CN114058747B - 一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置 - Google Patents
一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114058747B CN114058747B CN202010758535.0A CN202010758535A CN114058747B CN 114058747 B CN114058747 B CN 114058747B CN 202010758535 A CN202010758535 A CN 202010758535A CN 114058747 B CN114058747 B CN 114058747B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slag
- sludge
- drying
- steel ball
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
- C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
- C21B3/06—Treatment of liquid slag
- C21B3/08—Cooling slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B11/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive
- F26B11/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles
- F26B11/026—Arrangements for charging or discharging the materials to be dried, e.g. discharging by reversing drum rotation, using spiral-type inserts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B11/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive
- F26B11/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles
- F26B11/04—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis
- F26B11/0463—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall
- F26B11/0468—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall for disintegrating, crushing, or for being mixed with the materials to be dried
- F26B11/0472—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall for disintegrating, crushing, or for being mixed with the materials to be dried the elements being loose bodies or materials, e.g. balls, which may have a sorbent effect
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B11/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive
- F26B11/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles
- F26B11/04—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis
- F26B11/0463—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall
- F26B11/0477—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall for mixing, stirring or conveying the materials to be dried, e.g. mounted to the wall, rotating with the drum
- F26B11/0481—Machines or apparatus for drying solid materials or objects with movement which is non-progressive in moving drums or other mainly-closed receptacles rotating about a horizontal or slightly-inclined axis having internal elements, e.g. which are being moved or rotated by means other than the rotating drum wall for mixing, stirring or conveying the materials to be dried, e.g. mounted to the wall, rotating with the drum the elements having a screw- or auger-like shape, or form screw- or auger-like channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
- F26B3/20—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor
- F26B3/205—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor the materials to be dried covering or being mixed with heated inert particles which may be recycled
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
- C21B2400/022—Methods of cooling or quenching molten slag
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
- C21B2400/022—Methods of cooling or quenching molten slag
- C21B2400/026—Methods of cooling or quenching molten slag using air, inert gases or removable conductive bodies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/05—Apparatus features
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/05—Apparatus features
- C21B2400/052—Apparatus features including rotating parts
- C21B2400/056—Drums whereby slag is poured on or in between
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/05—Apparatus features
- C21B2400/064—Thermally-conductive removable bodies, e.g. balls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/05—Apparatus features
- C21B2400/066—Receptacle features where the slag is treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
- C21B2400/08—Treatment of slags originating from iron or steel processes with energy recovery
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置,包括如下步骤:1)渣球混合均热,高温熔渣与钢球充分混合、换热,高温熔渣的热量被钢球快速吸收而冷却,并被破碎形成粒状渣,钢球吸收高温熔渣热量而升温;2)污泥干化,将高温钢球输送至污泥干化装置,与注入的污泥混合,干化污泥,当污泥含水率达到设定值后钢球和污泥分离,钢球和污泥分别排出。本发明利用高温熔渣余热使钢球升温,并通过升温后的钢球干化污泥,实现熔渣冷却、粒化和污泥干化的协同处理,解决了熔渣冷却和污泥干化两大难题,而且大大提高高温熔渣余热回收利用率。
Description
技术领域
本发明涉及冶金熔渣余热回收技术领域,特别涉及一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置。
背景技术
中国目前是全球最大的钢铁生产国,中国钢铁产量已连续16年保持世界第一,并且遥遥领先于其他国家。冶炼钢铁过程中产生的熔渣蕴含的热量是巨大的,从节能与环保以及提高钢铁厂的经济效益的角度来看,对高炉渣的热量进行回收和高炉渣的资源化利用是十分必要的。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标准煤的热值。每生产1吨生铁要副产0.3吨高炉渣,每生产1吨钢要副产0.13吨钢渣,以钢铁产量9.96亿吨进行计算,可产生4.28亿吨以上的高炉渣和转炉渣,其显热量相当于2570万吨标准煤。
目前处理高炉渣的方法有干渣坑冷却法和水冲渣法。干渣坑冷却法将熔融的高炉渣倒入干渣坑空冷,凝固后水冷。此法污染地下水源,降温时放出大量水蒸气,同时释放大量的H2S和SO2气体,腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境,一般只在事故处理时使用。我国90%的高炉渣都采用水冲渣法处理,得到的水渣用于生产水泥、渣砖、矿渣微粉和隔热填料。高炉渣水淬方式很多,主要处理工艺有:底滤法、因巴法、拉萨法、图拉法、明特克法等。尽管冲渣工艺在不断的发展,但其技术的核心还是对高炉熔渣进行喷水水淬,冷却、粒化成水渣,然后进行水渣分离,冲渣的水经过沉淀过滤后再循环使用。
水冲渣法无法从根本上改变粒化渣耗水的工艺特点,炉渣物理热基本全部散失,冲渣过程中SO2、H2S等污染物的排放不但影响作业环境而且对空气造成污染。水淬渣方式存在以下诸多弊端:
1、浪费了高炉渣所含有的高品质余热资源:1350℃~1450℃的液态高炉渣由出渣口排出,靠高压水将其破碎并冷却,在如此高的温度下,大部分的液态水迅速气化成水蒸气排放到大气中,浪费了该部分水蒸气含有的大量热量,从能量利用效率的角度看,液态高炉渣的余热品质非常高,极具利用价值。
2、浪费大量水资源:水冲渣过程中水压大于0.2MPa,渣水之比为1:10,每吨渣需消耗新水0.8~1.2吨。中国目前高炉生铁产量超过6.8亿吨,全年高炉渣产量约2亿吨,用于水淬渣的新水消耗量约2亿吨。
3、产生SO2及H2S等有害气体,污染环境:水冲渣过程中产生大量的H2S和SOx,随水蒸气排入大气中,聚集到一定程度就成为酸雨的诱因。
在高炉渣余热回收方面,水冲渣余热回收利用仅限于冲渣水余热供暖、浴室供热水等,余热回收率低,仅为10%左右,且受时间和地域限制,在夏季和无取暖设施的地区,这部分能量只能浪费,因此推广应用受到了限制。目前,高炉渣显热回收技术开发的热点是干式回收法,这与现有水淬渣方法相比更为节水和环保,符合发展理念。
较早并取得一定效果的主要有日本的内冷转鼓法、转轮粒化法、风淬法、机械搅拌法、连铸连轧法及英国的离心转盘法等。目前技术存在以下问题:
1、粒化效果不好,不利于继续利用:内冷转鼓法得到的冷渣是以片状的形式排出,这样就不利于对其继续利用。风淬法得到的粒化渣的颗粒直径分布范围较宽,也不利于后续处理。连铸连轧法得到的平板式炉渣为大的片状,不利于对其继续利用。
2、换热气体品质不高:离心转盘法采用流化床来进行换热,床层返混剧烈,出口温度不高为400-500℃,能量品质较低,高温热源没有得到有效利用。
3、热回收效率偏低:内冷转鼓法中的内热媒介物吸收热量约为熔渣显热的40%,连铸连轧法得到的平板式高温渣的透气性严重影响冷空气和水冷壁的换热效率。
4、玻璃化程度不高,附加值较低:转轮粒化法属于半急冷处理,得到的产品是混凝土骨料,附加值较低。机械搅拌法得到的渣粒尺寸大且不均匀,玻璃化程度不高,只能用作铺路材料。
5、设备运行成本高,投资大:风淬法在粒化过程中动力消耗很大,风淬冷却速度较慢,为了防止粒化渣在固结之前粘连到设备表面上,需较大的设备尺寸,增加了投资费用。
目前采用的冶金渣水淬处理技术,不仅浪费了高炉渣所含有的高品质余热资源,而且浪费了大量的新水资源,同时对环境造成非常严重的污染。这种方法已经远不能适应新型工业化和循环经济的发展模式,必须从根本上加以改变或废弃。而目前的高炉渣干式粒化方法技术还不成熟,有的效率低,有的影响炉渣性能降低附加值,有的设备投资大等等,并不能有效解决这一问题。
近年来,污泥产量增长趋势明显。目前,我国年废水排放总量超过400×108t,每年排放干污泥约为5.50×106~6.00×106t,且不断增加。一方面是因为污水管网的服务人口不断增加,另一方面是因为水质排放标准越来越严格。
国内普遍定义污泥为污水处理过程中产生的半固态或者固态物质,由有机物、细菌、无机颗粒、胶体组成的复杂非均质体。按污泥源头分类,主要有给水污泥、工业废水污泥和生活污水污泥。按污水处理工艺,污泥则可分为以下几类:初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥、化学污泥等。污泥的含水率主要取决于污泥中固体的种类及其颗粒大小。通常,固体颗粒越细小,其含有机物越多,污泥的含水率越高。污泥的含水率或固体含量与污泥体积密切相关,例如,污泥含水率从95%降至90%时,污泥体积将会减少一半,所以降低污泥中含水率具有十分重要的意义。
污泥干化技术是实现污泥处置和资源化的前提和基础,传统污泥干化技术能耗成本高,污泥含水率从80%降至20%每吨污泥干化能耗就超过740度电,约合90kg标煤,严重制约污泥干化技术的发展和应用。
发明内容
本发明目的在于提供一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置,利用高温熔渣余热干化污泥,实现熔渣冷却、粒化和污泥干化的协同处理,解决了高温熔渣冷却和污泥干化两个难题,而且大大提高了高温熔渣余热回收利用率。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺,其包括如下步骤:
1)渣球混合均热
将高温熔渣和钢球分别输送至一熔渣冷却处理装置内,熔渣处理装置在驱动装置的带动下转动,使其中的高温熔渣和钢球滚动,充分均匀混合、换热,钢球吸收高温熔渣的热量,高温熔渣被钢球逐渐冷却、破碎形成粒径小于150mm、温度低于400℃的粒状渣,粒状渣和钢球分离,粒状渣经排渣机构排出,吸收热量后的钢球排入高温钢球溜槽;所述高温熔渣和钢球的重量比为1:50~100,所述吸收热量后的钢球温度为200~400℃;
2)污泥干化
吸收热量后的钢球经高温钢球溜槽输送至污泥干化装置,与注入的污泥混合,污泥干化装置在驱动装置的带动下转动,使其中的污泥和钢球滚动,充分均匀混合、换热,吸收热量后的钢球使污泥实现干化,当污泥含水率达到设定值后,钢球和污泥分离,污泥经污泥排放装置排出,降温后的钢球经出口排出;所述钢球与注入的污泥质量比为2~10:1。
进一步,所述降温后的钢球输送、返回至熔渣冷却处理装置内,形成一个循环处理过程。
优选的,所述污泥初始含水率为30~95%,干化后污泥含水率为3~10%。
在本发明干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺中:
高温熔渣通过熔渣进料漏斗进入熔渣冷却处理装置内,作为熔渣冷却介质的钢球从熔渣进料漏斗输送到熔渣进料漏斗内,与高温熔渣混合。熔渣冷却处理装置内壁设置渣、球推进机构(如螺旋抄板),钢球和高温熔渣随着熔渣冷却处理装置的转动均匀混合,高温熔渣被钢球逐渐冷却破碎,并将热量传递给钢球,高温熔渣冷却、破碎后形成粒径小于150mm、温度低于400℃的粒状渣,冷却固化的粒状渣在熔渣冷却处理装置的尾部通过排渣机构排出,经冷渣收集装置收集并转运到下方的冷渣料仓,供后续资源化处理和利用。吸收热量后的钢球继续随熔渣冷却处理装置转动前行并被排出到高温钢球溜槽。
吸收热量后的钢球温度为200~400℃,经过高温钢球溜槽输送,与经过污泥输送装置输送的污泥混合进入污泥干化装置内,污泥干化装置内壁同样设置泥、球推进机构(如螺旋抄板),钢球和污泥在泥、球推进机构(如螺旋抄板)作用下,一边混合干化一边往前输送,污泥干化达到设定的含水率后在污泥干化装置尾端的干泥排放装置排出,由干泥收集器收集后送入下方的干化污泥料仓,供后续资源化处理和利用,根据用户不同需求对干化后的污泥含水率进行设定,通过调整工艺参数可使干化后污泥含水率满足要求,污泥初始含水率为30~95%,干化后污泥含水率能够达到3~10%。
从污泥干化装置排出的钢球进入低温钢球溜槽,输送至钢球输送装置内,在重力及推动机构的推动作用下,钢球从钢球输送装置出口排出进入熔渣冷却处理装置的熔渣进料漏斗内,这样钢球的运动可以形成一个循环,反复利用。
本发明所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化工艺的装置,其包括,熔渣冷却处理装置,其为一筒体结构,内壁设推进机构,其进口处设熔渣进料漏斗,出口处设排渣机构;所述熔渣冷却处理装置设有可带动其转动的第一驱动装置;若干钢球及钢球输送装置,该钢球输送装置连接至所述熔渣冷却处理装置进口;高温钢球溜槽,其一端与所述熔渣冷却处理装置出口连接;污泥干化装置,其为一筒体结构,内壁设推进机构,其进口处设污泥输送装置,出口处设干泥排放装置;所述污泥干化装置连接一可带动其转动的第二驱动装置;所述污泥干化装置进口与所述高温钢球溜槽另一端相连。
进一步,所述钢球输送装置钢球进口通过低温钢球溜槽与污泥干化装置出口相连,所述钢球输送装置钢球出口与所述熔渣冷却处理装置熔渣进料漏斗相连,使熔渣冷却处理装置、钢球输送装置、污泥干化装置形成头尾衔接的三角形布置。
优选的,所述钢球输送装置与水平面呈出口端向上的倾斜设置,倾角为25°-80°。
优选的,所述钢球输送装置为一筒体结构,内壁设推进机构,所述钢球输送装置连接一可带动其转动的驱动装置。
优选的,所述熔渣冷却处理装置与所述污泥干化装置呈锐角设置。
优选的,所述熔渣冷却处理装置为水平设置或进口端向下倾斜设置,倾角为0°-45°,优选5°-15°。
优选的,所述污泥干化装置为水平设置或出口端向下倾斜设置,倾角为0°-15°。
优选的,所述排渣机构和干泥排放装置上设尾气收集排放装置。
优选的,所述第一驱动装置和第二驱动装置均分别包括设置于所述熔渣冷却处理装置或所述污泥干化装置上的齿圈、与齿圈啮合的驱动齿轮,所述驱动齿轮设置于联接电机的减速机输出端上。
优选的,所述第三驱动装置包括设置于所述钢球输送装置上的齿圈、与齿圈啮合的驱动齿轮,所述驱动齿轮设置于联接电机的减速机输出端上。
优选的,所述推进机构为螺旋抄板。
在本发明所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化工艺的装置设计中:
本发明通过设置熔渣冷却处理装置、污泥干化装置和钢球输送装置,不仅可以实现高温熔渣的快速粒化和余热回收,同时也可以实现对污泥的干化,不但解决了钢铁行业巨量熔渣余热的有效利用难题,而且对城市污泥的治理和资源化利用开辟了广阔前景;而且,作为优选设计,可将三者头尾衔接、呈三角形布置,形成一个循环处理系统,使整体装置更加紧凑、处理效率更高。
本发明还在排渣机构上设尾气收集排放装置,收集高温熔渣冷却破碎过程中产生的粉尘,通过后续相应的尾气净化装置处理达标后排放。干泥排放装置上设尾气收集排放装置,收集污泥干化过程中产生的含尘和水蒸气的尾气,通过后续相应的尾气净化装置处理达标后排放,进而实现环保化处理。
熔渣冷却处理装置、污泥干化装置和钢球输送装置两端均设有支撑装置,支撑装置包括托圈和托轮支撑机构,通过调节支撑装置实现对各个装置与水平面的倾角调节。
本发明的有益效果:
1、熔渣冷却和污泥干化协同处置。
本发明将熔渣处理和污泥干化两个不同的技术领域和行业有机联系起来,熔渣既实现了高效冷却、粒化处理,其余热也得到高效回收利用;并利用回收熔渣的余热实现污泥的低成本干化,不但解决了钢铁行业巨量熔渣余热的有效利用难题,而且对城市污泥的治理和资源化开辟了广阔前景,可同时解决熔渣冷却和污泥干化两大难题。
2、本发明整体工艺快速、稳定、连续。
本发明将钢球作为高效冷却介质和蓄热体,不断将熔渣的热量进行回收,并将热量转移到低温污泥中,而且,通过循环传送实现钢球的反复利用,从而可以稳定、连续的处理熔渣和污泥。
3、熔渣处理效率高。
熔渣被连续、动态的冷却、粒化,克服了常规工艺长时间静态冷却、缓慢换热的不足,熔渣的处理效率大幅度提升。
4、熔渣热能利用率高。
熔渣温度高,携带热能的品质高,但熔渣类似耐火材料,热导率非常小,放热缓慢,其所携带热能很难通过常规工艺加以回收、利用。因为钢的热导率比较大,可以快速的吸热和放热,所以采用钢球作为传热介质,钢球和熔渣接触、混合过程中,能够快速的吸收熔渣的热量变成高温钢球,当高温钢球与污泥混合时,能将高温钢球自身热量快速的释放出来,传递给污泥,实现污泥的干化。
5、污泥干化效率高。
本发明吸收热量后的钢球和污泥直接接触、反复搅动,换热面积大,干化效率高。
6、干化污泥的品种多、范围广。
本发明利用吸收热量后的钢球干化污泥,钢球作为传热介质,其表面干净,熔渣和污泥不接触,熔渣和污泥之间不会互相污染,因此,污泥的干化不受熔渣的种类和污泥的类别制约,高炉熔渣、转炉熔渣或其它熔渣都能提供热量,无机污泥、有机污泥都能被干化。
附图说明
图1为本发明所述干式粒化熔渣与污泥耦合干化装置的结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图3为图1的B向视图。
图4为图1的C向视图。
具体实施方式
参见图1~图4,本发明所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化装置,其包括,
熔渣冷却处理装置1,其为一筒体结构,内壁设推进机构11,熔渣进口处设熔渣进料漏斗12,出口处设排渣机构13;所述熔渣冷却处理1装置连接一可带动其转动的第一驱动装置14;
若干钢球2及钢球输送装置3,该钢球输送装置3连接至所述熔渣冷却处理装置1进口;
高温钢球溜槽4,其一端与所述熔渣冷却处理装置1出口连接;
污泥干化装置5,其为一筒体结构,内壁设推进机构51,污泥进口处设污泥输送装置52,出口处设干泥排放装置53;所述污泥干化装置5连接一可带动其转动的第二驱动装置54;所述污泥干化装置5进口与所述高温钢球溜槽4另一端相连。
进一步,所述钢球输送装置3钢球进口通过低温钢球溜槽6与污泥干化装置5出口相连,所述钢球输送装置3钢球出口通过钢球溜槽7与所述熔渣冷却处理装置1熔渣进料漏斗12相连,使熔渣冷却处理装置1、钢球输送装置3、污泥干化装置5形成头尾衔接的三角形布置。
优选的,所述钢球输送装置3与水平面呈出口端向上的倾斜设置,倾角为25°-80°。
优选的,所述钢球输送装置3为一筒体结构,内壁设推进机构31,所述钢球输送装置3连接一可带动其转动的第三驱动装置32。
优选的,所述熔渣冷却处理装置1与水平面呈进口端向下的倾斜设置,倾角为0°-45°,优选5°-15°。
优选的,所述污泥干化装置5水平设置或与水平面呈出口端向下的倾斜设置,倾角为0°-15°。
优选的,所述排渣机构13和干泥排放装置53上设尾气收集排放装置8。
优选的,所述第一驱动装置14和第二驱动装置15均分别包括设置于所述熔渣冷却处理装置或所述污泥干化装置上的齿圈、与齿圈啮合的驱动齿轮,所述驱动齿轮设置于联接电机的减速机输出端上。
优选的,所述第三驱动装置32包括设置于所述钢球输送装置上的齿圈、与齿圈啮合的驱动齿轮,所述驱动齿轮设置于联接电机的减速机输出端上。
优选的,所述推进机构11、51、31为螺旋抄板。
优选的,所述熔渣冷却处理装置1、污泥干化装置5和钢球输送装置3两端均设有支撑装置9。
优选的,所述排渣机构13与一冷渣收集装置16连接,所述冷渣收集装置16下方设有冷渣料仓17。
优选的,所述干泥干泥排放装置53与一干泥收集器18连接,所述干泥收集器18下方设有干化污泥料仓19。
本发明的干式粒化熔渣与污泥耦合干化工艺,包括如下步骤:
1)渣球混合均热
高温炉渣100和若干钢球2首先由熔渣进料漏斗11送进转动的熔渣冷却处理装置1进行渣球混合,高温熔渣100被钢球2逐渐冷却破碎,并将热量传递给钢球2,高温熔渣100被钢球逐渐冷却、破碎形成粒径小于150mm、温度低于400℃的粒状渣,粒状渣在熔渣冷却处理装置1的尾部通过排渣机构14排出,经冷渣收集装置16收集并转运到下方的冷渣料仓17,供后续资源化处理和利用;吸收热量后的高温钢球2继续随熔渣冷却处理装置1转动前行并被排出到高温钢球溜槽4,所述高温熔渣和钢球的重量比为1:50~100,所述吸收热量后的钢球温度为200~400℃。
2)污泥干化
高温钢球2经高温钢球溜槽4输送至污泥干化装置5,与注入的污泥200在进口处混合,所述钢球与注入的污泥质量比为2~10:1,污泥干化装置5在第二驱动装置54的带动下转动,使其中的污泥200和钢球2滚动,充分均匀混合、换热,高温钢球2使污泥200实现干化,当污泥200含水率达到设定值后,钢球2和污泥200分离,污泥200经干泥排放装置53排出,由干泥收集器18收集后送入下方的干化污泥料仓19,供后续资源化处理和利用。降温后的钢球2经出口排出。
进一步,从污泥干化装置7排出的钢球2进入低温钢球溜槽6,输送至钢球输送装置3内,在重力及推进机构的推动作用下,钢球2从钢球输送装置3出口排出进入熔渣冷却处理装置1的熔渣进料漏斗12内,形成一个循环处理过程。
本发明实施例工艺控制参数详见表1。
表1
Claims (13)
1.一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,包括:
熔渣冷却处理装置,其为一筒体结构,内壁设推进机构,其进口处设熔渣进料漏斗,出口处设排渣机构;所述熔渣冷却处理装置设有可带动其转动的第一驱动装置;
若干钢球及钢球输送装置,该钢球输送装置连接至所述熔渣冷却处理装置进口;
高温钢球溜槽,其一端与所述熔渣冷却处理装置出口连接;
污泥干化装置,其为一筒体结构,内壁设推进机构,其进口处设污泥输送装置,出口处设干泥排放装置;所述污泥干化装置设一可带动其转动的第二驱动装置;所述污泥干化装置进口与所述高温钢球溜槽另一端相连;
所述钢球输送装置为一筒体结构,内壁设推进机构,所述钢球输送装置设有一可带动其转动的第三驱动装置;
所述钢球输送装置钢球进口通过低温钢球溜槽与污泥干化装置出口相连,所述钢球输送装置钢球出口与所述熔渣冷却处理装置熔渣进料漏斗相连,使熔渣冷却处理装置、钢球输送装置、污泥干化装置形成头尾衔接的三角形布置。
2.如权利要求1所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述钢球输送装置的出口端向上倾斜设置,倾角为25°-80°。
3.如权利要求1所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述熔渣冷却处理装置与所述污泥干化装置呈锐角设置。
4.如权利要求1或3所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述熔渣冷却处理装置为水平设置或进口端向下倾斜设置,倾角为0°-45°。
5.如权利要求1或3所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述熔渣冷却处理装置为水平设置或进口端向下倾斜设置,倾角为5°-15°。
6.如权利要求1所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述污泥干化装置为水平设置或出口端向下倾斜设置,倾角为0°-15°。
7.如权利要求1所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述排渣机构和干泥排放装置上设尾气收集排放装置。
8.如权利要求1所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述第一驱动装置和第二驱动装置均分别包括设置于所述熔渣冷却处理装置或所述污泥干化装置上的齿圈、与齿圈啮合的驱动齿轮,所述驱动齿轮设置于联接电机的减速机输出端上。
9.如权利要求1所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述第三驱动装置包括设置于所述钢球输送装置上的齿圈、与齿圈啮合的驱动齿轮,所述驱动齿轮设置于联接电机的减速机输出端上。
10.如权利要求1所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化的装置,其特征在于,所述推进机构为螺旋抄板。
11.一种使用如权利要求1或2或3或6或7或8或9所述装置的干式粒化熔渣与污泥耦合干化工艺,其特征是,包括如下步骤:
1)渣球混合均热
将高温熔渣和钢球分别输送至一熔渣冷却处理装置内,熔渣处理装置在驱动装置的带动下转动,使其中的高温熔渣和钢球滚动,充分均匀混合、换热,钢球吸收高温熔渣的热量,高温熔渣被钢球逐渐冷却、破碎形成粒径小于150mm、温度低于400℃的粒状渣,粒状渣和钢球分离,粒状渣经排渣机构排出,吸收热量后的钢球排入高温钢球溜槽;所述高温熔渣和钢球的重量比为1:50~100,所述吸收热量后的钢球温度为200~400℃;
2)污泥干化
吸收热量后的钢球经高温钢球溜槽输送至污泥干化装置,与注入的污泥混合,污泥干化装置在驱动装置的带动下转动,使其中的污泥和钢球滚动,充分均匀混合、换热,吸收热量后的钢球使污泥实现干化,当污泥含水率达到设定值后,钢球和污泥分离,污泥经污泥排放装置排出,降温后的钢球经出口排出;所述钢球与注入的污泥质量比为2~10:1。
12.如权利要求11所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化工艺,其特征是,所述降温后的钢球输送、返回至熔渣冷却处理装置内,形成一个循环处理过程。
13.如权利要求11所述的干式粒化熔渣与污泥耦合干化工艺,其特征是,所述污泥初始含水率为30~95%,干化后污泥含水率为3~10%。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010758535.0A CN114058747B (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置 |
US18/018,677 US20230295754A1 (en) | 2020-07-31 | 2021-06-21 | Integrated drying process and device for dry granulated slag and sludge |
PCT/CN2021/101238 WO2022022161A1 (zh) | 2020-07-31 | 2021-06-21 | 一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置 |
EP21850176.5A EP4190919A4 (en) | 2020-07-31 | 2021-06-21 | METHOD AND INTEGRATED DRYING DEVICE FOR DRY GRANULAR SLAG AND SLUDGE |
AU2021314706A AU2021314706A1 (en) | 2020-07-31 | 2021-06-21 | Integrated drying process and device for dry granulated slag and sludge |
BR112023001708A BR112023001708A2 (pt) | 2020-07-31 | 2021-06-21 | Processo integrado e dispositivo para secagem de escórias e lama residual granuladas a seco |
KR1020237006605A KR20230042739A (ko) | 2020-07-31 | 2021-06-21 | 건식 과립화 용융 슬래그와 슬러지 결합 건조의 공정 및 장치 |
JP2023506530A JP7564939B2 (ja) | 2020-07-31 | 2021-06-21 | 乾式造粒スラグと汚泥の連合乾燥のプロセスおよび装置 |
TW110126578A TWI793683B (zh) | 2020-07-31 | 2021-07-20 | 熔渣冷卻、粒化和污泥乾化的方法及裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010758535.0A CN114058747B (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114058747A CN114058747A (zh) | 2022-02-18 |
CN114058747B true CN114058747B (zh) | 2022-12-16 |
Family
ID=80037192
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010758535.0A Active CN114058747B (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230295754A1 (zh) |
EP (1) | EP4190919A4 (zh) |
JP (1) | JP7564939B2 (zh) |
KR (1) | KR20230042739A (zh) |
CN (1) | CN114058747B (zh) |
AU (1) | AU2021314706A1 (zh) |
BR (1) | BR112023001708A2 (zh) |
TW (1) | TWI793683B (zh) |
WO (1) | WO2022022161A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102556953B1 (ko) * | 2023-01-03 | 2023-07-17 | 조원경 | 돔 스크린 형태의 슬러지 여과부가 구비된 스크류 건조기 |
CN117303709B (zh) * | 2023-11-10 | 2024-06-18 | 中建三局第一建设工程有限责任公司 | 一种用于污泥快速自然干化的膨胀污泥调理剂的制备方法与应用及综合利用方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LU56283A1 (zh) * | 1967-09-04 | 1968-09-30 | ||
CN1858262A (zh) * | 2005-04-30 | 2006-11-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | 高粘度冶金熔渣的处理方法 |
CN101885574A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-11-17 | 武汉东海石化重型装备有限公司 | 市政污泥热氧化处理成套装备 |
CN201873694U (zh) * | 2010-09-26 | 2011-06-22 | 上海国冶工程技术有限公司 | 采用竖直进料的倾斜式滚筒渣处理装置 |
CN104512988A (zh) * | 2013-09-29 | 2015-04-15 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种利用不锈钢熔渣处理重金属污泥的方法 |
CN109293194A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种滚筒法直接干化无机污泥的方法及装置 |
CN109811095A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-28 | 西安交通大学 | 一种蓄热式不锈钢渣余热回收装置和方法 |
CN110330211A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-10-15 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高温钢渣与污泥耦合干化的工艺及装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4445147B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2010-04-07 | カワサキプラントシステムズ株式会社 | 汚泥の処理方法及び装置 |
CN100592014C (zh) * | 2008-10-09 | 2010-02-24 | 王绍良 | 废弃物干燥方法及其系统装置 |
US20140352496A1 (en) * | 2010-03-17 | 2014-12-04 | Sms Siemag Ag | Briquette for producing a foamed slag effect in eaf technology in stainless steel production |
CN107557505A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 适合全量钢渣处理的滚筒法处理工艺及处理装置 |
CN108165686B (zh) * | 2018-01-13 | 2019-05-07 | 秦皇岛点知汇科技有限公司 | 一种滚筒式炉渣粒化及余热回收系统 |
-
2020
- 2020-07-31 CN CN202010758535.0A patent/CN114058747B/zh active Active
-
2021
- 2021-06-21 AU AU2021314706A patent/AU2021314706A1/en active Pending
- 2021-06-21 US US18/018,677 patent/US20230295754A1/en active Pending
- 2021-06-21 KR KR1020237006605A patent/KR20230042739A/ko active Search and Examination
- 2021-06-21 JP JP2023506530A patent/JP7564939B2/ja active Active
- 2021-06-21 EP EP21850176.5A patent/EP4190919A4/en active Pending
- 2021-06-21 WO PCT/CN2021/101238 patent/WO2022022161A1/zh active Application Filing
- 2021-06-21 BR BR112023001708A patent/BR112023001708A2/pt unknown
- 2021-07-20 TW TW110126578A patent/TWI793683B/zh active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LU56283A1 (zh) * | 1967-09-04 | 1968-09-30 | ||
CN1858262A (zh) * | 2005-04-30 | 2006-11-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | 高粘度冶金熔渣的处理方法 |
CN101885574A (zh) * | 2009-05-14 | 2010-11-17 | 武汉东海石化重型装备有限公司 | 市政污泥热氧化处理成套装备 |
CN201873694U (zh) * | 2010-09-26 | 2011-06-22 | 上海国冶工程技术有限公司 | 采用竖直进料的倾斜式滚筒渣处理装置 |
CN104512988A (zh) * | 2013-09-29 | 2015-04-15 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种利用不锈钢熔渣处理重金属污泥的方法 |
CN110330211A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-10-15 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高温钢渣与污泥耦合干化的工艺及装置 |
CN109293194A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种滚筒法直接干化无机污泥的方法及装置 |
CN109811095A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-28 | 西安交通大学 | 一种蓄热式不锈钢渣余热回收装置和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230042739A (ko) | 2023-03-29 |
TWI793683B (zh) | 2023-02-21 |
JP2023537699A (ja) | 2023-09-05 |
US20230295754A1 (en) | 2023-09-21 |
AU2021314706A1 (en) | 2023-03-16 |
EP4190919A4 (en) | 2023-12-06 |
TW202206606A (zh) | 2022-02-16 |
JP7564939B2 (ja) | 2024-10-09 |
WO2022022161A1 (zh) | 2022-02-03 |
EP4190919A1 (en) | 2023-06-07 |
CN114058747A (zh) | 2022-02-18 |
BR112023001708A2 (pt) | 2023-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101665845B (zh) | 一种液态高炉渣粒化方法及其装置 | |
CN101660014A (zh) | 熔融高炉渣显热回收方法及装置 | |
CN101914640B (zh) | 高炉炉渣干法粒化及余热回收系统 | |
CN1920380A (zh) | 一种高炉渣显热回收系统及生产工艺 | |
CN114058747B (zh) | 一种干式粒化熔渣与污泥耦合干化的工艺及装置 | |
KR20220144816A (ko) | 고로 용융 슬래그 과립화와 폐열 회수 이용 장치 및 방법 | |
CN109811095B (zh) | 一种蓄热式不锈钢渣余热回收装置和方法 | |
CN109722496B (zh) | 一种干式破碎熔渣显热回收系统及发电系统 | |
CN1888081A (zh) | 液态高炉渣热量回收过程中渣的粒化方法及其装置 | |
CN212270143U (zh) | 一种高炉渣余热发电系统 | |
CN108411054B (zh) | 一种用于回收高温散料显热的移动床装置 | |
CN101880737A (zh) | 一种连续式热态钢渣余热回收系统及其方法 | |
CN101886148A (zh) | 高温熔融渣回收方法 | |
CN102766707B (zh) | 一种基于煤气化原理的高炉渣余热利用系统 | |
CN104988256B (zh) | 炉渣余热回收系统 | |
CN111206131A (zh) | 一种高温熔渣粒化装置 | |
CN214529096U (zh) | 一种高温液态稀熔渣急冷干式粒化及余热回收系统 | |
CN202658169U (zh) | 一种模块式的高炉炉渣干法粒化冷却装置 | |
CN212378525U (zh) | 一种高温熔渣余热回收系统 | |
CN201762342U (zh) | 膨胀渣珠余热回收装置 | |
CN101913784A (zh) | 高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺 | |
CN115722518A (zh) | 一种建筑装修垃圾低碳高效资源化处置系统及其方法 | |
CN103773911A (zh) | 一种液态渣粒化及其余热干法流态化高品位梯级回收方法及系统 | |
CN203728857U (zh) | 急冷干式破碎熔融高炉渣显热回收的装置 | |
CN109536656B (zh) | 一种辊抽干法粒化系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |