CN114294970A - 一种钢厂淬渣蒸汽消白装置及其消白方法 - Google Patents

Abstract

一种钢厂淬渣蒸汽消白装置及其消白方法。本发明具体涉及一种钢厂淬渣蒸汽消白装置及其消白方法。本发明是要解决现有淬渣蒸汽除湿消白存在成本高，能源耗费较大的问题。它由渣水池、渣水排水管、供暖进水口、真空泵、换热管、渣水流道、壳体、供暖出水口、渣水进水管、渣水槽道和支架组成。方法：壳体内的绝对压力低于环境大气压，渣水槽道内的渣水从渣水进水管进入到壳体内，产生闪蒸蒸汽；壳体内的上部有供暖水换热器的换热管，渣水蒸汽就在换热管的外表面凝结并放热，凝结水重新向下进入渣水流道；渣水在渣水流道内放热降温后，从渣水排水管排放到渣水池。本发明用于钢厂淬渣蒸汽消白。

Description

一种钢厂淬渣蒸汽消白装置及其消白方法

技术领域

本发明具体涉及一种钢厂淬渣蒸汽消白装置及其消白方法。

背景技术

我国是钢铁生产的大国，钢铁的年产量占世界总产量的40％。无论是炼钢还是炼铁，都要产生大量的炉渣。炉渣是和钢铁相伴随生成，它是钢铁冶炼的副产品。

钢厂高炉内，产生1400～1500℃的液态高温炉渣，经渣口流出后，再经渣沟进入冲渣流槽时，以一定的水量、水压及流槽坡度，使水与熔渣流成一定的交角，熔渣受冷冲击，炸裂成一定粒度的合格的水渣。水渣与冲渣水混合在一起，沿一定坡度的几十米长的冲渣流槽向下流淌，同时大量的白色蒸汽混合着空气，向四处空间扩张，严重地污染了环境。

在冲渣流槽的终端，水渣与冲渣水掉进渣水池，渣水分离，炉渣用作建筑材料；冲渣水进入冲渣水池后，高温渣水产生的大量蒸汽，渣池上方白色蒸汽缭绕，严重污染厂区和周围社区大气环境。渣水流槽和渣池的淬渣蒸汽热量约为高温炉渣全部热量的60％。

冲渣水池通常占地几千平方米，冲渣水池上方热汽腾空，冲渣水温度常年保持在70～80℃，冲渣白色蒸汽污染环境，但同时，它也是一个巨大的潜在的热能能源。在消白的同时，如果能有效地加以利用，比如利用冲渣水的热能，冬天为居民区供暖，不仅可以为国家节约大量燃料，而且减少了碳排放，保护了环境。

钢厂高炉每冶炼1吨生铁，炉渣损失掉的热量在0.81GJ～0.87GJ，占总热量收入的6.61％～7.5％，折标煤为27.77kg～29.78kg燃烧放出的热量，以渣比0.44计算，每吨渣损失的热量约为63.9kg标煤完全燃烧放出的热量。

当前，高炉渣热量回收方面主要是冲渣水余热回收，主要用于供暖，已经利用的单位如首钢、济钢、宣钢、鞍钢、本钢、莱钢、安钢等企业。而占高温炉渣全部热量60％的淬渣蒸汽热量还完全没有被利用。

未被利用的淬渣蒸汽在排放的时候，淬渣蒸汽烟囱口冒白烟，表明淬渣蒸汽湿度很大，极有可能形成酸雾，不仅腐蚀周围建筑设备，也对人类呼吸系统带来损害；同时，由于淬渣蒸汽并不是纯净的水蒸气，其中夹带有淬渣时产生的粉尘、玻璃丝等杂质，淬渣蒸汽严重污染环境，所以进行淬渣蒸汽除湿消白，既节能，又净化环境，是刻不容缓的利国利民的大事。

至今为止，钢厂的淬渣蒸汽还没有好的消白方法和消白装置，钢厂的淬渣蒸汽都仍在随意排放。其原因除了因为淬渣蒸汽的排放量很大之外，最主要的原因是由于排放的淬渣蒸汽中混入大量的空气，要对这种汽水混合的湿空气进行降温除湿消白非常困难，需要的设备成本非常高，以至于一般企业有心无力，普遍都没有实施消白工程。因此，寻找低成本淬渣蒸汽除湿消白技术成为当务之急。

发明内容

本发明是要解决现有淬渣蒸汽除湿消白存在成本高，能源耗费较大的问题，而提供一种钢厂淬渣蒸汽消白装置及其消白方法。

本发明钢厂淬渣蒸汽消白装置由渣水池、渣水排水管、供暖进水口、真空泵、换热管、渣水流道、壳体、供暖出水口、渣水进水管、渣水槽道和支架组成；所述渣水槽道倾斜设置在支架上，所述壳体设置在渣水槽道内，所述壳体的上部设置有换热管，所述壳体内部空腔形成渣水流道，所述壳体的高端设置有渣水进水管，所述壳体的低端设置有渣水排水管，所述渣水排水管的出口端设置在渣水池内，所述换热管的高端设置有供暖出水口，所述换热管的低端设置有供暖进水口，所述壳体上设置有真空泵。

本发明钢厂淬渣蒸汽消白装置的消白方法是按以下步骤进行：

在压差作用下，渣水槽道内的渣水由渣水进水管进入壳体内，渣水沿渣水流道向下流动，渣水在流淌过程中闪蒸，产生闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽向上流动，并在换热管外壁面上凝结放热，凝结水向下滴落；凝结水和放热降温后的渣水从渣水排水管排放到渣水池中；对外供暖水从供暖进水口进入换热管，得到闪蒸蒸汽凝结热升温后，从供暖出水口流出，向用户供热。

本发明的有益效果是：

本发明从源头上，对渣水流道进行改造后，渣水进入到设置在槽道内的真空相变换热器，在隔绝空气的条件下，渣水闪蒸降温，冷水换热管凝结蒸汽，最后，低温渣水流出相变换热器，基本不再产生蒸汽，能够实现低成本淬渣蒸汽除湿消白。

本发明对淬渣蒸汽消白做到了完全彻底，杜绝了淬渣蒸汽对大气和环境的污染；本发明方法简便，易于推广应用；本发明装置结构简单，成本低，加工和安装方便；本发明装置内部有蒸汽没空气，外部有空气没蒸汽，所以不腐蚀，寿命长。

附图说明

图1为钢厂淬渣蒸汽消白装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合，结合图1说明以下具体实施方式。

具体实施方式一：本实施方式钢厂淬渣蒸汽消白装置由渣水池1、渣水排水管2、供暖进水口3、真空泵4、换热管5、渣水流道6、壳体7、供暖出水口8、渣水进水管9、渣水槽道10和支架11组成；所述渣水槽道10倾斜设置在支架11上，所述壳体7设置在渣水槽道10内，所述壳体7的上部设置有换热管5，所述壳体7内部空腔形成渣水流道6，所述壳体7的高端设置有渣水进水管9，所述壳体7的低端设置有渣水排水管2，所述渣水排水管2的出口端设置在渣水池1内，所述换热管5的高端设置有供暖出水口8，所述换热管5的低端设置有供暖进水口3，所述壳体7上设置有真空泵4。

本实施方式中壳体内的绝对压力低于环境大气压，借助真空泵不断地从壳体内的抽出不凝气体，用以保证壳体内的真空度；在压差作用下，渣水槽道内的渣水从渣水进水管进入到本装置的壳体内，并在壳体坡度作用下，沿着壳体内的底部的渣水流道内向下流淌；由于渣水温度高于壳体内压力对应的饱和温度，渣水在流淌过程中闪蒸，产生闪蒸蒸汽；壳体内的上部有供暖水换热器的换热管，渣水蒸汽就在换热管的外表面凝结并放热，凝结水重新向下进入渣水流道；渣水在渣水流道内放热降温后，从流道终点的渣水排水管排放到渣水池；由于渣水流道和壳体内处于真空状态，其绝对压力低于环境大气压，排水管要插入渣水池内，以建立水封，排水管内的水面高度与壳体内的真空度有关，其特征在于：所述长管状的壳体就沿着渣水槽道纵向放置在渣水槽道内，壳体的渣水进水管位于渣水槽道高端。

本实施方式中所述换热管和壳体即为真空相变换热器的主要组成；采用放置在渣水槽道内卧式的真空相变换热器的主要目的不是回收热量，而是为了消除蒸汽，即消白；本发明巧妙地利用真空压力，进出设备的渣水都不用水泵，而是自行流进流出；目前在科技文献中，或在现实的市场上，都未发现有相同的技术、方法和设备。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述壳体7为长管状。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述壳体7的中心轴线与渣水槽道10的中心轴线平行。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述壳体7内的绝对压力低于环境大气压。其他与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述壳体7的中心轴线与水平线夹角为15°～20°。其他与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述渣水进水管9上设置有阀门。其他与具体实施方式一至五之一相同。

本实施方式用于调节渣水流量。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：渣水排水管2内水面高于渣水池1水面。其他与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式钢厂淬渣蒸汽消白装置的消白方法是按以下步骤进行：

在压差作用下，渣水槽道10内的渣水由渣水进水管9进入壳体7内，渣水沿渣水流道6向下流动，渣水在流淌过程中闪蒸，产生闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽向上流动，并在换热管5外壁面上凝结放热，凝结水向下滴落；凝结水和放热降温后的渣水从渣水排水管2排放到渣水池1中；对外供暖水从供暖进水口3进入换热管5，得到闪蒸蒸汽凝结热升温后，从供暖出水口8流出，向用户供热。

实施例：通过以下实施例验证本发明的有益效果：

钢厂淬渣蒸汽消白装置的消白方法是按以下步骤进行：

在压差作用下，渣水槽道10内的渣水由渣水进水管9进入壳体7内，渣水沿渣水流道6向下流动，渣水在流淌过程中闪蒸，产生闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽向上流动，并在换热管5外壁面上凝结放热，凝结水向下滴落；凝结水和放热降温后的渣水从渣水排水管2排放到渣水池1中；对外供暖水从供暖进水口3进入换热管5，得到闪蒸蒸汽凝结热升温后，从供暖出水口8流出，向用户供热。

在钢厂利用立式的真空相变换热器，使渣水闪蒸降温，以获得闪蒸蒸汽用于供暖获得成功。

Claims (8)

1.一种钢厂淬渣蒸汽消白装置，其特征在于钢厂淬渣蒸汽消白装置由渣水池(1)、渣水排水管(2)、供暖进水口(3)、真空泵(4)、换热管(5)、渣水流道(6)、壳体(7)、供暖出水口(8)、渣水进水管(9)、渣水槽道(10)和支架(11)组成；所述渣水槽道(10)倾斜设置在支架(11)上，所述壳体(7)设置在渣水槽道(10)内，所述壳体(7)的上部设置有换热管(5)，所述壳体(7)内部空腔形成渣水流道(6)，所述壳体(7)的高端设置有渣水进水管(9)，所述壳体(7)的低端设置有渣水排水管(2)，所述渣水排水管(2)的出口端设置在渣水池(1)内，所述换热管(5)的高端设置有供暖出水口(8)，所述换热管(5)的低端设置有供暖进水口(3)，所述壳体(7)上设置有真空泵(4)。

2.根据权利要求1所述的钢厂淬渣蒸汽消白装置，其特征在于所述壳体(7)为长管状。

3.根据权利要求1所述的钢厂淬渣蒸汽消白装置，其特征在于所述壳体(7)的中心轴线与渣水槽道(10)的中心轴线平行。

4.根据权利要求1所述的钢厂淬渣蒸汽消白装置，其特征在于所述壳体(7)内的绝对压力低于环境大气压。

5.根据权利要求1所述的钢厂淬渣蒸汽消白装置，其特征在于所述壳体(7)的中心轴线与水平线夹角为15°～20°。

6.根据权利要求1所述的钢厂淬渣蒸汽消白装置，其特征在于所述渣水进水管(9)上设置有阀门。

7.根据权利要求1所述的钢厂淬渣蒸汽消白装置，其特征在于渣水排水管(2)内水面高于渣水池(1)水面。

8.如权利要求1所述的钢厂淬渣蒸汽消白装置的消白方法，其特征在于钢厂淬渣蒸汽消白装置的消白方法是按以下步骤进行：

在压差作用下，渣水槽道(10)内的渣水由渣水进水管(9)进入壳体(7)内，渣水沿渣水流道(6)向下流动，渣水在流淌过程中闪蒸，产生闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽向上流动，并在换热管(5)外壁面上凝结放热，凝结水向下滴落；凝结水和放热降温后的渣水从渣水排水管(2)排放到渣水池(1)中；对外供暖水从供暖进水口(3)进入换热管(5)，得到闪蒸蒸汽凝结热升温后，从供暖出水口(8)流出，向用户供热。

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