CN202730144U - 一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置，液态炉渣在粒化组件中被通入的高压空气或高压水激冷粒化，粒化颗粒进入储渣罐中；炉渣颗粒通过斗提机提升送入气固分离冷却室中；储渣罐上端出口的粒化粗尾气通过尾气旋风分离器后，分离的固体颗粒送入气固分离冷却室，粒化尾气送入余热锅炉；气固分离冷却室后接转炉，空气从转炉空气进口进入，依次经过转炉和气固分离冷却室，使固体炉渣颗粒进一步冷却；吸收炉渣余热后的气体从气固分离冷却室上端排出，进入余热锅炉，最终冷却的炉渣从转炉颗粒出口排出；余热锅炉产生的蒸汽进入汽轮机发电。

Description

一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种炉渣处理方法，尤其涉及一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置。

背景技术

炉渣是炼钢过程中的必然副产物，其排出量约为粗钢产量的15%-20%。炉渣的形成温度为1500℃-1700℃，具有很高的显热，因此钢渣是钢铁生产过程中主要产品之一，属于高品位的余热资源，具有很高的回收利用价值。合理利用和有效回收炉渣可以实现钢铁行业可持续发展，降低生产成本，提高企业经济效益，同时也可以减少污染，变废为宝。

液态炉渣需要通过冷却处理使其冷却形成粒度小于30mm的块渣。目前常用的冷却方式有水淬法、热泼法、余热自解法、浅盘泼法、风淬法等。目前国内的处理方法主要是采用水淬的方法生产水渣，液态炉渣的热量往往得不到有效的回收利用，甚至完全散失，而且会消耗大量的水资源。同时水淬法还会产生环境污染。

液态钢渣的粒化以及余热利用对于钢渣这样的固体废弃物的再利用有着重要意义。目前还没有一种高效利用钢渣及其余热、系统简单、成本较低的高温钢渣粒化和余热回收的技术与装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置，利用液态炉渣的余热，在冷却炉渣的同时回收热量，用于产生蒸汽，带动蒸汽轮机发电。

本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：

一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置，包括由粒化组件、储渣罐、尾气分离器、余热锅炉、蒸汽轮机、除尘器、引风机、烟囱、斗提机、气固分离冷却室、转炉、送风机；粒化组件上设有高压空气或高压水入口、液态炉渣入口和粒化炉渣出口，粒化炉渣出口与储渣罐相连，储渣罐底部设有空气入口，储渣罐下部通过高温固渣落料管与斗提机相连，储渣罐顶部通过粒化粗尾气连接管与尾气分离器相连，尾气分离器下部及斗提机顶部与气固分离冷却室相连，气固分离冷却室下部与转炉炉渣入口相连，尾气分离器上部通过粒化尾气连接管和余热锅炉相连，气固分离冷却室上部通过高温空气连接管和余热锅炉相连；转炉的一端设有炉渣入口，另一端设有空气入口以及炉渣颗粒出口，转炉装有电机；余热锅炉的蒸汽出口通过管道连接蒸汽轮机，余热锅炉的低温气体出口通过管道依次连接除尘器和引风机至烟囱。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

前述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，粒化组件由依次连接的入口腔室、收缩段、炉渣入口段、放大段和出口连接端构成；所述高压空气或高压水入口设在入口腔室。

前述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，所述气固分离冷却室由提升管、旋风分离器、一级冷却室、二级冷却室、三级冷却室和立管构成；立管的进口连接尾气分离器下部及斗提机顶部，立管的出口连通提升管，提升管的上部连通旋风分离器，下部连通一级冷却室，旋风分离器上部连接高温空气连接管，一级冷却室、二级冷却室和三级冷却室从上至下依次连通，三级冷却室的下部连接转炉。

前述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，气固分离冷却室由提升管、三级气固分离冷却器、二级气固分离冷却器、一级气固分离冷却器和立管构成；立管的进口连接尾气分离器下部及斗提机顶部，立管的出口连通提升管，提升管上部连通三级气固分离冷却器，下部连通二级气固分离冷却器，三级气固分离冷却器上部连接高温空气连接管，三级气固分离冷却器、二级气固分离冷却器和一级气固分离冷却器从下至下依次连通，一级气固分离冷却器的下部连接转炉。

前述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，固分离冷却室由进料立管、挡板、折流床、气固分离冷却器、布风板和落料连接管构成；进料立管的进口连接尾气分离器下部及斗提机顶部，折流床内从上至下依次设有多层布风板，进料立管的出口连接位于顶部的布风板，连接处设有挡板，折流床的上部连通气固分离冷却器，气固分离冷却器上部连接高温空气连接管，下部连接布风板，折流床的下部连接转炉。

前述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，所述转炉呈倾斜放置，转炉炉渣入口的高度高于炉渣颗粒出口的高度。

本实用新型的有益效果是：

⑴与传统采用水作为冷却介质的方法相比，本实用新型可采用高压空气作为冷却介质，水冷却不仅不利于热量的回收利用，而且可能造成环境的污染，采用空气冷却，可以有效的收集这部分高温气体，通过余热锅炉利用高温气体的热量产生蒸汽；

⑵本实用新型对于炉渣的冷却可分为三个阶段：第一阶段采用粒化组件及储渣罐，对液态炉渣进行激冷粒化，此阶段不仅降低了炉渣温度，更重要是通过粒化组件使液态炉渣粒化成为固态颗粒，粒化效果好，渣粒尺寸小且均匀，便于后续对于炉渣的回收利用；第二阶段通过气固分离冷却室对炉渣颗粒进行二次冷却，空气回收余热；第三阶段采用转炉对炉渣颗粒进行三次冷却，转炉不断回旋，渣粒与空气的接触更加充分，因此余热也得到了更充分利用；

⑶本实用新型装置最终可产生高于600℃的高温空气，采用余热锅炉，回收600℃以上的高温空气所含的余热，产生蒸气发电；

⑷本实用新型装置与水淬法炉渣处理工艺相比，没有外排废气，不会产生环境污染；水耗小，能耗低，余热回收率高，运行稳定。

附图说明

图1是本实用新型装置的连接示意图。

图2是粒化组件结构示意图。

图3-1是实施例1的气固分离冷却室结构示意图。

图3-2是实施例2的气固分离冷却室结构示意图。

图3-3是实施例3的气固分离冷却室结构示意图。

图1中：（1）粒化组件；（2）储渣罐；（3）粒化粗尾气连接管；（4）预冷进料管；（5）尾气分离器；（6）粒化尾气连接管；（7）高温空气连接管；（8）余热锅炉；（9）蒸汽轮机；（10）除尘器；（11）引风机；（12）烟囱；（13）高温固渣落料管；（14）斗提机；（15）气固分离冷却室；（16）电机；（17）转炉；（18）送风机；

图2中：（1）粒化组件；（1-1）入口腔室；（1-2）收缩段；（1-3）炉渣入口段；（1-4）放大段；（1-5）出口连接端；

图3-1、2、3中：（7）高温空气连接管；（15）气固分离冷却室；（15-1）提升管；（15-2）旋风分离器；（15-3）一级冷却室；（15-4）二级冷却室；（15-5）三级冷却室；（15-6）立管；（15-7）三级气固分离冷却器；（15-8）提升管；（15-9）立管；（15-10）二级气固分离冷却器；（15-11）一级气固分离冷却器；（15-12）进料立管；（15-13）挡板；（15-14）折流床；（15-15）气固分离冷却器；（15-16）布风板；（15-17）落料连接管；                                               

来自转炉热空气；

热炉渣进转炉。

具体实施方式

    实施例1

本实施例提供一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置，连接如图1所示，包括由粒化组件1、储渣罐2、尾气分离器5、余热锅炉8、蒸汽轮机9、除尘器10、引风机11、烟囱12、斗提机14、气固分离冷却室15、转炉17、送风机18；粒化组件1上设有高压空气或高压水入口A、液态炉渣入口B和粒化炉渣出口，粒化炉渣出口与储渣罐2相连，储渣罐2底部设有空气入口C，储渣罐2下部通过高温固渣落料管13与斗提机14相连，储渣罐2顶部通过粒化粗尾气连接管3与尾气分离器5相连，尾气分离器5下部及斗提机14顶部与气固分离冷却室15相连，气固分离冷却室15下部与转炉17炉渣入口相连，尾气分离器5上部通过粒化尾气连接管6和余热锅炉8相连，气固分离冷却室15上部通过高温空气连接管7和余热锅炉8相连；转炉17的一端设有炉渣入口，另一端设有空气入口D以及炉渣颗粒出口E，转炉装有电机16；余热锅炉8的蒸汽出口通过管道连接蒸汽轮机9，余热锅炉8的低温气体出口通过管道依次连接除尘器10和11至烟囱12。

如图2所示，粒化组件1由入口腔室1-1、收缩段1-2、炉渣入口段1-3、放大段1-4和出口连接端1-5构成；高压空气或高压水从入口A进入入口腔室1-1，经收缩段1-2提速形成高速喷射流体，流体到达临界状态，在放大段1-4内高速的流体进一步提速，产生压降，使得液态炉渣从入口B被吸入粒化组件1中，液态炉渣变为小液滴，炉渣小液滴被快速冷却并固化形成小颗粒，最后经出口连接端1-5进入储渣罐2中；粒化组件1采用耐高温材料，表面有耐热耐磨涂层，如碳化硅等。

转炉17呈倾斜放置，转炉炉渣入口的高度高于炉渣颗粒出口的高度。空气从转炉17的空气入口D进入，空气流向与炉渣颗粒运动方向相反，转炉有一定倾斜度，颗粒进口端高于颗粒出口段，且不断旋转，炉渣连续向转炉17出口端移动，并从颗粒出口E排出。

液态炉渣粒化处理及余热利用方法，包括：粒化组件1的入口A通入高压空气或高压水，液态炉渣从粒化组件1的炉渣入口B被通入的高压空气或高压水卷吸，淬冷粒化后进入储渣罐2中；

储渣罐2下部进口C通入流化空气，炉渣在储渣罐2中冷却降温，储渣罐2中较大的炉渣颗粒沉降到储渣罐2下部，经高温固渣落料管13进入斗提机14中，斗提机14将这部分固态炉渣颗粒提升，并经预冷进料管4送至气固分离冷却室15中进一步冷却；

储渣罐2中产生的较小的炉渣颗粒被加热后的高温气体携带，通过粒化粗尾气连接管3进入尾气分离器5中气固分离，分离出的固体颗粒送入气固分离冷却室15中，气体则经尾气分离器5上端粒化尾气连接管6进入余热锅炉8；

炉渣颗粒在气固分离冷却室15中经过多级分离冷却进入转炉17，在转炉17中随着转炉的不断回旋，进一步冷却，最终冷却后的炉渣由转炉颗粒出口E排出；

气固分离冷却室15中用来冷却炉渣的空气由送风机18从转炉17的空气入口D通入，冷却过程中空气与炉渣颗粒相向运动，即空气依次经过转炉17、气固分离冷却室15吸收炉渣颗粒的余热得到多级加热，最终经气固分离冷却室15上部高温空气连接管7进入余热锅炉8；

自来粒化尾气连接管6和高温空气连接管7的这两部分高温气体在余热锅炉8中和水交换热量并产生蒸汽，蒸汽通过汽轮机9可以发电；低温气体经除尘器10除尘后，经引风机11送入烟囱12，最终排入大气中。

本实施例的气固分离冷却室15由提升管15-1、旋风分离器15-2、一级冷却室15-3、二级冷却室15-4、三级冷却室15-5和立管15-6构成；立管15-6的进口连接尾气分离器5下部及斗提机14顶部，立管15-6的出口连通提升管15-1，提升管15-1的上部连通旋风分离器15-2，下部连通一级冷却室15-3，旋风分离器15-2上部连接高温空气连接管7，一级冷却室15-3、二级冷却室15-4和三级冷却室15-5从上至下依次连通，三级冷却室15-5的下部连接转炉17。来自斗提机14和尾气分离器5的高温炉渣颗粒由立管15-6进入气固分离冷却室15的立管15-6中，经上升的空气携带冷却，通过提升管15-1进入旋风分离器15-2中冷却；分离后的冷却炉渣颗粒落下依次进入一级冷却室15-3、二级冷却室15-4和三级冷却室15-5中冷却，再进入转炉17进一步冷却；转炉17出来的热空气依次进入三级冷却室15-5、二级冷却室15-4、一级冷却室15-3、提升管15-1和旋风分离器15-2升温变成高温空气后，经过高温空气连接管7进入余热锅炉8。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于，气固分离冷却室15的结构不一样，本实施例的气固分离冷却室15由提升管15-8、三级气固分离冷却器15-7、二级气固分离冷却器15-10、一级气固分离冷却器15-11和立管15-9构成；立管15-9的进口连接尾气分离器5下部及斗提机14顶部，立管15-6的出口连通提升管15-8，提升管15-8上部连通三级气固分离冷却器15-7，下部连通二级气固分离冷却器15-10，三级气固分离冷却器15-7上部连接高温空气连接管7，三级气固分离冷却器15-7、二级气固分离冷却器15-10和一级气固分离冷却器15-11从下至下依次连通，一级气固分离冷却器15-11的下部连接转炉17。来自斗提机14和尾气分离器5的高温炉渣颗粒进入气固分离冷却室15的立管15-9中，被来自二级气固分离冷却器15-10的热空气夹带进入三级气固分离冷却器15-7中冷却；依次经过二级气固分离冷却器15-10和一级气固分离冷却器15-11冷却，再进入转炉17进一步冷却；来自转炉17的热空气，依次进入一级气固分离冷却器15-11、二级气固分离冷却器15-10、提升管15-8和三级气固分离冷却器15-7上行，吸收炉渣颗粒的热量升温变成高温空气后，经过高温空气连接管7进入余热锅炉8。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于，气固分离冷却室15的结构不一样，本实施例的固分离冷却室15由进料立管15-12、挡板15-13、折流床15-14、气固分离冷却器15-15、布风板15-16和落料连接管15-17构成；进料立管15-12的进口连接尾气分离器5下部及斗提机14顶部，折流床15-14内从上至下依次设有多层布风板15-16，进料立管15-12的出口连接位于顶部的布风板15-16，连接处设有挡板15-13，折流床15-14的上部连通气固分离冷却器15-15，气固分离冷却器15-15上部连接高温空气连接管7，下部连接布风板15-16，折流床15-14的下部连接转炉17。来自斗提机14和尾气分离器5的高温炉渣颗粒进入气固分离冷却室15的上部立管15-12中，在重力的作用下，沿着折流床15-14内设置的多层布风板15-16向折流床15-14下部下落；在下落过程中，钢渣颗粒被从来自转炉17的空气冷却，最终钢渣在折流床15-14下部进入转炉17；来自转炉17的热空气，在折流床15-14内向上流动，依次经过各层布风板15-16，吸收炉渣颗粒的热量升温变成高温空气后，进入气固分离冷却器15-15中气固分离；分离出的钢渣细颗粒落回折流床15-14中，高温空气则经过高温空气连接管7进入余热锅炉8。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种液态炉渣粒化处理及余热利用装置，其特征在于：包括由粒化组件（1）、储渣罐（2）、尾气分离器（5）、余热锅炉（8）、蒸汽轮机（9）、除尘器（10）、引风机（11）、烟囱（12）、斗提机（14）、气固分离冷却室（15）、转炉（17）、送风机（18）；所述粒化组件（1）上设有高压空气或高压水入口（A）、液态炉渣入口（B）和粒化炉渣出口，所述粒化炉渣出口与储渣罐（2）相连，储渣罐（2）底部设有空气入口（C），储渣罐（2）下部通过高温固渣落料管（13）与斗提机（14）相连，储渣罐（2）顶部通过粒化粗尾气连接管（3）与尾气分离器（5）相连，尾气分离器（5）下部及斗提机（14）顶部与气固分离冷却室（15）相连，气固分离冷却室（15）下部与转炉（17）炉渣入口相连，尾气分离器（5）上部通过粒化尾气连接管（6）和余热锅炉（8）相连，气固分离冷却室（15）上部通过高温空气连接管（7）和余热锅炉（8）相连；转炉（17）的一端设有炉渣入口，另一端设有空气入口（D）以及炉渣颗粒出口（E），转炉装有电机（16）；所述余热锅炉（8）的蒸汽出口通过管道连接蒸汽轮机（9），所述余热锅炉（8）的低温气体出口通过管道依次连接除尘器（10）和引风机（11）至烟囱（12）。

2.如权利要求1所述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，其特征在于：所述粒化组件（1）由依次连接的入口腔室（1-1）、收缩段（1-2）、炉渣入口段（1-3）、放大段（1-4）和出口连接端（1-5）构成；所述高压空气或高压水入口（A）设在入口腔室（1-1）。

3.如权利要求1所述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，其特征在于：所述气固分离冷却室（15）由提升管（15-1）、旋风分离器（15-2）、一级冷却室（15-3）、二级冷却室（15-4）、三级冷却室（15-5）和立管（15-6）构成；所述立管（15-6）的进口连接尾气分离器（5）下部及斗提机（14）顶部，所述立管（15-6）的出口连通提升管（15-1），所述提升管（15-1）的上部连通旋风分离器（15-2），下部连通一级冷却室（15-3），所述旋风分离器（15-2）上部连接高温空气连接管（7），所述一级冷却室（15-3）、二级冷却室（15-4）和三级冷却室（15-5）从上至下依次连通，所述三级冷却室（15-5）的下部连接转炉（17）。

4.如权利要求1所述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，其特征在于：所述气固分离冷却室（15）由提升管（15-8）、三级气固分离冷却器（15-7）、二级气固分离冷却器（15-10）、一级气固分离冷却器（15-11）和立管（15-9）构成；所述立管（15-9）的进口连接尾气分离器（5）下部及斗提机（14）顶部，所述立管（15-6）的出口连通提升管（15-8），所述提升管（15-8）上部连通三级气固分离冷却器（15-7），下部连通二级气固分离冷却器（15-10），所述三级气固分离冷却器（15-7）上部连接高温空气连接管（7），所述三级气固分离冷却器（15-7）、二级气固分离冷却器（15-10）和一级气固分离冷却器（15-11）从下至下依次连通，所述一级气固分离冷却器（15-11）的下部连接转炉（17）。

5.如权利要求1所述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，其特征在于：所述固分离冷却室（15）由进料立管（15-12）、挡板（15-13）、折流床（15-14）、气固分离冷却器（15-15）、布风板（15-16）和落料连接管（15-17）构成；所述进料立管（15-12）的进口连接尾气分离器（5）下部及斗提机（14）顶部，所述折流床（15-14）内从上至下依次设有多层布风板（15-16），所述进料立管（15-12）的出口连接位于顶部的布风板（15-16），连接处设有挡板（15-13），所述折流床（15-14）的上部连通所述气固分离冷却器（15-15），所述气固分离冷却器（15-15）上部连接高温空气连接管（7），下部连接布风板（15-16），所述折流床（15-14）的下部连接转炉（17）。

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的液态炉渣粒化处理及余热利用装置，其特征在于：所述转炉（17）呈倾斜放置，转炉炉渣入口的高度高于炉渣颗粒出口的高度。

Images