CN113913565B - 高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统及方法，属于高炉冶金领域。该系统包括：滤池，用于高炉冲渣；喷水管，用于对喷头进行供水，其沿滤池的内侧壁四周布置，设置高度高于冲渣高度；供水部分，用于向喷水管内通入压力水；喷头，间隔设置在喷水管上；喷头喷水时，向斜上方喷洒出水幕，水幕与滤池内侧壁间形成容纳蒸汽空间，相邻两喷头间喷出的水幕形成的蒸汽空间相连通，从而沿滤池内侧壁四周的各蒸汽空间形成蒸汽通道；蒸汽收集部分，用于收集蒸汽通道内的蒸汽。该方法采用此系统操作，包括形成蒸汽通道、高炉冲渣、蒸汽回收。本发明能回收利用高炉冲渣蒸汽，减少系统补水，且可避免冲渣蒸汽对对抓渣操作影响。

Description

高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统及方法

技术领域

本发明属于高炉冶金领域，涉及采用底滤法渣处理过程中水冲渣产生的蒸汽回收技术，更具体地说，涉及一种高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统及方法。

背景技术

目前，在铁合金矿热炉生产工艺中，铁合金渣处理基本采用沉淀池泡渣水淬方法处理，用渣罐车将熔渣运到泡渣池，直接将高温熔渣倒入池中，炉渣遇水急冷水淬粒化，然后用抓斗将水渣抓至渣场，自然脱水后外运。

底滤法渣采用冷水冲渣，冲渣点蒸汽通过粒化塔排至大气内，冲渣点形成的渣水混合物温度高达80℃，渣水混合物通过冲渣沟进入过滤池内，滤池内的水通过滤池下面的过滤管进入冷却塔内进行冷却。渣处理系统是一个动态平衡系统，冲渣过程中，过滤池内一直处于相对固定的水位，由于进入池内的渣水混合物温度较高，渣水混合物冷却过程中会形成蒸汽，这部分蒸汽在过滤池液面上无组织排放，这部分蒸汽不仅会腐蚀渣处理区域的设备，还会影响抓渣行车工的视野，造成抓渣效率低下，不利于渣处理系统正常运行；同时，还需要额外向滤池中补水以满足冲渣需求。

现有技术中有对高炉冲渣进行热回收的方案，例如，中国专利申请号为：201320376375.9，公告日为：2014年1月8日的实用新型专利公开了一种高炉冲渣蒸汽余热回收系统。该系统由冲渣蒸汽引风机、热水箱、喷嘴、高温水泵、换热器、低温水泵和热用户及其管道组成，冲渣蒸汽引风机与冲渣蒸汽烟囱和热水箱相连，喷嘴置于热水箱内部上方，高温水泵与热水箱和换热器一侧入口相连，换热器相应侧的出口和冷凝水低温管道相连，低温水泵与热用户和换热器另一侧入口相连，换热器相应侧的出口和热用户相连。

上述方案通过喷嘴喷出的低温冷凝水将冲渣蒸汽液化成高温冷凝水，高温冷凝水进入换热器与热用户用水进行热量交换以回收热量，从而实现回收利用了冲渣蒸汽的热量。该方案是在冲渣蒸汽已经被回收后，将蒸汽作为加热源与冷水进行热交换为热用户提供热水，利用已收集蒸汽的余热，但没有解决很好的收集冲渣蒸汽，尤其是此方式也无法直接应用于冲渣过滤池处回收冲渣蒸汽。

发明内容

1.要解决的问题

本发明提供高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其目的在于现有高炉冶炼高温炉渣向过滤池中冲渣产生大量蒸汽，不仅会腐蚀渣处理区域的设备，还会影响抓渣行车工的视野，造成抓渣效率低下，同时，还需要额外向滤池中补水以满足冲渣需求的问题。同时，本发明还提供了高炉冲渣过滤池蒸汽回收方法，采用前述系统回收蒸汽，有效解决冲渣蒸汽不利影响，节约冲渣用水，并回收利用蒸汽余热。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，包括：

滤池，用于高炉冲渣；

喷水管，用于对喷头进行供水，其沿滤池的内侧壁四周布置，设置高度高于冲渣高度；

供水部分，用于向喷水管内通入压力水；

喷头，间隔设置在喷水管上；喷头喷水时，向斜上方喷洒出水幕，水幕与滤池内侧壁间形成容纳蒸汽空间，相邻两喷头间喷出的水幕形成的蒸汽空间相连通，从而沿滤池内侧壁四周的各蒸汽空间形成蒸汽通道；

蒸汽收集部分，用于收集蒸汽通道内的蒸汽。

作为上述方案的进一步改进，所述蒸汽收集部分包括引风机，引风机通过蒸汽回收支管连通蒸汽通道。

作为上述方案的进一步改进，所述蒸汽回收支管一端连接引风机进风口，另一端穿设在滤池的内侧壁中。

作为上述方案的进一步改进，所述引风机的出风口通过蒸汽回收总管接至粒化塔和/或冷却塔。

作为上述方案的进一步改进，所述蒸汽回收支管具有两条，同时连接同一个引风机，或分别连接至两个引风机。

作为上述方案的进一步改进，高炉冲渣时，高炉冲渣落水点对着蒸汽回收支管的进口附近。

作为上述方案的进一步改进，高炉冲渣时，所述喷头距离滤池内液面以上1～1.5m。

作为上述方案的进一步改进，所述喷头的喷洒方向斜向上；所述喷水管的上下两侧设置防撞挡条。

作为上述方案的进一步改进，所述供水部分包括水泵，水泵通过供水管连接喷水管。

一种高炉冲渣过滤池蒸汽回收方法，采用权上述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其步骤包括：

一、形成蒸汽通道

通过供水部分向喷水管内通入压力水，压力水经喷头喷出形成水幕，水幕与滤池内侧壁间形成容纳蒸汽空间，相邻两喷头间喷出的水幕形成的蒸汽空间相连通，从而沿滤池内侧壁四周的各蒸汽空间形成蒸汽通道；水池内蒸汽可进入蒸汽通道内；

二、高炉冲渣

高炉向滤池倾倒高炉渣，进行冲渣；高炉渣遇水形成蒸汽；

三、蒸汽回收

蒸汽收集部分的引风机启动，在蒸汽通道内形成负压，冲渣蒸汽被吸入蒸汽通道内，并不断进入蒸汽回收支管，通过引风机后得到回收。

进一步地，步骤三中，经引风机回收的蒸汽被送入粒化塔和/或冷却塔。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，在高炉冲渣时，可通过喷头喷出的水幕形成蒸汽通道，并在负压引力作用下，将绝大部分冲渣蒸汽拦截进入蒸汽通道内，从而避免冲渣蒸汽散失，有效减少现有冲渣向滤池内补水量，也有效避免对抓渣操作带来的影响，且喷头喷出的水幕落入滤池中足以补充冲渣损失的水量；回收的高温蒸汽可再次送入粒化塔、冷却塔得到回收再利用，水也再次进入系统循环。

(2)本发明高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，蒸汽收集部分采用两条蒸汽回收支管回收蒸汽，并可分别单独连接引风机，可同时工作，也可单独工作，提高运行效率、稳定性；

(3)本发明高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，高炉冲渣时，但时间内蒸汽主要集中在水面山一定距离范围内，通过将喷头(8)设置在距离滤池(1)内液面以上1～1.5m处，可有效回收绝大部分蒸汽。

(4)本发明高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，冲渣蒸汽是以冲渣点为中心向四周扩散，因此，将高炉冲渣落水点对着蒸汽回收支管的进口附近，可在短时间内快速回收蒸汽，效率高，蒸汽逸散相对较小。

(5)本发明高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，防撞挡条可在抓渣操作过程中对喷水管进行有效的保护，以免毁损。

附图说明

图1为本发明高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统结构示意图；

图2为本发明中过滤池的俯视结构示意图；

图3为图1中A的局部视图。

图中：1、滤池；2、引风机；3、蒸汽回收支管；4、蒸汽回收总管；5、粒化塔；6、冷却塔；7、防撞挡条；8、喷头；9、喷水管；10、供水管；11、水幕；12、高炉。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例

如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，对于高炉冲渣系统中冲渣的滤池1的优化改进，以力求对于冲渣产生蒸汽进行回收利用，并改善抓渣工作环境。该系统在现有滤池1上增加较为简单的蒸汽回收结构，达到前述作用，具体结构及原理以下进行详细说明。

本实施例高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统主要包括滤池1、供水部分、喷水部分和蒸汽收集部分。其中，滤池1，用于高炉冲渣，为现有结构；供水部分，用于对喷水部分供应压力水；喷水部分，用于将供水部分供应的压力水喷入滤池1内，并形成用于冲渣蒸汽收集的蒸汽通道；蒸汽收集部分，用于收集蒸汽通道内的蒸汽。通过各部分的有机组合，形成冲渣蒸汽回收结构。

具体到本实施例中，供水部分包括水泵，水泵通过供水管10连接喷水部分，即供水管10的一端连接水泵的出水口，另一端连接喷水部分。此处采用水泵作为压力水动力源，当然也可以采用其他形式，例如在高处设置的水箱，通过势能形成水压，亦可作为动力源。喷水部分包括喷水管9和喷头8；其中，喷水管9，用于对喷头8进行供水，其沿滤池1的内侧壁四周布置，设置高度高于冲渣高度；喷头8，间隔设置在喷水管9上。水泵通过供水管10连接喷水部分的喷水管9，从而供水部分可通过供水管10可向喷水管9内通入压力水，最后由喷头8喷出。蒸汽收集部分包括引风机2，引风机2通过蒸汽回收支管3连通蒸汽通道，即汽回收支管3一端连接引风机2进风口，另一端穿设在滤池1的内侧壁中，从而可将蒸汽通道内蒸汽抽出，得到回收利用。

本实施例中，喷头8的喷洒方向斜向上，在喷头8喷水时，向斜上方喷洒出水幕11，水幕11与滤池1内侧壁间形成容纳蒸汽空间，相邻两喷头8间喷出的水幕11形成的蒸汽空间相连通，从而沿滤池1内侧壁四周的各蒸汽空间形成蒸汽通道。喷头8采用水幕喷头，可以调节形成水幕的范围，以满足不同水幕大小需求。水幕11向滤池1内壁侧喷洒至内壁上，且水幕完整，从而形成阻隔；水幕11向滤池1中心方向喷洒，在快下落至水面时，水幕11已不能保持完整，形成水滴状向下低落，从而留有可供蒸汽进入蒸汽通道的开口。相邻两喷头8形成的水幕相互交叉重叠，并在内部空间相通，从而沿滤池1内侧壁四周形成完整的环形蒸汽通道，蒸汽可在蒸汽通道内流动，最终进入蒸汽回收支管3。

在冲渣操作时，冲渣形成的蒸汽在引风机2的抽吸作用下，进入环形的蒸汽通道内，并被吸入蒸汽回收支管3而得到回收。此方式，将绝大部分冲渣蒸汽拦截进入蒸汽通道内，从而避免冲渣蒸汽散失，有效减少现有冲渣向滤池1内补水量，也有效避免对抓渣操作带来的影响，且喷头8喷出的水幕11落入滤池中足以补充冲渣损失的水量。此种蒸汽回收结构简单巧妙，利用需要向滤池1的补水，形成水幕，并结合负压吸附作用，将冲渣蒸汽束缚并回收。

另外，高炉冲渣时，但时间内蒸汽主要集中在水面山一定距离范围内，为进一步改善蒸汽回收效果，通过将喷头8设置在距离滤池1内液面以上1～1.5m处，可有效回收绝大部分蒸汽，可以考虑设置在1m、1.1m、1.2m、1.3m、1.4m、1.5m处。而且冲渣蒸汽是以冲渣点为中心向四周扩散，因此，本实施例将高炉冲渣落水点对着蒸汽回收支管3的进口附近，可在短时间内快速回收蒸汽，效率高，蒸汽逸散相对较小。

本实施例中，引风机2的出风口通过蒸汽回收总管4接至粒化塔5或冷却塔6，回收的高温蒸汽可再次送入粒化塔、冷却塔得到回收再利用，水也再次进入系统循环。当然，回收的蒸汽也可作为他用，例如作为换热器的热源等。蒸汽回收支管3具有两条，同时连接同一个引风机2，或分别连接至两个引风机2，可同时工作，也可单独工作，提高运行效率、稳定性。

此外，为防止喷水管9、喷头8在冲渣和抓渣过程中收到毁损，在喷水管9的上下两侧设置防撞挡条7，可进行有效的保护。

采用上述高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统在高炉冲渣时进行回收蒸汽，具体回收方法步骤如下：

一、形成蒸汽通道

通过供水部分向喷水管9内通入压力水，压力水经喷头8喷出形成水幕，水幕11与滤池1内侧壁间形成容纳蒸汽空间，相邻两喷头8间喷出的水幕11形成的蒸汽空间相连通，从而沿滤池1内侧壁四周的各蒸汽空间形成蒸汽通道；水池内蒸汽可进入蒸汽通道内。

二、高炉冲渣

高炉12向滤池1倾倒高炉渣，进行冲渣；高炉渣遇水形成蒸汽。

三、蒸汽回收

蒸汽收集部分的引风机2启动，在蒸汽通道内形成负压，冲渣蒸汽被吸入蒸汽通道内，并不断进入蒸汽回收支管3，通过引风机2后得到回收；通过蒸汽回收总管4再送入粒化塔5和冷却塔6进行回收利用。

综上所述，本发明还提供的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统和方法，可有效解决现有高炉冶炼高温炉渣向过滤池中冲渣产生大量蒸汽，不仅会腐蚀渣处理区域的设备，还会影响抓渣行车工的视野，造成抓渣效率低下，同时，还需要额外向滤池中补水以满足冲渣需求的问题，达到了有效解决冲渣蒸汽不利影响，节约冲渣用水，并回收利用蒸汽余热的效果。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，包括滤池(1)，用于高炉冲渣，其特征在于：还包括喷水管(9)，用于对喷头(8)进行供水，其沿滤池(1)的内侧壁四周布置，设置高度高于冲渣高度；

供水部分，用于向喷水管(9)内通入压力水；

喷头(8)，间隔设置在喷水管(9)上；喷头(8)喷水时，向斜上方喷洒出水幕(11)，水幕(11)与滤池(1)内侧壁间形成容纳蒸汽空间，相邻两喷头(8)间喷出的水幕(11)形成的蒸汽空间相连通，从而沿滤池(1)内侧壁四周的各蒸汽空间形成蒸汽通道；

蒸汽收集部分，用于收集蒸汽通道内的蒸汽。

2.根据权利要求1所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其特征在于：所述蒸汽收集部分包括引风机(2)，引风机(2)通过蒸汽回收支管(3)连通蒸汽通道。

3.根据权利要求2所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其特征在于：所述蒸汽回收支管(3)一端连接引风机(2)进风口，另一端穿设在滤池(1)的内侧壁中。

4.根据权利要求3所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其特征在于：所述引风机(2)的出风口通过蒸汽回收总管(4)接至粒化塔(5)和/或冷却塔(6)。

5.根据权利要求2或3或4所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其特征在于：所述蒸汽回收支管(3)具有两条，同时连接同一个引风机(2)，或分别连接至两个引风机(2)。

6.根据权利要求2或3或4所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其特征在于：高炉(12)冲渣时，高炉(12)冲渣落水点对着蒸汽回收支管(3)的进口附近。

7.根据权利要求1所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其特征在于：高炉(12)冲渣时，所述喷头(8)距离滤池(1)内液面以上1～1.5m。

8.根据权利要求1或7所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其特征在于：所述喷头(8)的喷洒方向斜向上；所述喷水管(9)的上下两侧设置防撞挡条(7)。

9.一种高炉冲渣过滤池蒸汽回收方法，采用权利要求2所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收系统，其步骤包括：

一、形成蒸汽通道

通过供水部分向喷水管(9)内通入压力水，压力水经喷头(8)喷出形成水幕，水幕(11)与滤池(1)内侧壁间形成容纳蒸汽空间，相邻两喷头(8)间喷出的水幕(11)形成的蒸汽空间相连通，从而沿滤池(1)内侧壁四周的各蒸汽空间形成蒸汽通道；水池内蒸汽可进入蒸汽通道内；

二、高炉冲渣

高炉(12)向滤池(1)倾倒高炉渣，进行冲渣；高炉渣遇水形成蒸汽；

三、蒸汽回收

蒸汽收集部分的引风机(2)启动，在蒸汽通道内形成负压，冲渣蒸汽被吸入蒸汽通道内，并不断进入蒸汽回收支管(3)，通过引风机(2)后得到回收。

10.根据权利要求9所述的高炉冲渣过滤池蒸汽回收方法，其特征在于：步骤三中，经引风机(2)回收的蒸汽被送入粒化塔(5)和/或冷却塔(6)。