CN115106284A - 一种微波烘干裂解矿渣处理系统及使用方法 - Google Patents

一种微波烘干裂解矿渣处理系统及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波烘干裂解矿渣处理系统及使用方法，包括矿渣输送装置、矿渣预干燥装置、矿渣微波烘干裂解装置、立磨磨机和立磨分离器，属于矿渣的处理技术领域。采用微波烘干裂解矿渣处理系统制备矿渣微粉的方法主要包括矿渣预干燥、矿渣微波烘干和矿渣磨粉步骤。本发明采用微波烘干裂解装置烘干矿渣，具备矿渣烘干速度快、效率高、绿色、清洁、环保等优点，并且微波干燥使矿渣更为疏松多孔且颗粒间出现裂纹，大大的提高了矿渣可磨性和磨矿效率，使矿渣更容易研磨和磨细，与传统加热对比，明显能降低研磨成本、提高矿渣微粉的产量、质量。

Description

一种微波烘干裂解矿渣处理系统及使用方法
技术领域
本发明涉及矿渣的处理技术领域，具体而言，涉及一种微波烘干裂解矿渣处理系统及使用方法。
背景技术
粒化高炉矿渣粉(简称矿渣微粉)是指将炼铁高炉排出的水淬矿渣经超细粉磨后得到一种粉末状产品，它可以改善混凝土的耐久性和工作性，是一种性能优良的矿物细掺料。矿渣微粉的矿渣原料含水量较高，一般含水在10-12％，且水分以自由水和结合水形式存在。如果将含水量较高的矿渣原料直接投入粉磨设备中，一方面，容易造成大量自由水水分在粉磨设备中滞留，而导致设备生锈侵蚀，降低了粉磨设备的使用寿命，造成经济损失；另一方面，含水量较高的矿渣原料直接进入粉磨设备造成矿渣的研磨时间延长、烘干时间延长。此外，实际生产过程中，因物料含水高在物料传输过程中极容易造成板结而堵塞设备，影响正常生产效率。
由于矿渣原料的含水率较高，矿渣微粉生产线一般都配有利用煤粉、煤气或天燃气燃烧产生的热量烘干矿渣原料的热风炉系统。但是，采用这样的热风炉系统烘干矿渣原料的废气中含有多种复杂的环境污染物，如粉尘、SOX、NOx、CO2、HF、VOC、PAHs、二恶英类等污染物和有毒性气体，这些废气经烟囱排入大气，造成了环境污染。而且目前矿渣微粉生产线烘干过程中产生的余热没有得到充分合理的利用，仅有部分余热得到循环，其余通过烟囱排入大气，浪费了能源。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种绿色化、清洁化和节能的微波烘干裂解矿渣处理系统。
为解决上述问题，本发明提供一种微波烘干裂解矿渣处理系统，包括：
矿渣输送装置，用于输送矿渣；
矿渣预干燥装置，用于预干燥矿渣；
矿渣微波烘干裂解装置，用于微波烘干裂解矿渣；
立磨磨机，用于研磨矿渣成矿渣微粉；
立磨分离器，用于将矿渣微粉与空气分离；
所述矿渣输送装置与所述矿渣预干燥装置的进料端相连，所述矿渣预干燥装置的出料端与所述矿渣微波烘干裂解装置的进料端相连，所述矿渣微波烘干裂解装置的出料端与所述立磨磨机的进料端相连，所述立磨磨机的出料端与所述立磨分离器相连。
与现有技术中普遍采用热风炉对矿渣进行烘干的技术相比，本发明具备如下有益效果：
1、采用微波烘干裂解装置烘干矿渣，不需要消耗化石能源，不产生有害气体，绿色、清洁、环保。
2、由于微波干燥技术无需热传导，热量可从矿渣内部产生，且矿渣内部和外部的水分同时被加热，矿渣温度呈外低内高分布，水分受热汽化后产生巨大的压差，形成的推动力使水分快速地由物料内部转移至空气中，因此本发明提供的微波烘干矿渣干燥速度快、效率高。
3、矿渣是多物质的混合物结合体，微波干燥使这些物质更为疏松多孔且颗粒间出现裂纹，大大的提高了其可磨性和磨矿效率，使矿渣更容易研磨和磨细，与传统加热对比明显能降低研磨成本、提高矿渣微粉的产量、质量。
优选地，所述微波烘干裂解矿渣处理系统还包括矿渣微粉收集器和引风装置，所述矿渣微粉收集器用于收集经所述立磨分离器分离得到的所述矿渣微粉，所述引风装置用于引出热风和将所述矿渣微粉引入矿渣微粉收集器中；
所述矿渣微粉收集器的入口与所述立磨分离器的出口相连，所述矿渣微粉收集器与所述引风装置相连。通过引风装置可将经立磨分离器分离得到的矿渣微粉收入矿渣微粉收集器中，同时也将矿渣微粉携带的余热吸走再利用。
优选地，所述微波烘干裂解矿渣处理系统中，所述引风装置的第一出风口与所述微波预干燥装置相连。利用引风装置引出热风的余热对矿渣进行预干燥，可节约能源，避免能源的浪费，也节约微粉矿渣生产成本。
优选地，所述微波烘干裂解矿渣微粉系统还包括送风机、空气预热装置、热风混合机构和热风风机，所述送风机用于将冷空气送入所述空气预热装置，所述空气预热装置用于加热空气，所述热风混合机构用于混合经所述引风装置引出的热风和经空气预热装置加热的热风形成混合热风，所述热风风机用于将所述混合热风送入所述立磨磨机中；
所述送风机的出风口与所述空气预热装置的进气口相连，所述空气预热装置的出气口与所述热风混合机构的第一入口相连，所述热风混合机构的第二入口与所述引风装置的第二出风口相连，所述热风混合机构的出口与所述热风风机的入口相连，所述热风风机的出风口与所述立磨磨机相连。
通过热风风机将混合热风送入立磨磨机中，一方面保证立磨磨机中的矿渣的含水率处于较低的水平，便于对矿渣进行研磨，提高研磨效率；另一方面，补风系统利用引风装置引出的热风的余热，也避免了能源浪费，并节约了成本。
优选地，所述微波烘干裂解矿渣处理系统还包括矿渣称量装置，用于定量称量矿渣，所述矿渣称量装置的进料端与所述矿渣预干燥装置相连，所述矿渣称量装置的出料端与所述矿渣微波烘干装置的进料端相连。采用矿渣称量装置对矿渣进行称量后，再送入微波烘干裂解装置，便于控制微波烘干工艺，实现矿渣微粉系统的全自动化。
优选地，所述微波烘干裂解矿渣处理系统中，所述微波烘干裂解装置的数量为一个或多个。采用多个微波烘干裂解装置，可提高矿渣烘干的效率，并进一步提高矿渣微粉的生产效率。
本发明还提供了使用上述微波烘干裂解矿渣处理系统制备矿渣微粉的方法，包括以下步骤：
S1、矿渣预干燥：通过矿渣输送装置将矿渣输送至矿渣预干燥装置，矿渣预干燥装置对矿渣预干燥，利用引风装置引出热风对矿渣进行预干燥；
S2、矿渣称量：将预干燥的矿渣定量称量后送至微波烘干裂解装置；
S3、矿渣微波烘干：将称量过的矿渣送至矿渣微波烘干裂解装置，对矿渣进行微波烘干；
S4、矿渣磨粉：将烘干的矿渣送至立磨磨机，立磨磨机将矿渣研磨成磨粉，研磨过程中通过热风风机将混合热风送入立磨磨机，再通过立磨分离器分离磨粉，得到矿渣微粉；
S5、矿渣收集：引风装置将经立磨磨机和立磨分离器处理形成的矿渣微粉收集到矿渣微粉收集器中。
上述方法，采用微波烘干裂解矿渣，不产生污染气体，清洁、环保；经微波烘干裂解的矿渣由于含水率低和被裂解，在立磨磨机中的研磨时间缩短，提高了研磨效率。采用矿渣称量装置对矿渣进行称量后，再送入微波烘干裂解装置，便于控制微波烘干工艺，实现矿渣微粉系统的全自动化。也通过将引风装置引出热风进行再利用，对矿渣进行预干燥和与热风混合对研磨中矿渣补风，利用了引风装置引出的热风的余热，节约能源，避免能源的浪费，也节约微粉矿渣生产成本。
附图说明
图1为本发明实施例1中微波烘干裂解矿渣处理系统的工艺流程图；
图2为本发明实施例1中微波烘干裂解矿渣处理系统的示意图；
图3为本发明实施例3中微波烘干裂解矿渣处理系统的工艺流程图；
图4为本发明实施例3中微波烘干裂解矿渣处理系统的示意图；
附图标记说明：
1-矿渣输送装置，2-矿渣预干燥装置，3-矿渣微波烘干裂解装置，4-立磨磨机，5-立磨分离器，6-料仓，7-缓冲仓，8-称量装置，9-喂料机，10-矿渣收集装置，11-空气斜槽，12-成品仓，13-引风装置，14-送风机，15-空气预热装置，16-热风混合机构，17-热风风机，18-排气装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
结合图1所示，本实施例公开了一种微波烘干裂解矿渣处理系统，包括：
矿渣输送装置1，用于输送矿渣；
矿渣预干燥装置2，用于预干燥矿渣；
矿渣微波烘干裂解装置3，用于微波烘干裂解矿渣；
立磨磨机4，用于研磨矿渣成矿渣微粉；
立磨分离器5，用于将矿渣微粉与空气分离；
矿渣输送装置1与矿渣预干燥装置2的进料端相连，矿渣预干燥装置2的出料端与矿渣微波烘干裂解装置3的进料端相连，所述矿渣微波烘干裂解装置3的出料端于所述立磨磨机4的进料端相连，所述微波烘干裂解装置可以为多个，所述立磨磨机4的出料端与立磨分离器5相连。先将矿渣通过矿渣输送装置1送至矿渣预干燥装置2，对经矿渣预干燥装置2干燥过的矿渣再被输送至矿渣微波烘干裂解装置3进行微波烘干，经微波烘干的矿渣经喂料机9进入立磨磨机4研磨成粉，再经立磨分离器5分离得到的矿渣微粉。
与现有技术中普遍采用热风炉对矿渣进行烘干的技术相比，本实施例公开的一种微波烘干裂解矿渣处理系统具备如下有益效果：
1、采用微波烘干裂解装置烘干矿渣，不需要消耗化石能源，不产生有害气体，绿色、清洁、环保。
2、由于微波干燥技术无需热传导，热量可从矿渣内部产生，且矿渣内部和外部的水分同时被加热，矿渣温度呈外低内高分布，水分受热汽化后产生巨大的压差，形成的推动力使水分快速地由物料内部转移至空气中，因此本发明提供的微波烘干裂解矿渣处理系统干燥速度快、效率高。
3、矿渣是多物质的混合物结合体，微波干燥使这些物质更为疏松多孔且颗粒间出现裂纹，大大的提高了其可磨性和磨矿效率，使矿渣更容易研磨和磨细，与传统加热对比明显能降低研磨成本、提高矿渣微粉的产量、质量。
实施例2
本实施例公开了使用实例1中的矿渣处理系统制备矿渣微粉的方法，包括以下步骤：
S1、矿渣预干燥：通过矿渣输送装置1将矿渣输送至矿渣预干燥装置2，对矿渣预干燥装置2中的含水12％左右的矿渣进行预干燥，使预干燥后的矿渣的含水率降至8％左右，预干燥后的气体收集后外排；
S2、矿渣微波烘干：将经步骤S1干燥的矿渣送至矿渣微波烘干裂解装置3，微波烘干裂解装置的数量为一个，对矿渣进行微波烘干，烘干后矿渣含水率为3％-4％，矿渣温度大约为200℃；
S3、矿渣磨粉：将经步骤S2烘干的矿渣送至立磨磨机4，对矿渣进行研磨，研磨成磨粉，再通过立磨分离器5分离磨粉，得到含水率小于1％的矿渣微粉。
实施例3
结合图2所示，本实施例公开了另一种微波烘干裂解矿渣处理系统，在实施例1的基础上还包括料仓6、喂料机9和排气装置18；料仓6可用于将盛装矿渣并将矿渣加入预干燥装置中，料仓6的入口与矿渣输送装置1相连，料仓6的出口与矿渣预干燥装置2相连；喂料机9用于将矿渣加入立磨磨机4，喂料机9的进料端与微波烘干裂解装置的出料端相连，喂料机9的出料端与立磨磨机4的进料端相连；排气装置18用于排出系统中的废气，排气装置18与矿渣预干燥装置相连。将矿渣先输送至料仓6，再加入矿渣预干燥装置2，可便于控制进入预干燥装置内的矿渣的量和控制矿渣预干燥过程。通过喂料机9将微波干燥好的矿渣加入立磨磨机4中，方便调节加入立磨磨机4中的矿渣的量，有利于控制立磨过程和保证立磨后的矿渣微粉的质量。
结合图2所示，本实施例公开的另一种微波烘干裂解矿渣处理系统还包括袋式收粉器、空气斜槽11、成品仓12、引风机、送风机14、空气预热装置15、热风混合机构16和热风风机17；袋式收粉器用于收集矿渣微粉，空气斜槽11用于将袋式收粉器内的矿渣微粉输送至成品仓12，引风机用于引出热风和将矿渣微粉引入袋式收集器中，送风机14用于将冷空气送入空气预热装置15，空气预热装置15用于加热空气，热风混合机构16用于混合经引风机引出的热风和经空气预热装置15加热的热风形成混合热风，热风风机17用于将混合热风送入立磨磨机4中；
袋式收集器的入口与立磨分离器5的出口相连，袋式收粉器通过空气斜槽11与成品仓12相连。引风机的进风口与袋式收粉器相连，引风机的第一出风口与矿渣预干燥装置2相连，送风机14的出风口与空气预热装置15的进气口相连，空气预热装置15的出气口与热风混合机构16的第一入口相连，热风混合机构16的第二入口与引风机的第二出风口相连，热风混合机构16的出口与热风风机17的入口相连，热风风机17的出风口与立磨磨机4相连。
结合图2所示，本实施例公开的另一种微波烘干裂解矿渣处理系统还包括缓冲仓7和矿渣称量装置8，缓冲仓7的进料口与矿渣预干燥装置2相连，缓冲仓7的出料口与矿渣称量装置8的进料端相连，采用缓冲仓7可方便矿渣称量装置8对矿渣进行称量。矿渣称量装置8的出料端与所述矿渣微波烘干装置的进料端相连，矿渣称量装置8将经矿渣预干燥装置2预干燥后的矿渣定量称量后送至微波烘干裂解装置。采用矿渣称量装置8对矿渣进行称量后，再送入微波烘干裂解装置，便于控制微波烘干工艺，实现矿渣处理系统的全自动化。
实施例4
本实施例公开了使用实施例3中的微波烘干裂解矿渣处理系统的方法，包括以下步骤：
S1、将高炉水渣堆场中的矿渣经铲车输送至料仓6，经皮带输送到矿渣预干燥装置2，利用引风机引出的部分热风形成的余热循环一对矿渣预干燥装置2中的含水10％左右的矿渣进行预干燥，矿渣进行预干燥，使预干燥后的矿渣的含水率降至8％左右，预干燥后的气体收集后外排；
S2、矿渣称量：预干燥后的矿渣进入缓冲仓7，再通过矿渣称量装置8将经矿渣预干燥装置2预干燥后的矿渣按设定数量8吨称量。
S3、矿渣微波烘干：将称量后的矿渣送至微波烘干裂解装置一、微波烘干裂解装置二和微波烘干裂解装置三对矿渣进行烘干裂解，微波烘干时间20分钟左右，烘干后的矿渣含水率控制在3％-4％，矿渣温度大约为200℃；
S4、矿渣磨粉：将经步骤S3烘干裂解的矿渣送至喂料机9，再经喂料机9加入立磨磨机4，立磨磨机4对矿渣进行研磨，研磨成磨粉，研磨过程中通过余热循环二将引风机引出的另一部分热风与被空气预热装置15预热的热风在热风混合机构16里形成的混合热风，通过热风风机17将混合热风送入立磨磨机4，使立磨磨机4中的矿渣保持在一定的含水率，热风混合的温度在100℃以上，再通过立磨分离器5分离磨粉，得到含水率小于1％的矿渣微粉，空气预热装置15采用电瓷加热或超临界二氧化碳电瓷加热方式；
S5、矿渣收集：引风机将矿渣经所述立磨磨机4和立磨分离器5处理形成的矿渣微粉收集到袋式收粉器中，再经过空气斜槽11将含水率小于1％的矿渣微粉收集到成品仓12。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种微波烘干裂解矿渣处理系统，其特征在于，包括：
矿渣输送装置(1)，用于输送矿渣；
矿渣预干燥装置(2)，用于预干燥矿渣；
矿渣微波烘干裂解装置(3)，用于微波烘干裂解矿渣；
立磨磨机(4)，用于研磨矿渣成矿渣微粉；
立磨分离器(5)，用于将矿渣微粉与空气分离；
所述矿渣输送装置(1)与所述矿渣预干燥装置(2)的进料端相连，所述矿渣预干燥装置(2)的出料端与所述矿渣微波烘干裂解装置(3)的进料端相连，所述矿渣微波烘干裂解装置(3)的出料端与所述立磨磨机(4)的进料端相连，所述立磨磨机(4)的出料端与所述立磨分离器(5)相连。
2.根据权利要求1所述的微波烘干裂解矿渣处理系统，其特征在于，还包括矿渣微粉收集器和引风装置(13)，所述矿渣微粉收集器用于收集经所述立磨分离器(5)分离得到的所述矿渣微粉，所述引风装置(13)用于引出热风和将所述矿渣微粉引入矿渣微粉收集器中；
所述矿渣微粉收集器的入口与所述立磨分离器(5)的出口相连，所述矿渣微粉收集器与所述引风装置(13)相连。
3.根据权利要求2所述的微波烘干裂解矿渣处理系统，其特征在于，所述引风装置(13)的第一出风口与所述微波预干燥装置相连。
4.根据权利要求3所述的微波烘干裂解矿渣处理系统，其特征在于，还包括送风机(14)、空气预热装置(15)、热风混合机构(16)和热风风机(17)，所述送风机(14)用于将冷空气送入所述空气预热装置(15)，所述空气预热装置(15)用于加热空气，所述热风混合机构(16)用于混合经所述引风装置(13)引出的热风和经空气预热装置(15)加热的热风形成混合热风，所述热风风机(17)用于将所述混合热风送入所述立磨磨机(4)中；
所述送风机(14)的出风口与所述空气预热装置(15)的进气口相连，所述空气预热装置(15)的出气口与所述热风混合机构(16)的第一入口相连，所述热风混合机构(16)的第二入口与所述引风装置(13)的第二出风口相连，所述热风混合机构(16)的出口与所述热风风机(17)的入口相连，所述热风风机(17)的出风口与所述立磨磨机(4)相连。
5.根据权利要求4所述的微波烘干裂解矿渣处理系统，其特征在于，所述微波烘干裂解矿渣处理系统还包括矿渣称量装置(8)，用于定量称量矿渣，所述矿渣称量装置(8)的进料端与所述矿渣预干燥装置(2)相连，所述矿渣称量装置(8)的出料端与所述矿渣微波烘干装置的进料端相连。
6.根据权利要求1所述的微波烘干裂解矿渣处理系统，其特征在于，所述微波烘干裂解装置的数量为一个或多个。
7.一种如权利要求5所述的矿渣处理系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、矿渣预干燥：通过矿渣输送装置(1)将矿渣输送至矿渣预干燥装置(2)，矿渣预干燥装置(2)对矿渣预干燥，利用引风装置(13)引出热风对矿渣进行预干燥；
S2、矿渣称量：将预干燥的矿渣定量称量后送至微波烘干裂解装置；
S3、矿渣微波烘干：将称量过的矿渣送至矿渣微波烘干裂解装置(3)，对矿渣进行微波烘干；
S4、矿渣磨粉：将烘干的矿渣送至立磨磨机(4)，立磨磨机(4)将矿渣研磨成磨粉，研磨过程中通过热风风机(17)将混合热风送入立磨磨机(4)，再通过立磨分离器(5)分离磨粉，得到矿渣微粉；
S5、矿渣收集：引风装置(13)将经立磨磨机(4)和立磨分离器(5)处理形成的矿渣微粉收集到矿渣微粉收集器中。
CN202111196636.4A 2021-10-14 2021-10-14 一种微波烘干裂解矿渣处理系统及使用方法 Pending CN115106284A (zh)

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CN116358245A (zh) * 2023-03-30 2023-06-30 卫辉市春江水泥有限公司 一种节能矿粉烘干方法

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