CN113293244A - 高温熔融渣破碎装置及具有余热回收的高温熔渣破碎池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有余热回收的高温熔融渣破碎池，包括高温熔融渣破碎装置、冷却管束换热单元、汽包、接渣单元；所述冷却管束换热单元固定安装在破碎池内部和/或破碎池内壁面处，包括中间蒸发管束、水冷壁式蒸发管束，辊轮叶轮组和中间蒸发管束单元组相间布置，对熔渣均匀降温。中间蒸发管束、水冷壁式蒸发管束的上下两端均独立地分别与汽包的进口端、出口端相连通，用于对高温熔融渣的热量回收；所述接渣单元固定安装在破碎池底部，用于运送出降温并被破碎后的渣粒。该装置搅拌、破碎、并冷却高温熔融渣，辅助地将水冷壁式蒸发管束贴放在破碎池的墙壁面处，降低了破碎池的壁面温度，保护了破碎池的墙壁，提高了余热回收效率。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金行业高温熔融渣处理的技术领域，特别是涉及一种具有余热回收功能的高温熔融渣破碎装置，进一步涉及高温熔融渣破碎装置及具有余热回收的高温熔渣破碎池。
背景技术
高温熔渣，作为钢铁行业的典型副产品，温度能达到1450-1650℃，每吨高温熔渣中所蕴含的显热可估计为1770MJ/t，目前现在大部分高炉熔渣均采用水淬急冷的方式来回收高炉熔渣中的热量，所产生的高炉渣仅能用作水泥的掺混物，冲渣水中还需后处理工艺才能进一步被用作供暖热水使用。这不仅浪费了高炉渣中大量的显热，还浪费大量的水资源，同时，现场产生大量水雾汽，变成废气物的无组织排放。在干式余热回收方面，目前国际上普遍采用风淬流化床作为高炉渣余热回收装置。然而，流化床极易发生返混且气固接触不均匀，泄漏大，使得余热回收率偏低，颗粒降温速度慢，无法达到渣颗粒玻璃体要求，故此流化床余热回收工艺并未得到进一步的工业化。
今后随着钢铁产量增加，所排出的高温炉渣也将越来越多，面对上述的高温熔渣余热回收效率有限的现状，在如何高效利用熔渣余热的需求问题，急需一种高效率、高质量的回收装置或方法，来推动工业节能减排，实现高温炉渣的资源化利用，全面推进这一行业的绿色制造。
发明内容
技术方案：为了解决上述的技术问题，本发明提供的一种高温熔融渣破碎装置，包括破碎池、辊轮结构、盖板；所述盖板设于破碎池上，用于使高温熔渣进入破碎池；所述辊轮结构设于破碎池内，包括辊轴、多组叶轮，每组叶轮包括多个叶片，多组叶轮沿辊轴轴向排列。
作为改进，所述盖板设置为双开门可开闭结构，固定安装在破碎池顶端；还包括加固条，加固条设于相邻叶片之间用于对叶轮加固，加固条为弧形结构；其中叶轮设置2-15组，两组叶轮间隔处设置爪刺。
本发明还提供了一种带有余热回收的高温熔融渣破碎池，包括上述的高温熔融渣破碎装置、冷却管束换热单元、汽包、接渣单元；所述冷却管束换热单元固定安装在破碎池内部和/或内壁，包括中间蒸发管束、水冷壁式蒸发管束，中间蒸发管束、水冷壁式蒸发管束的上下两端均分别独立地与汽包的进口端、出口端相连通，用于对高温熔融渣产生的热量回收；所述接渣单元固定安装在破碎池底部，用于运送出余热回收后的熔渣颗粒。
作为改进，所述中间蒸发管束包括第一上集箱、中间蒸发管束换热管、第一下集箱；所述中间蒸发管束固定安装在辊轴两侧的竖直方向且位于任意两组叶轮中间位置，中间蒸发管束换热管为光管结构；所述中间蒸发管束的第一上集箱出端口通过上升管路连通至汽包入端口，汽包出端口连通至第一下集箱入口端内，所述第一下集箱出口端与第一上集箱入口端之间通过独立地、并排的、多组中间蒸发管束换热管相连通。
作为另一种改进，所述水冷壁式蒸发管束包括第二上集箱、水冷壁式蒸发管束换热管、第二下集箱；所述水冷壁式蒸发管束固定安装在平行于辊轴的破碎池墙壁上；所述水冷壁式蒸发管束的第二上集箱出端口通过上升管路连通至汽包入端口，汽包出端口连通至第二下集箱入口端内，所述第二下集箱出口端与第二上集箱入口端之间通过独立地、并排的、多组水冷壁式蒸发管束换热管相连通。
作为另一种改进，水冷壁式蒸发管束的水冷壁式蒸发管束换热管为带直翅片的传热管结构；所述直翅片与第二上集箱、第二下集箱的轴线平行地固定安装在水冷壁式蒸发管束换热管的两侧。
作为进一步改进，还包括防磨罩，设置有多组，每一组独立地安装在第一上集箱或第二上集箱的顶部。
作为另一种改进，还包括喷水单元，设置为主水管和多组喷洒单元，其中主水管固定安装在破碎池外，多组喷洒单元独立地间隔地、成排分布地入口端破碎池内高温熔渣的正上方。
作为另一种改进，还包括吸风罩，固定安装在破碎池上方的盖板另一侧，用于吸取水汽、烟气或灰尘。
作为另一种改进，所述接渣单元还包括接渣板，所述接渣板设置为自重翻斗式结构，固定安装在破碎池底部开口端，当掉落在接渣板上的渣颗粒达到一定重量时，接渣板自动沿同侧转轴向下翻转，将所接渣颗粒掉落与下方接渣小车内；接渣小车可移动地放置在接渣板下方。
有益效果：本发明提出的装置与现有的常规相比，具有如下优势：
(1)该装置组装拆卸方便，一旦坏损不需要整个换热器全部替换，仅需更换部件即可，成本低，安装时间短。
(2)该装置安装有辊轮结构，用于将高温熔融渣搅碎、翻转、均匀破碎，碎渣下落到接渣单元内，通过接渣小车运送走，同时还配合冷却管换热单元，用于辊轮结构工作过程中破碎熔渣产生的热量进行回收，提高余热回收效率。
(3)通过工作环境和类型进行区分，将冷却管束换热单元分两种，包括光管传热管的中间蒸发管束和具有直翅片的膜式水冷壁式蒸发管束，进一步地，将中间蒸发管束设置在破碎池中间位置，膜式水冷壁式蒸发管束设置在破碎池墙壁处。
(4)安装位置的独特性，能够使得辊轮加爪刺的外圆直径几乎覆盖破碎池的截面空间，同时，中间蒸发管束设置在辊轮周围，并与爪刺相间布置，两者结合用于搅拌并冷却破碎池内的高温熔融渣，辅助地将水冷壁式蒸发管束贴放在破碎池的墙壁上，降低了破碎池的壁面温度，保护了破碎池的墙壁，提高了余热回收效率高。
(5)还设置了喷水单元和吸风罩，实现整个工作环境安全，降低了水汽、烟尘等的散发，提高了工作效率，延长了装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明高温熔融渣破碎池装置的结构示意图。
图2为本发明防磨罩的结构示意图。
图3为本发明辊轮结构的剖面图。
图4为本发明辊轮结构主视图。
图5为本发明中间蒸发管束的内部结构示意图。
图6为本发明水冷壁式蒸发管束的内部结构示意图。
图中：破碎池1、辊轮结构2、辊轴3、叶轮4、中间蒸发管束5、加固条6、第一上集箱7、第一下集箱8、中间蒸发管束换热管9、水冷壁式蒸发管束10、第二上集箱11、第二下集箱12、水冷壁式蒸发管束换热管13、接渣板14、接渣小车15、熔渣颗粒16、汽包17、防磨罩18、盖板19、喷水单元20、直翅片21、吸风罩22。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
高温熔融渣破碎装置，包括破碎池1、辊轮结构2、盖板19；所述盖板19设置为双开门可开闭结构，固定安装在破碎池1顶端，用于高温熔渣进入破碎池1；所述辊轮结构2包括辊轴3、叶轮4、加固条6，叶轮4由多个叶片组成，设置有多组，每一组沿辊轴3轴向排列，相邻叶片间安装有加固条6。
带有余热回收的高温熔融渣破碎池，包括破碎池1、冷却管束换热单元、汽包17、接渣单元；所述冷却管束换热单元固定安装在破碎池1内部，与汽包17相连通；所述接渣单元固定安装在破碎池1底部，通过接渣小车15运送出余热回收后的熔渣16。
包括破碎池1、冷却管束换热单元、汽包17、接渣单元；所述冷却管束换热单元固定安装在破碎池1内部和/或内壁，包括中间蒸发管束5、水冷壁式蒸发管束10，上下两端均分别独立地与汽包17的进口端、出口端相连通，用于对高温熔融渣破碎装置破碎产生热量回收；所述汽包17固定安装在破碎池1外部；所述接渣单元固定安装在破碎池1底部，通过接渣小车5运送出余热回收后的熔渣熔渣16。
其中叶轮4设置2-10组，两组叶轮4间隔处设置爪刺，加固条6为弧形结构。爪刺和叶轮4间隔设置，相互配合，辊轮加爪刺的外圆直径几乎覆盖破碎池的截面空间，两者结合用于搅拌并冷却破碎池内的高温熔融渣。
所述接渣单元包括接渣板14、接渣小车15；其中所述接渣板14设置为自重翻斗式结构，固定安装在破碎池1底部开口端，当掉落在接渣板14上的渣颗粒达到一定重量时，接渣板14自动沿同侧转轴向下翻转，将所接渣颗粒掉落与下方接渣小车15内；接渣小车15可移动地放置在接渣板14下方；所述接渣小车15可移动地放置在倒立漏斗结构下方。
所述冷却管束换热单元包括中间蒸发管束5、水冷壁式蒸发管束10，均独立地与汽包17的进口端、出口端相连通，所述中间蒸发管束5固定安装在辊轴3两侧的竖直方向且任意两组叶轮4中间位置；所述水冷壁式蒸发管束10固定安装在平行于辊轴3的破碎池1墙壁上。
所述中间蒸发管束5，包括第一上集箱7、中间蒸发管束换热管9、第一下集箱8；所述第一上集箱7出端口通过上升管路连通至汽包17入端口，汽包17出端口连通至第一下集箱8入口端内，所述第一下集箱8出口端与第一上集箱7入口端之间通过独立地，并排的，多组中间蒸发管束换热管9相连通。中间蒸发管束换热管9为光管传热管结构。
水冷壁式蒸发管束10，具体包括第二上集箱11、水冷壁式蒸发管束换热管13、第二下集箱12；所述第二上集箱11出端口通过上升管路连通至汽包17入端口，汽包17出端口连通至第二下集箱11入口端内，所述第二下集箱12出口端与第二上集箱11入口端之间通过独立地，并排的，多组水冷壁式蒸发管束换热管13相连通。还包括直翅片21，与第二上集箱11、第二下集箱12的轴线平行地固定安装在水冷壁式蒸发管束换热管13两侧。冷壁式蒸发管束换热管13为带直翅片的传热管结构。
还包括喷水单元20，设置为主水管和多组喷洒单元，其中主水管固定安装在破碎池1顶端，多组喷洒单元独立地间隔地、成排分布地入口端破碎池1高温熔渣的正上方。
还包括吸风罩22，可开合地固定安装在破碎池1的盖板19上方，用于吸取水汽、烟气或尘土。
还包括防磨罩18，设置有多组，每一组独立地安装在第一上集箱7或第二上集箱11的顶部。
本发明中的破碎池1上方的对开门式盖板19打开，当无需要破碎的熔融渣时关闭，高温熔融渣从破碎池1上方进入。破碎池1内正中间位置设置有可旋转的辊轮结构2，在辊轮结构2中间的辊轴3两侧竖直方向设置有多组叶轮4，同一组叶轮4设置有多个叶片，每2个相邻叶片中间均设置有中间蒸发管束5。
与辊轴3平行的破碎池1墙壁上设置有水冷壁式蒸发管束10，水冷壁蒸发管束10的各换热管两侧均带有直翅片21，覆盖住破碎池1墙壁，可起到保护墙壁的作用。
高温熔融渣被辊轮结构2的不断旋转在破碎池1内被不断翻滚和破碎，同时和蒸发管束的换热面接触放出热量快速降温，并被玻璃粒化变成小颗粒，经下方的翻转式接渣板14(当落在接渣板14上的渣颗粒积累到一定程度后自动向下翻转)进入下方的接渣小车15，进入下一道渣处理工序。
中间蒸发管束5和水冷壁蒸发管束13内部为水吸收高温熔融渣的放热量后沸腾变成蒸汽，管束的下集箱通过下降管路与汽包相连，管束的上集箱通过上升管路和汽包17相连。每个管束的上集箱顶部装有防磨罩。
破碎池内布置有喷水单元20，一旦熔渣量多、换热面来不及吸热降温时，可启用喷水装置对熔渣喷水降温。破碎池上方有吸风罩21，可将水汽、烟气等吸走进入后续的洗涤、除尘等处理工序。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种高温熔融渣破碎装置，其特征在于：包括破碎池(1)、辊轮结构(2)、盖板(19)；所述盖板(19)设于破碎池(1)上，用于使高温熔渣进入破碎池(1)；所述辊轮结构(2)设于破碎池(1)内，包括辊轴(3)、多组叶轮(4)，每组叶轮(4)包括多个叶片，多组叶轮(4)沿辊轴(3)轴向排列。
2.根据权利要求1所述的一种高温熔融渣破碎装置，其特征在于：所述盖板(19)设置为双开门可开闭结构，固定安装在破碎池(1)顶端；还包括加固条(6)，加固条(6)设于相邻叶片之间用于对叶轮(4)的加固，加固条(6)为弧形结构；其中叶轮(4)设置2-10组，两组叶轮(4)间隔处设置爪刺。
3.一种具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：包括权利要求1或2所述的高温熔融渣破碎装置、冷却管束换热单元、汽包(17)、接渣单元；所述冷却管束换热单元固定安装在破碎池(1)内部和/或破碎池(1)内壁面处，包括中间蒸发管束(5)、水冷壁式蒸发管束(10)，中间蒸发管束(5)、水冷壁式蒸发管束(10)的上下两端均分别独立地与汽包(17)的进口端、出口端相连通，用于对高温熔融渣产生的热量回收；所述接渣单元固定安装在破碎池(1)底部，用于运送出余热回收后的熔渣颗粒(16)。
4.根据权利要求3所述具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：所述中间蒸发管束(5)包括第一上集箱(7)、中间蒸发管束换热管(9)、第一下集箱(8)；所述中间蒸发管束(5)固定安装在辊轴(3)两侧的竖直方向且位于任意两组叶轮(4)中间位置，中间蒸发管束换热管(9)为光管结构；所述第一上集箱(7)出端口通过上升管路连通至汽包(17)入端口，汽包(17)出端口连通至第一下集箱(8)入口端内，所述中间蒸发管束(5)的第一下集箱(8)出口端与第一上集箱(7)入口端之间通过独立地、并排的、多组中间蒸发管束换热管(9)相连通。
5.根据权利要求3所述具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：所述水冷壁式蒸发管束(10)包括第二上集箱(11)、水冷壁式蒸发管束换热管(13)、第二下集箱(12)；所述水冷壁式蒸发管束(10)固定安装在平行于辊轴(3)的破碎池(1)墙壁上；所述水冷壁式蒸发管束(10)的第二上集箱(11)出端口通过上升管路连通至汽包(17)入端口，汽包(17)出端口连通至第二下集箱(11)入口端内，所述第二下集箱(12)出口端与第二上集箱(11)入口端之间通过独立地、并排的、多组水冷壁式蒸发管束换热管(13)相连通。
6.根据权利要求5所述具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：水冷壁式蒸发管束(10)的换热管(13)为带直翅片(21)的传热管结构；所述直翅片(21)与第二上集箱(11)、第二下集箱(12)的轴线平行地固定安装在水冷壁式蒸发管束换热管(13)的两侧。
7.根据权利要求5或6所述具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：还包括防磨罩(18)，设置有多组，每一组独立地安装在第一上集箱(7)或第二上集箱(11)的顶部。
8.根据权利要求3所述具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：还包括喷水单元(20)，设置为主水管和多组喷洒单元，其中主水管固定安装在破碎池(1)外，多组喷洒单元独立地间隔地、成排分布地入口端破碎池(1)内高温熔渣的正上方。
9.根据权利要求3所述具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：还包括吸风罩(22)，固定安装在破碎池(1)上方的盖板(19)另一侧，用于吸取水汽、烟气或灰尘。
10.根据权利要求3所述具有余热回收的高温熔融渣破碎池，其特征在于：所述接渣单元还包括接渣板(14)，所述接渣板(14)设置为自重翻斗式结构，固定安装在破碎池(1)底部开口端，当掉落在接渣板(14)上的渣颗粒达到一定重量时，接渣板(14)自动沿同侧转轴向下翻转，将所接渣颗粒掉落与下方接渣小车(15)内；接渣小车(15)可移动地放置在接渣板(14)下方。
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| CN202110555572.6A Pending CN113293244A (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 高温熔融渣破碎装置及具有余热回收的高温熔渣破碎池 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114777473A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-22 | 江西云泰铜业有限公司 | 一种清渣彻底的黄铜生产用步进炉的除渣装置 |
Citations (5)
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| US4175731A (en) * | 1975-05-12 | 1979-11-27 | Overdeck John M | Method and means for utilizing waste heat of molten slag |
| CN102864252A (zh) * | 2012-09-13 | 2013-01-09 | 清华大学 | 一种熔渣粒化和显热回收的方法及系统 |
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-
2021
- 2021-05-21 CN CN202110555572.6A patent/CN113293244A/zh active Pending
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| CN114777473A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-07-22 | 江西云泰铜业有限公司 | 一种清渣彻底的黄铜生产用步进炉的除渣装置 |
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