CN214142413U - 一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，属于钢渣回收技术领域，包括沿钢渣流动方向顺次设置的交换热装置、有压热闷装置、混合装置、磨削装置和磁选装置；交换热装置采用熔盐换热，用于钢渣的一级冷却，交换热装置连接有熔盐蒸汽装置；有压热闷装置用于钢渣的二级冷却，采用水冷，有压热闷装置连接有汽水换热装置；汽水换热装置的冷却介质出口与熔盐蒸汽装置的冷却介质入口连通；钢渣经两级冷却后，进入混合装置与掺混物按比例混合均匀，然后经磨削装置磨成细粉，再由磁选装置从细粉中分离出铁粉。本实用新型实现了高温钢渣的余热回收与资源化的双重利用，同时解决了高温钢渣的环境污染问题。

Description

一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统

技术领域

本实用新型属于钢渣回收技术领域，涉及一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统。

背景技术

钢渣存量庞大、成分复杂、温度高，含有丰富的余热余能资源，如何有效的资源化利用一直是困扰钢铁企业的大难题。高温钢渣年产生约0.8-1.2亿吨，利用率不足30％，出炉温度约1400℃以上，并且含有丰富的铁元素，急需高效回收利用。国内外虽然有对高温液态钢渣的资源化处理的解决方案，但要么只考虑回收高温液态钢渣的热能，造成钢渣资源的浪费，要么只考虑钢渣资源化，用作水泥等建筑材料，但是热能资源回收不充分。因此，如何获得高效的钢渣余热回收，并同时实现铁资源回收、钢渣再资源化利用是一个急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，以实现高温钢渣的余热回收与资源化的双重利用。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，包括沿钢渣流动方向顺次设置的交换热装置、有压热闷装置、混合装置、磨削装置和磁选装置；交换热装置采用熔盐换热，用于钢渣的一级冷却，交换热装置连接有熔盐蒸汽装置以实现用于交换热装置熔盐的循环利用；有压热闷装置用于钢渣的二级冷却，采用水冷，有压热闷装置连接有汽水换热装置以实现用于有压热闷装置冷却水的循环利用；汽水换热装置的冷却介质出口与熔盐蒸汽装置的冷却介质入口连通，以实现用于汽水换热装置冷却介质的二次加热利用。

可选地，所述交换热装置采用换热管与高温钢渣直接接触换热的方式，交换热装置入口处换热管叉排逆流布置。

可选地，所述熔盐蒸汽装置采用管壳式换热器，熔盐与高温水套管式换热，换热管逆流布置，上方设有蒸汽收集管道，以将蒸汽收集外送至蒸汽管网。

可选地，所述有压热闷装置包括有压热闷仓，有压热闷仓的上方设有可打开的仓盖，仓盖下侧设有与有压热闷装置的进水口连通的若干喷嘴，有压热闷装置的进水口与汽水换热装置的出水口连通，有压热闷仓的底部设有钢渣出料口，有压热闷仓的上部开设有与汽水换热装置的蒸汽入口连通的蒸汽出口。

可选地，有压热闷装置的仓盖为推拉式。

可选地，在连通汽水换热装置的冷却介质出口和熔盐蒸汽装置的冷却介质入口之间的管道上还连接有热水利用支路。

可选地，所述汽水换热装置采用管壳式换热器，常温水与脏蒸汽套管式换热，换热管逆流布置，升温后的水通过管道一部分输送至熔盐蒸汽装置，另一部分由热水利用支路输送至集中供暖系统。

可选地，所述混合装置包括混合机，以及下料口设有调节阀且并排设置在输送带上方的钢渣料仓、高炉渣料仓和粉煤灰料仓，输送带的输出端正对混合机的进料口以使输送带上的物料进入混合机。

本实用新型的有益效果在于：实现了高温钢渣的余热回收与资源化的双重利用，实现了高温钢渣的全过程处理，可高效回收高温钢渣的显热，解决了环境污染问题，且能够对钢渣后续价值充分利用，既可回收铁粉，又可将剩余渣粉作为建筑材料，是一种成熟完善的可应用于工业生产的高温钢渣回收系统。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统的流程图；

图2为本实用新型的钢渣掺混与铁粉分离的流程图。

附图标记：交换热装置1、熔盐蒸汽装置2、有压热闷装置3、汽水换热装置4、混合机5、磨削装置6、磁选装置7、烘干机8、高炉渣料仓9、钢渣料仓10、粉煤灰料仓11。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图2，一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，包括沿钢渣流动方向顺次设置的交换热装置1、有压热闷装置3、混合装置、磨削装置6和磁选装置7；交换热装置1采用熔盐换热，用于钢渣的一级冷却，交换热装置1连接有熔盐蒸汽装置2以实现用于交换热装置1熔盐的循环利用；有压热闷装置3用于钢渣的二级冷却，采用水冷，有压热闷装置3连接有汽水换热装置4以实现用于有压热闷装置3冷却水的循环利用；汽水换热装置4的冷却介质出口与熔盐蒸汽装置2的冷却介质入口连通，以实现用于汽水换热装置4冷却介质的二次加热利用；混合装置用于钢渣与掺混物的掺混以形成均匀的混合物；磨削装置6用于混合物的磨削以形成细粉；磁选装置7用于细粉中铁粉的分离。

本实用新型的混合装置包括混合机5，以及下料口设有调节阀且并排设置在输送带上方的钢渣料仓10、高炉渣料仓9和粉煤灰料仓11，输送带的输出端正对混合机5的进料口以使输送带上的物料进入混合机5。磨削装置6优选立磨机，磁选装置7为磁选机，具有磁粉出口和粉渣出口。

本实用新型中钢渣经两级冷却后，进入混合装置与高炉渣和粉煤灰混合均匀，然后经磨削装置6磨成细粉，再由磁选装置7从细粉中分离出铁粉。

优选地，交换热装置1采用换热管与高温固体渣粒(钢渣)直接接触换热的方式，交换热装置1入口处换热管叉排逆流布置。

优选地，熔盐蒸汽装置2采用管壳式换热器，熔盐与高温水套管式换热，换热管逆流布置，上方设有蒸汽收集管道，以将蒸汽收集外送至蒸汽管网。

优选地，有压热闷装置3包括有压热闷仓，有压热闷仓的上方设有可打开的仓盖，仓盖下侧设有与有压热闷装置3的进水口连通的若干喷嘴，有压热闷装置3的进水口与汽水换热装置4的出水口连通，有压热闷仓的底部设有钢渣出料口，有压热闷仓的上部开设有与汽水换热装置4的蒸汽入口连通的蒸汽出口；有压热闷装置3的仓盖为推拉式。

优选地，在连通汽水换热装置4的冷却介质出口和熔盐蒸汽装置2的冷却介质入口之间的管道上还连接有热水利用支路。

优选地，汽水换热装置4采用管壳式换热器，常温水与脏蒸汽套管式换热，换热管逆流布置，升温后的水通过管道一部分输送至熔盐蒸汽装置2，另一部分由热水利用支路输送至集中供暖系统。

一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的方法，应用上述所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，将高温钢渣加入交换热装置1，与交换热装置1的液态熔盐进行热交换后温度降至800-1000℃，再进入到有压热闷装置3，遇水冷却后降至200℃以下，然后与高炉渣和粉煤灰按比例混合后磨成细粉，再通过磁选分离出铁粉和超细粉渣；用于交换热装置1的液态熔盐换热后通入熔盐蒸汽装置2，换热降温后再次用于交换热装置1；用于有压热闷装置3的常温水换热后通入汽水换热装置4，换热降温至常温后再次用于有压热闷装置3，同时汽水换热装置4产生的高温水进入到熔盐蒸汽装置2，形成高温蒸汽。

可选地，具体包括以下步骤：

S1：高温钢渣直接进入交换热装置1，与交换热装置1管道内的液态熔盐进行热交换，温度降至800-1000℃，用于交换热装置1的260～300℃液态熔盐换热后升至540～580℃通入熔盐蒸汽装置2，换热降温至260～300℃后再次用于交换热装置1；

S2：待经交换热装置1冷却后的钢渣达到一定体积后，把冷却后的钢渣加入有压热闷装置3，利用常温水喷淋以使钢渣冷却至200℃以下；用于有压热闷装置3的常温水换热后生成的脏蒸汽通入汽水换热装置4，换热降温至常温后再次用于有压热闷装置3，同时汽水换热装置4产生的80～100℃高温水一部分进入到熔盐蒸汽装置2进一步加热以形成350-500℃高温蒸汽输送至外网，另一部分进入供暖系统；

S3：将经有压热闷装置3处理的钢渣烘干，然后按照40％的钢渣、40％的高炉渣、20％的粉煤灰的比例混合后磨成细粉，再通过磁选分离出铁粉，将剩余的渣粉回收利用。

本实用新型针对当前高温钢渣余热余能没有得到回收利用及钢渣资源化的诸多问题，提出了一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统和方法，将1550℃高温钢渣经过交换热装置1，与液态熔盐进行热交换后冷却后800-1000℃，再进入到有压热闷装置3，遇水冷却后降至200℃以下，与高炉渣和粉煤灰按比例进入混合装置，混合后再进入磨削装置6以磨成细粉，通过磁选分离出铁粉和超细粉渣，实现了钢渣的资源化。用于热交换的常温水通过汽水换热装置4升温至80～100℃，一部分进入到熔盐蒸汽装置2，形成350-500℃的蒸汽，另一部分进入供暖系统，现了高温钢渣的余热回收。本实用新型能够高效回收高温钢渣的显热，并实现了资源化，能够回收铁粉以及将剩余渣粉作为建筑材料，是一种成熟完善的可应用于工业生产的高温钢渣回收系统。

实施例1

一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，包括沿钢渣流动方向顺次设置的交换热装置1、有压热闷装置3、混合装置、磨削装置6和磁选装置7；混合装置包括钢渣料仓10、高炉渣料仓9、粉煤灰料仓11、混合机5、传送带等装置；磨削装置6包括立磨机、传送带等装置。

交换热装置1采用熔盐换热，用于钢渣的一级冷却，交换热装置1连接有熔盐蒸汽装置2；熔盐蒸汽装置2：包括熔盐入口：与交换热装置1的熔盐出口连通；熔盐出口：与交换热装置1的熔盐入口连通；冷却介质入口；冷却介质出口；有压热闷装置3：用于钢渣的二级冷却，包括有压热闷仓，有压热闷仓的上方设有可打开的仓盖，仓盖下侧设有与进水口连通的若干喷嘴，有压热闷仓的底部设有钢渣出料口，有压热闷仓的上部开设有蒸汽出口；有压热闷装置3连接有汽水换热装置4；汽水换热装置4：包括蒸汽入口：与有压热闷装置3的蒸汽出口连通；出水口：与有压热闷装置3的进水口连通；冷却介质入口：与水源连通：冷却介质出口：与熔盐蒸汽装置2的冷却介质入口连通。

钢渣经两级冷却后，进入混合装置与高炉渣和粉煤灰按比例混合均匀，然后经磨削装置6磨成细粉，再由磁选装置7从细粉中分离出铁粉。

交换热装置1，其采用换热管与高温固体渣粒直接接触换热的方式，交换热装置1入口处换热管叉排逆流布置。熔盐蒸汽装置2，其采用管壳式换热器，熔盐与高温水套管式换热，换热管逆流布置，上方配有蒸汽收集管道，以将蒸汽收集外送至蒸汽管网。有压热闷装置3，其采用上方为推拉式仓盖，仓盖下部配有多个喷淋装置，上方有循环水的进水口。周期性打开仓盖，装入高温钢渣，仓内下方配有钢渣出料口，此外仓内上方有脏蒸汽收集管道。汽水换热装置4，其采用管壳式换热器，常温水与脏蒸汽的套管式换热方式，换热管逆流布置，升温后的水通过管道一部分输送至熔盐蒸汽系统，一部分送至集中供暖系统。混合装置，包括钢渣料仓10，高炉渣料仓9和粉煤灰料仓11，下料口装有调节阀，料仓下方配有输送带，链接到混合机5。磨削装置6为立磨机，磁选装置7在立磨机的后方，二者与混合机5通过传送带连接。

本综合利用系统按照介质可分为钢渣回收系统、蒸汽产生系统、脏水-蒸汽循环系统、液态熔盐循环系统等四个部分。

高温钢渣经过交换热装置1冷却后，再进入到有压热闷装置3，通过喷淋水降低至200℃以下，再进入混合装置，经过烘干与高炉渣和粉煤灰按比例混合，再进入磨削装置6和磁选装置7形成细粉，通过磁选分离出铁粉和超细粉渣，整个流程为钢渣回收系统。

常温水通过汽水换热装置4升温至90℃，一部分进入到熔盐蒸汽装置2，形成350-500℃的蒸汽，一部分进入供暖系统，该流程为蒸汽产生系统。

有压热闷装置3蒸汽出口与汽水换热装置4的蒸汽入口衔接，有压热闷装置3的常温水入口与汽水换热装置4的脏水出口衔接，形成脏水-蒸汽循环系统。

交换热装置1的熔盐出口与熔盐蒸汽装置2的熔盐入口衔接，交换热装置1的熔盐入口与熔盐蒸汽装置2的熔盐出口衔接，形成液态熔盐循环系统。

实施例2

一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的方法，包括钢渣回收方法和余热利用方法(蒸汽产生方法)，实施过程包括以下步骤：

(1)钢渣回收方法：

步骤1：高温钢渣与熔盐热交换过程：

该过程主要由交换热装置1完成，实现高温熔渣的初步冷却，熔盐与熔盐蒸汽装置2链接，冷却的钢渣则进入到有压热闷装置3。方法为：约1550℃的高温钢渣直接进入交换热装置1，高温固体钢渣直接下落，与换热管内的液态熔盐逆流换热，钢渣可初步冷却至800-1000℃，由下方出料口送至中间料仓。同时，下方进入280℃左右的熔盐，通过换热升温至560℃，并通过管道直接进入到熔盐蒸汽装置2，通过熔盐蒸汽装置2与水进行换热，形成280℃左右的熔盐再返回到交换热装置1，实现熔盐的循环利用；

步骤2：中温钢渣-水蒸汽余热回收过程：

该过程主要由有压热闷装置3完成，将钢渣温度降低至200℃以下，钢渣进入到混合装置，水和蒸汽与汽水换热装置4链接。方法为：待中间料仓的钢渣达到一定体积后，将有压热闷装置3上方的推拉式仓盖推开，把冷却后的钢渣倒入到仓内，再盖上仓盖，循环水进入到上方通过喷淋装置，喷淋到下方的钢渣上，进一步冷却钢渣到200℃以下。同时，循环水遇到高温钢渣生产110℃的脏蒸汽，通过仓内的蒸汽收集管道进入到旁边的汽水换热装置4，在汽水换热装置4与常温水进行热交换，冷却至常温下的脏水，再返回至有压热闷装置3内，实现脏水-蒸汽的循环利用；

步骤3：钢渣混合过程：

该过程主要由混合装置完成，实现钢渣和高炉渣、粉煤灰的配比混合。方法为待有压热闷装置3达到处理时间后，将湿渣从下方的出料口排除，烘干后放入钢渣料仓10，旁边配有高炉渣料仓9和粉煤灰料仓11，通过控制料仓阀门，按照40％的钢渣、40％的高炉渣、20％的粉煤灰放入输送带上，输送到混合机5，进行充分混合。

步骤4：钢渣资源化过程：

该过程主要由磨削装置6和磁选装置7完成，实现混合物的细化，分离出铁粉和超细渣粉，超细渣粉可作为建筑材料。方法为：待混合装置的混合物通过传送带直接送入立磨机，形成超细粉，再通过磁选机分离出铁粉，将剩余的渣粉装入成品仓储存或装入运输车辆中外运。

(2)预热利用方法：

步骤1：汽水换热过程：

该过程主要由汽水换热装置4单元完成，将常温水升温至可用于供暖的90℃的高温水。方法为：常温水进入到汽水换热装置4，即管壳式换热器，常温水与脏蒸汽通过套管式换热，可以升温至90℃，同时将110℃的脏蒸汽冷却至常温。由于下一单元换热能力有限，升温到90℃的高温水部分进入到熔盐蒸汽装置2进一步加热成蒸汽，另一部分进入供暖管道；

步骤2：熔盐热交换过程：

该过程主要由熔盐蒸汽装置2完成，实现蒸汽的产生。方法为：约90℃的高温水直接进入熔盐蒸汽装置2，即管壳式换热器，高温水与熔盐采用套管式换热的方式，可产生350-500℃的蒸汽，输送至外网，560℃左右的熔盐则冷却至280℃。

本实用新型中交换热装置1的熔盐出口与熔盐蒸汽装置2的熔盐入口衔接，交换热装置1的熔盐入口与熔盐蒸汽装置2的熔盐出口衔接，形成液态熔盐循环系统。

本实用新型中有压热闷装置3蒸汽出口与汽水换热装置4的蒸汽入口衔接，有压热闷装置3的常温水入口与汽水换热装置4的脏水出口衔接，形成脏水-蒸汽循环系统。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：包括沿钢渣流动方向顺次设置的交换热装置、有压热闷装置、混合装置、磨削装置和磁选装置；交换热装置采用熔盐换热，用于钢渣的一级冷却，交换热装置连接有熔盐蒸汽装置以实现用于交换热装置熔盐的循环利用；有压热闷装置用于钢渣的二级冷却，采用水冷，有压热闷装置连接有汽水换热装置以实现用于有压热闷装置冷却水的循环利用；汽水换热装置的冷却介质出口与熔盐蒸汽装置的冷却介质入口连通，以实现用于汽水换热装置冷却介质的二次加热利用。

2.根据权利要求1所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：所述交换热装置采用换热管与高温钢渣直接接触换热的方式，交换热装置入口处换热管叉排逆流布置。

3.根据权利要求1所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：所述熔盐蒸汽装置采用管壳式换热器，熔盐与高温水套管式换热，换热管逆流布置，上方设有蒸汽收集管道，以将蒸汽收集外送至蒸汽管网。

4.根据权利要求1所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：所述有压热闷装置包括有压热闷仓，有压热闷仓的上方设有可打开的仓盖，仓盖下侧设有与有压热闷装置的进水口连通的若干喷嘴，有压热闷装置的进水口与汽水换热装置的出水口连通，有压热闷仓的底部设有钢渣出料口，有压热闷仓的上部开设有与汽水换热装置的蒸汽入口连通的蒸汽出口。

5.根据权利要求4所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：所述有压热闷装置的仓盖为推拉式。

6.根据权利要求1所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：在连通汽水换热装置的冷却介质出口和熔盐蒸汽装置的冷却介质入口之间的管道上还连接有热水利用支路。

7.根据权利要求6所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：所述汽水换热装置采用管壳式换热器，常温水与脏蒸汽套管式换热，换热管逆流布置，升温后的水通过管道一部分输送至熔盐蒸汽装置，另一部分由热水利用支路输送至集中供暖系统。

8.根据权利要求1所述的一种用于钢渣余热回收与资源化综合利用的系统，其特征在于：所述混合装置包括混合机，以及下料口设有调节阀且并排设置在输送带上方的钢渣料仓、高炉渣料仓和粉煤灰料仓，输送带的输出端正对混合机的进料口以使输送带上的物料进入混合机。

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