CN210765364U - 一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，余热锅炉和射流粒化炉体连接，射流粒化炉体的一侧设置有高炉渣储槽，高炉渣储槽经高炉渣溜槽与位于射流粒化炉体一侧开口处设置的高炉渣嘴出口连接，高炉渣嘴出口的下方设置有压缩空气射流和高压雾化水系统，射流粒化炉体底部设置有均风装置，均风装置与流化风机连接；余热锅炉的炉壳体内部从上至下依次设置有过热器、蒸发器、省煤器、支撑梁和硅酸铝纤维棉，余热锅炉连接有供软化水系统，射流粒化炉体、余热锅炉以及供软化水系统分别与汽包连接。本实用新型可带来客观的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型属于技术领域，具体涉及一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置。
背景技术
高炉熔渣是钢铁厂内高品质余热资源，含热量高，而且每年高炉渣的产量巨大。目前全世界高炉炼铁几乎大部使用熔渣水淬工艺，该工艺方案无法充分回收高炉渣中的高温热能，并且造成了水资源的浪费，同时也会造成对环境的污染。因此20世纪70年代后期开始，干法粒化高炉熔渣技术得到世界各国钢铁厂商和相关研究机构的广泛关注和大力开发。其中，利用高速旋转的转盘将置入其中的高炉渣离散成渣的方法成为主流，所述方法称为离心粒化法。所述方法是通过离心力的作用使高炉熔渣从转盘边缘被抛离出去，从而将高炉熔渣机械粒化。
20世纪90年代后期开始，所述方法在国内钢铁厂商和相关研究科研院所机构实验室都做了大量试验，有些还做了中试试验，但都没能向工业生产推广在实验室阶段。冶金行业能源消耗巨大，仅2017年，中国钢铁行业液态熔渣产生量高达3亿吨，每吨熔渣含有显热相当于60kg标准煤。对于高品质余热资源的液态熔渣显热，目前还没有成熟回收技术，大量显热能量白白耗散，节能减排潜力十分巨大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，采用压缩空气+高压雾化水喷吹破碎熔融渣液形成渣粒。同时采用鼓泡流化床和移动床对渣粒余热进行回收，干法射流破碎粒化渣粒玻璃化率高，渣粒商用价值高，渣粒余热回收率高。本装置占地面积小，适用性广泛。
本实用新型采用以下技术方案：
一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，包括余热锅炉和射流粒化炉体，余热锅炉和射流粒化炉体连接，射流粒化炉体的一侧设置有高炉渣储槽，高炉渣储槽经高炉渣溜槽与位于射流粒化炉体一侧开口处设置的高炉渣嘴出口连接，高炉渣嘴出口的下方设置有压缩空气射流和高压雾化水系统，射流粒化炉体底部设置有均风装置，均风装置与流化风机连接；余热锅炉的炉壳体内部从上至下依次设置有过热器、蒸发器、省煤器、支撑梁和硅酸铝纤维棉，余热锅炉连接有供软化水系统，射流粒化炉体、余热锅炉以及供软化水系统分别与汽包连接。
具体的，压缩空气射流包括射流喷嘴，射流喷嘴设置在高炉渣嘴出口的下方，依次经一级过滤器、二级过滤器、储气罐、汽水分离器、后冷却器后与螺杆压缩机连接。
进一步的，流喷嘴的孔径及出口空气射流速度V与高炉渣嘴出口的熔融渣直径相匹配。
具体的，高压雾化水系统包括扇形雾化喷嘴，扇形雾化喷嘴通过管道与高压水泵连接，扇形雾化喷嘴的流量和喷嘴喷出扇形面积与渣粒射出面积相重合。
具体的，射流粒化炉体底部设置有水冷壁管，水冷壁管的进口与第二给水泵连接，出口与汽包相连，射流粒化炉体的一侧设置有出料管，出料管上设置有出料阀。
进一步的射流粒化炉体与水冷壁管之间依次设置有硅酸铝保温棉层和耐火保温材料层，硅酸铝保温棉层的厚度为150～200mm。
具体的，过热器的出口与分汽缸连接，过热器的进口经蒸汽进管箱与汽包连接。
具体的，蒸发器的出口经出蒸汽集管箱与汽包连接，蒸发器的进口经第一给水泵和进热水管箱与汽包连接。
具体的，汽包经除氧器和第二给水泵后分两路，一路经进水管箱与省煤器的进口连接，另一路与水冷壁管的进口连接，省煤器的出水口与汽包连接。
进一步的，除氧器连接有水箱，水箱的一端与补水管连接，另一端经第三给水泵与除氧器连接构成回路。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，射流击碎液态高炉渣，使其变成小颗粒，易于回收高炉渣中显热，以锅炉蒸汽形式回收。快速冷却高炉渣颗粒，由于玻璃体含量高，可作为高等级水泥原料，以商品型式销售。
进一步的，用压缩空空气，高速射出产生动能，将液态股流高炉渣击碎成小颗粒。颗粒小，易于回收渣粒中显热。压缩空气，容易获取，成本低，无污染。
进一步的，高压雾化水吸收熔融渣粒热量汽化，使渣粒快速由液态变为固态，提高渣粒玻璃化率，玻璃化率高的渣粒，换热冷却后作水泥优质原料，经济效益好。
进一步的，水冷壁吸收高炉渣粒辐射热，通过对流传热快速给管中冷却水，冷水吸热汽化带出炉内热量，进入汽包。
进一步的，给水经过省煤器加热后送至汽包，然后经过下降管送至蒸发段管束，加热后的汽水混合物经过上升管回到汽包进行汽水分离，饱和蒸汽引出送至过热器过热然后送往分气缸，做商品销售。汽包，是汇集、贮存、分离、产汽和提供热水的容器。
综上所述，本实用新型能够带来客观的经济效益和社会效益。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
其中：1.汽包；2.分气缸；3.高炉渣储槽；4.高炉渣溜槽；5.高炉渣嘴出口；6.过热器管箱；7.过热器；8.蒸发器；9.饱和蒸汽进管箱；10.出蒸汽集管箱；11.第一给水泵；12.高炉渣颗粒；13.水射流；14扇形雾化喷嘴；15.射流喷嘴；16.一级过滤器；17.二级过滤器；18.储气罐；21.螺杆压缩机；22.高压水泵；23.省煤器；24.支撑梁；25.硅酸铝纤维棉；26.炉壳体；27.进热水管箱；28.出热水管箱；29.进水管箱；30.第二给水泵；31.除氧器；32.第三给水泵；33.补水管；34.水箱；35.出料管；36.出料阀；37.均风装置；38.流化风机；39.水冷壁管；40.射流粒化炉体。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型公开了一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，包括汽包1、余热锅炉、高炉渣储槽3、射流粒化炉体40、压缩空气射流和高压雾化水系统，余热锅炉和射流粒化炉体40连接，高炉渣储槽3经高炉渣溜槽4与射流粒化炉体40一侧开口处设置的高炉渣嘴出口5连接，压缩空气射流和高压雾化水系统均设置在高炉渣嘴出口5的下端，射流粒化炉体40底部设置有均风装置37，均风装置37与流化风机38连接；余热锅炉与供软化水系统连接，余热锅炉的炉壳体26内部从上至下依次设置有过热器7、蒸发器8、省煤器23、支撑梁24和硅酸铝纤维棉25，汽包1分别与射流粒化炉体40、余热锅炉以及供软化水系统连接。
高炉渣储槽3、高炉渣溜槽4和高炉渣嘴出口5组成液态高炉渣储存、输送、节流工给稳定液态渣股流。
压缩空气射流包括射流喷嘴15、一级过滤器16、二级过滤器17、储气罐18、汽水分离器19、后冷却器20、螺杆压缩机21及管道，螺杆压缩机21依次经后冷却器20、汽水分离器19、储气罐18、二级过滤器17、一级过滤器16后与射流喷嘴15连接，根据液态渣股流直径，通过调整与股流适配的喷嘴孔径大小的喷嘴，达到最佳射流状态，产生直径Φ《3mm颗粒。射流喷嘴15的孔径及出口空气射流速度V与高炉渣嘴出口5的熔融渣直径相匹配，实现熔融渣柱射流粒化。
高压雾化水系统包括扇形雾化喷嘴14、高压水泵22及管道，高压水泵22通过管道与扇形雾化喷嘴14连接，以最佳角度，以扇形喷向渣粒喷射时形成扇形下方，使渣粒快速冷，吸收其凝结固化热，加速颗粒固化，喷射高压雾化水目的，快速冷却渣粒，使玻璃化率大于95％颗径，扇形雾化喷嘴14的流量和喷嘴喷出扇形面积与渣粒射出面积相重合。
射流粒化炉体40底部设置有水冷壁管39和出料管35，出料管35上设置有出料阀36，水冷壁管39进口与第二给水泵30连接，出口与汽包1相连，蒸汽进入汽1，回水循环使用；射流粒化炉体40内的高炉渣颗粒12和水射流13，流化风机38通过鼓泡式流化床底部的均风装置37使冷却风均匀进入炉底面，冷却落入炉底炙热渣粒，通过冷却风与渣粒换热，形成热烟气，烟气部分热量与炉管壁进行对流换热，使壁管内水加热，部分热由烟气带入余热锅炉烟道入口；烟气与过热器7、蒸发器8和省煤器23进行换热，与热加热管内水，使其变成过热蒸汽，加以利用。
水冷壁管39采用膜式壁，传热系数大，换热效率高，其材料选择20G钢材，使用寿命长。
流化风机38的冷却风通过下部均风板上风帽均匀冷却下落渣粒，鼓泡流化床流化风速0.8～1.0m/s，由于高炉渣粒堆积密1.6～1.7g/cm3之间，远大于燃煤颗粒密度0.7～0.8g/cm3，选择合理流化风速，既能满足渣粒冷却换热，又利于风机节能。
射流粒化炉体40的烟气进入余热锅炉炉壳体26顶部的烟气口，600℃高温的烟气分别与过热器7、蒸发器8、省煤器23进行热交换，将烟气温度降低到100℃，烟气由风机引入布袋除尘器除尘；将烟气中热量加热水和水蒸气，最终提供3Mpa，250℃的过热蒸汽使烟气热量回收利用。
射流粒化炉体40内层由硅酸铝保温棉、耐火保温材料及最内层水冷壁管组成圆周型炉体，硅酸铝保温棉的厚度为50mm，内层水冷壁吸收高温渣粒的辐射热以及冷却颗粒烟气对流传热，使管内水吸热汽化，进入汽包，进行汽水分离，分离水回流继续使用。
余热锅炉包括过热器7、蒸发器8、省煤器23与炉体及保温材料及炉内壁，省煤器23下部依次设置有支撑梁24和硅酸铝保温棉25，
余热锅炉供软化水系统包括进热水管箱27、出热水管箱28、进水管箱29、第二给水泵30、除氧器31、第三给水泵32和水箱34；
汽包1分三路，一路经蒸汽进管箱9与过热器7的进口连接，过热器7的出口与分汽缸2连接；第二路经第一给水泵11和进热水管箱27与蒸发器8的进口连接，蒸发器8的出口经出蒸汽集管箱10与汽包1连接；第三路经除氧器31、第二给水泵30后分两路，一路经进水管箱29与省煤器23的进口连接，另一路与水冷壁管39的进口连接，省煤器23的出水口与汽包1连接，吸收烟气中部分热量，将水加热，进入汽包部分水汽化，未汽化水循环利用。
过热器7进口与汽包1连接，出口与分汽缸2连接，作用是进入蒸汽吸收烟道中烟气热量变为过热蒸汽，过热蒸汽经济和使用价值大于饱和蒸汽。过热器材料选用12CrMoVB使用温度高达620℃，钢管直径Φ38x3.5，进出管与两端用管箱连接；
蒸发器8的两端均与汽包1连接，进口端是热水，出口端是汽水混合物，蒸汽在汽包1中分离，未汽化水循环利用；蒸发器8的材料选用15CrMO,使用温度高达550℃，钢管直径Φ38x3.5；进出管与两端用管箱连接，而且焊接性能良好。
省煤器23的材质选用20#钢材，钢管直径Φ38x3；进出管与两端用管箱连接。
除氧器31连接有水箱34，水箱34的一端与补水管33连接，另一端经第三给水泵32与除氧器31连接构成回路。
过热器、蒸发器、省煤器通合理计算，优化布置，吸收烟气中不同温度区段中烟气热量，最终使水形成过热蒸汽，使余热得到最大程度回收，余热回收率大于80％。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，包括余热锅炉和射流粒化炉体(40)，余热锅炉和射流粒化炉体(40)连接，射流粒化炉体(40)的一侧设置有高炉渣储槽(3)，高炉渣储槽(3)经高炉渣溜槽(4)与位于射流粒化炉体(40)一侧开口处设置的高炉渣嘴出口(5)连接，高炉渣嘴出口(5)的下方设置有压缩空气射流和高压雾化水系统，射流粒化炉体(40)底部设置有均风装置(37)，均风装置(37)与流化风机(38)连接；余热锅炉的炉壳体(26)内部从上至下依次设置有过热器(7)、蒸发器(8)、省煤器(23)、支撑梁(24)和硅酸铝纤维棉(25)，余热锅炉连接有供软化水系统，射流粒化炉体(40)、余热锅炉以及供软化水系统分别与汽包(1)连接。
2.根据权利要求1所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，压缩空气射流包括射流喷嘴(15)，射流喷嘴(15)设置在高炉渣嘴出口(5)的下方，依次经一级过滤器(16)、二级过滤器(17)、储气罐(18)、汽水分离器(19)、后冷却器(20)后与螺杆压缩机(21)连接。
3.根据权利要求2所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，流喷嘴(15)的孔径及出口空气射流速度V与高炉渣嘴出口(5)的熔融渣直径相匹配。
4.根据权利要求1所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，高压雾化水系统包括扇形雾化喷嘴(14)，扇形雾化喷嘴(14)通过管道与高压水泵(22)连接，扇形雾化喷嘴(14)的流量和喷嘴喷出扇形面积与渣粒射出面积相重合。
5.根据权利要求1所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，射流粒化炉体(40)底部设置有水冷壁管(39)，水冷壁管(39)的进口与第二给水泵(30)连接，出口与汽包(1)相连，射流粒化炉体(40)的一侧设置有出料管(35)，出料管(35)上设置有出料阀(36)。
6.根据权利要求5所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，射流粒化炉体(40)与水冷壁管(39)之间依次设置有硅酸铝保温棉层和耐火保温材料层，硅酸铝保温棉层的厚度为150～200mm。
7.根据权利要求1所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，过热器(7)的出口与分汽缸(2)连接，过热器(7)的进口经蒸汽进管箱(9)与汽包(1)连接。
8.根据权利要求1所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，蒸发器(8)的出口经出蒸汽集管箱(10)与汽包(1)连接，蒸发器(8)的进口经第一给水泵(11)和进热水管箱(27)与汽包(1)连接。
9.根据权利要求1所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，汽包(1)经除氧器(31)和第二给水泵(30)后分两路，一路经进水管箱(29)与省煤器(23)的进口连接，另一路与水冷壁管(39)的进口连接，省煤器(23)的出水口与汽包(1)连接。
10.根据权利要求9所述的高炉渣射流粒化及鼓泡式流化床余热回收装置，其特征在于，除氧器(31)连接有水箱(34)，水箱(34)的一端与补水管(33)连接，另一端经第三给水泵(32)与除氧器(31)连接构成回路。
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|---|---|---|---|---|
| CN112226554A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-15 | 上海驰春节能科技有限公司 | 一种粒化钢铁高温液态渣的新型余热锅炉 |
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2019
- 2019-10-11 CN CN201921698443.7U patent/CN210765364U/zh active Active
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