（22）的一侧设置有排渣口（222），排渣口（222）与事故导流槽连接，装置底板（22）的底部倾斜设置。

4.根据权利要求3所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，上部密封罩（21）的顶部设置雷达液位计及红外测温仪。

5.根据权利要求1所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，粒化装置（3）包括粒化仓（31）、烟气环形集箱（32）、粒化器（33）、换热管束（34）、粒化布风管（35）及汇集烟道（37）；

粒化仓（31）设置在流量控制装置（2）的下方，粒化仓（31）的进口端与流量控制装置（2）的出口端连接；烟气环形集箱（32）设置在粒化仓（31）的进口端，烟气环形集箱（32）的一端与粒化仓（31）连通，另一端通过汇集烟道（37）连接；烟气环形集箱（32）与流量控制装置（2）的出口端之间形成环形烟气出口缝隙；

粒化器（33）设置在粒化仓（31）内部中心，粒化器（33）正对流量控制装置（2）的出口端设置；换热管束（34）周向均匀设置在粒化仓（31）中，粒化布风管（35）周向均匀设置在换热管束（34）的下方。

6.根据权利要求1所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，粒化仓（31）的内壁上敷设有膜式水冷壁，膜式水冷壁包括水冷壁管（38）、水冷壁管边铁（39）及出风小口（310），水冷壁管（38）竖直向上设置，相邻两个水冷壁管（38）之间通过水冷壁管边铁（39）连接，水冷壁管边铁（39）上设置有出风小口（310）。

7.根据权利要求1所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，布风机构（45）包括第一级布风管（451）及第二级布风管（452），第一级布风管（451）设置在换热仓（41）的底部，第二级布风管（452）设置在第一级布风管（451）的上方；第一级布风管（451）及第二级布风管（452）的两端均与换热仓（41）的侧壁软连接，且与振动电机连接。

8.根据权利要求7所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，第一级布风管（451）上均匀设置有若干个第一供风风帽（4511），相邻两个第一供风风帽（4511）之间的间距为第一级布风管（451）直径的2倍以上；第二级布风管（452）上均匀间隔设置有多个倒U型结构（4521），倒U型结构（4521）的开口向下，且圆弧段向上延伸；倒U型结构（4521）的圆弧段上方设置有第二供风风帽（4522）或在倒U型结构（4521）的圆弧段下方设置有出气口。

9.根据权利要求7所述的一种液态熔渣余热回收系统，其特征在于，第二级布风管（452）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。

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