CN219174524U - 一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置 - Google Patents

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肖永力
楼国锋
刘晓宏
谢梦芹
温治
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Baoshan Iron and Steel Co Ltd
University of Science and Technology Beijing USTB
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Abstract

一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，包括：熔渣粒化本体，为箱体结构，顶部设渣流入口；气体喷嘴阵列，设于熔渣粒化本体的一侧壁上，气体喷嘴轴向与侧壁垂直；流场优化喷嘴阵列，设于熔渣粒化本体内上部，近渣流入口处；清渣喷嘴阵列，设于熔渣粒化本体内下部或底部；雾化喷嘴阵列，设于熔渣粒化本体内，环绕于渣流径向的熔渣粒化本体内壁布置，即雾化喷嘴轴向与气体喷嘴轴向垂直。本实用新型利用高速气体喷嘴喷出的高速气流冲击液态熔渣将其破碎，雾化喷嘴喷出的高密度雾滴颗粒对所粒化的渣粒迅速降温，便于其快速成渣，以雾化形式取代水淬直接喷水形式，既可适当减少新水消耗量以降低成本，还能兼顾熔渣冷却速率以利于固态渣的玻璃体形成。

Description

一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置
技术领域
本实用新型及高炉熔渣粒化领域，具体涉及一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置。
背景技术
高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种熔融状态的废渣，其成分主要为CaO、SiO2、Al2O3、MgO，其产量庞大，是冶金行业中产生数量最多的一种副产物。出炉温度高可达1450～1650℃，它也是一种高品质热源，热焓约1770MJ/t，在高品位余热资源中，炉渣显热约占35％，在余热回收的方面存在着较大的潜力、济性与可行性，在这种现状下，对高炉渣余热回收利用的研究成为近年来企业关注的焦点。
目前，高炉炉渣余热回收工艺总体分为湿法工艺和干式回收工艺两种方法。湿法工艺大多数采用水淬工艺。水淬法的水资源消耗严重，处理每吨熔渣约需要消耗10吨水，并伴随大量含硫蒸汽如SOX和H2S的排放，管路易磨损维护工作量大，熔渣显热没有得到回收，经过水淬后仅有10％的热量可用于采暖发电，余下90％的热量以水蒸气的形式进入大气，白白浪费。若要对水淬后的高炉渣进一步利用，仍然需要消耗一部分能量对其进行干燥。对于干式回收法中的风淬法，也具有一系列的缺点，例如在处理过程中噪音污染严重，动力能源消耗巨大，成本高，回收的热空气温度低，效益低，冷却速率跟水冷相比，处理速度更慢，导致玻璃体含量降低。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，利用高速气体喷嘴喷出的高速气流冲击液态熔渣将其破碎，雾化喷嘴喷出的高密度雾滴颗粒对所粒化的渣粒迅速降温，便于其快速成渣，以雾化的形式取代水淬直接喷水的形式，既可适当减少新水消耗量以降低成本，还能兼顾熔渣冷却速率以利于固态渣的玻璃体形成，并且该装置可充分利用熔渣的余热，以减少能量的损耗；具有冷却速率较快，熔渣破碎效果好，耗能低等优点。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，其包括：
熔渣粒化本体，为箱体结构，其顶部设渣流入口；
气体喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体的一侧壁上，气体喷嘴轴向与侧壁垂直；
流场优化喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体内上部，近渣流入口处；
清渣喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体内下部或底部；
雾化喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体内，环绕于渣流径向的熔渣粒化本体内壁布置，即雾化喷嘴轴向与气体喷嘴轴向垂直。
优选的，所述熔渣粒化本体尾部设渣粒收集段。
优选的，所述流场优化喷嘴阵列的喷嘴为气体喷嘴或气液双流体喷嘴。
优选的，所述清渣喷嘴阵列的喷嘴为气体喷嘴。
优选的，所述雾化喷嘴阵列的喷嘴为水雾化喷嘴。
本实用新型相比于传统风淬和水淬工艺，采用喷嘴阵列的方式使渣处理能力进一步提高，雾滴的喷射提升了渣粒换热效果，减少了水资源的浪费，使熔渣余热得到充分回收。
本实用新型与现有技术相比，其优点为：
1.高速气体喷嘴喷出的高速射流破碎高炉熔渣使水资源消耗比传统湿法工艺大幅度减少，减少了水污染，同时减少了有害气体的排放，气体管道不易磨损维护成本较少，且不需要花费额外能源对冷却后的高炉熔渣进行干燥处理。
2.熔渣显热经过与雾化喷嘴喷出的大量雾滴进行换热，生成的高温水蒸气的热焓要高于传统风淬工艺生成的热空气的热焓，使熔渣显热的回收效率更高，进行余热回收更具有潜力。
3.相比于风淬工艺，由于换热介质是水破碎形成的雾滴颗粒，高温熔渣的冷却速率也比风淬的冷却速率要快，更加有利于玻璃体的形成，玻璃体质量越好、含量越高，高炉渣的回收利用率越高。
4.采用熔渣粒化本体内壁均匀环绕安装多个雾化喷嘴的方式，形成均匀分布的雾滴颗粒与熔渣进行换热，与一般的水流冲击相比，雾滴颗粒与熔渣的换热更为充分。
5.利用优化喷嘴阵列优化的方式给初步破碎的熔渣颗粒再次提供一个推动力，使其避免过早落入装置底部发生粘结现象。
6.高速气体以喷嘴阵列的形式进行排布，阵列所形成的气体流域可以均匀而充分的覆盖渣流流动的范围，使得粒化效果更加均匀，成渣效果更好。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中雾化喷嘴的排布方式图。
具体实施方式
参见图1、图2，本实用新型所述的利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，其包括：
熔渣粒化本体1，为箱体结构，其顶部设渣流入口11；
气体喷嘴阵列2，气体喷嘴设置于所述熔渣粒化本体1的一侧壁上，气体喷嘴轴向与侧壁垂直；
流场优化喷嘴阵列3，设置于所述熔渣粒化本体1内上部，近渣流入口11处；
清渣喷嘴阵列4，设置于所述熔渣粒化本体1内下部或底部；
雾化喷嘴阵列5，设置于所述熔渣粒化本体1内，环绕于渣流100径向的熔渣粒化本体1内壁布置，即雾化喷嘴轴向与气体喷嘴轴向垂直。
优选的，所述熔渣粒化本体1尾部设渣粒收集段6。
优选的，所述流场优化喷嘴阵列3的喷嘴为气体喷嘴或气液双流体喷嘴。
优选的，所述清渣喷嘴阵列4的喷嘴为气体喷嘴。
优选的，所述雾化喷嘴阵列5的喷嘴为水雾化喷嘴。
采用气体喷嘴阵列2提供的均匀高速气流将自渣容器7下落至熔渣粒化本体1内的高炉熔渣均匀破碎，得到了呈抛物线运动的高温熔渣颗粒；流场优化喷嘴阵列3在熔渣粒化本体1上部对着呈抛物线运动的熔渣颗粒进行进一步喷吹，一方面增大熔渣飞行速度增强换热，另一方面防止熔渣落壁粘结损坏装置设备；在熔渣粒化本体1内壁外围设置了多层雾化喷嘴，雾化喷嘴均匀围绕熔渣粒化本体1内壁排布，使熔渣颗粒迅速降温，由在熔渣粒化本体1尾部渣粒收集段收集渣粒和高温气体。

Claims (5)

1.一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，其特征在于，包括：
熔渣粒化本体，为箱体结构，其顶部设渣流入口；
气体喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体的一侧壁上，气体喷嘴轴向与侧壁垂直；
流场优化喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体内上部，近渣流入口处；
清渣喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体内下部或底部；
雾化喷嘴阵列，设置于所述熔渣粒化本体内，环绕于渣流径向的熔渣粒化本体内壁布置，即雾化喷嘴轴向与气体喷嘴轴向垂直。
2.如权利要求1所述的利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，其特征在于，所述熔渣粒化本体尾部设渣粒收集段。
3.如权利要求1所述的利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，其特征在于，所述流场优化喷嘴阵列的喷嘴为气体喷嘴或气液双流体喷嘴。
4.如权利要求1所述的利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，其特征在于，所述清渣喷嘴阵列的喷嘴为气体喷嘴。
5.如权利要求1所述的利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置，其特征在于，所述雾化喷嘴阵列的喷嘴为水雾化喷嘴。
CN202223349130.5U 2022-12-13 2022-12-13 一种利用雾化喷嘴将熔渣快速冷却的装置 Active CN219174524U (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024125562A1 (zh) * 2022-12-13 2024-06-20 宝山钢铁股份有限公司 熔渣粒化方法及装置

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