CN219470083U - 一种高温熔渣粒化以及余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及冶金设备中的高温熔渣处理和余热回收利用技术领域，尤其是一种高温熔渣粒化以及余热回收系统。该系统包括壳体、高温熔渣导流单元、碎渣单元、第一风冷单元、第二风冷单元、雾化水喷口、导流布料单元、热回收单元和熔渣收集单元。该系统具有结构简单，使用方便，不仅可以熔渣均匀破碎再次利用，还可以利用高温蒸发器和金属换热管回收破碎渣粒中的高品位余热进行再次利用，且生产流程在密闭环境中进行，基本没有对空气与水体的污染，适合大范围推广。

Description

一种高温熔渣粒化以及余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及冶金设备中的高温熔渣处理和余热回收利用技术领域，尤其是一种高温熔渣粒化以及余热回收系统。

背景技术

随着钢铁行业节能减排工作的加速推进，高炉渣作为高炉冶炼过程中的主要副产品，每冶炼1t生铁大约产生300-350kg的高温熔渣，出渣温度约1500℃左右，每吨渣含有相当于60～80kg标准煤的热量，同时，目前主要使用的水淬法渣处理工艺，其核心是对高炉熔渣进行喷水水淬，冷却并粒化成水渣，然后进行水渣分离，冲渣的水经过沉淀过滤后再循环使用，不论是冲渣过程中SO₂、H₂S和冲渣水等污染物的排放，还是熔渣中的高品位显热白白流失都是在与“碳达峰、碳中和”的目标背道而驰，并且水淬法生产的渣粒还有较高的含水量，对其进行资源化利用时仍需要耗费额外能源将其干燥。

若按2020年生铁产量8.88亿吨计算，将产生2.664～3.108亿吨高炉渣，若全部使用水淬法处理，以RASA法为例，则耗水量为2.664～3.108×10⁹m³、循环水量26.64～46.62×10⁹m³，渣含水量15％～20％，SO₂、H₂S等污染物排放266×10⁶kg，造成了水资源的浪费以及大量的热源浪费。

实用新型内容

本实施例公开了一种高温熔渣粒化以及余热回收系统，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种高温熔渣粒化以及余热回收系统，该系统包括壳体、高温熔渣导流单元、碎渣单元、第一风冷单元、第二风冷单元、雾化水喷口、导流布料单元、热回收单元和熔渣收集单元；

其中，所述壳体包括圆锥形的顶部和底部，以及圆筒形的中部；

所述第一风冷单元设置在圆锥形的顶部中心位置，所述第二风冷单元和雾化水喷口对称设置在所述圆锥形的顶部的两侧；

所述壳体的圆筒形的中部上端对称设有所述进料口和导流布料单元，且所述导流布料单元位于所述第二风冷单元的下端，所述进料口位于所述雾化水喷口的下端，所述进料口上设有扇形接料斗，所述碎渣单元设置在所述扇形接料斗内；

所述高温熔渣导流单元设置外侧，且位于所述扇形接料斗的上端；

所述热回收单元设置在所述壳体的圆筒形的中部下端内部；

所述收集单元设置在所述壳体的圆锥形底部。

进一步，所述高温熔渣导流单元包括高温熔渣导流槽和熔渣分配器；

其中，所述高温熔渣导流槽一端与所述高炉的熔渣出料口连接，另一端与所述熔渣分配器连接。

进一步，所述一风冷单元、第二风冷单元均为鼓风机。

进一步，所述导流布料单元包括支撑板和水冷导料板；

其中，所述水冷导料板呈一定的倾斜角度设置所述壳体内，且一端与所述壳体的侧壁活动连接，所述支撑板水平设置在所述水冷导料板的下端，且一端与所述壳体的侧壁活动连接，另一端与所述水冷导料板的另一端固接；

所述水冷导料板的表面上等距设有若干凹槽。

进一步，所述碎渣单元为滚筒碎渣器。

进一步，所述滚筒碎渣器包括圆筒型主体、水冷组件和若干肋片；

其中，所述圆筒型主体为中空结构，若干肋片规律分布在所述圆筒型主体表面，且与圆筒型主体的表面接触点切线成倾斜角度；

所述水冷组件设置在所述圆筒型主体和若干肋片内。

进一步，所述热回收单元包括储渣仓、高温蒸发器、水冷壁、冷却水均流器和金属换热管；

其中，所述高温蒸发器、冷却水均流器和金属换热管均设置在所述壳体的外侧壁上，位于所述储渣仓外侧，所述金属换热管与所述冷却水均流器连接，所述储渣仓的侧壁上设有水冷壁；

所述高温蒸发器上设有第一冷却水入口和蒸汽出口；

所述冷却水均流器上设有第二冷却水入口，所述金属换热管上设有水蒸气出口。

进一步，所述金属换热管由出水汇集器、若干横管和竖管相互交叉连接组成，且所述竖管的两端密封，所述出水汇集器设置在所述金属换热管网的两端。

进一步，所述收集单元包括：收集壳体和螺旋排渣器；

其中，所述收集壳体设置在所述壳体的圆形底部内，两侧设有热风排出口，底部设有出料口，所述螺旋排渣器设置在所述出料口的内部。

进一步，所述水冷组件包括水冷管、进水口和出水口；

其中，所述水冷管设置在圆筒型主体和若干肋片内的内部，所述进水口和出水口分别设置在所述圆筒型主体两端的端部，并与所述水冷管连接；

所述水冷管的截面为圆形或矩形。

本实用新型的有益效果是：由于采用上述技术方案，本实用新型具有结构简单，使用方便，不仅可以熔渣均匀破碎再次利用，还利用高温蒸发器和金属换热管回收破碎渣粒中的高品位余热，将回收的热量再次利用，不仅节约大量的资源，而且热回收效率高，生产流程在密闭环境中进行，基本没有对空气与水体的污染，适合大范围推广。

附图说明

图1为实用新型一种高温熔渣粒化以及余热回收系统的结构示意图。

图2为实用新型的高温熔渣导流单元的结构示意图。

图3为实用新型的水冷导料板的结构示意图。

图4为实用新型的碎渣单元的结构示意图。

图中：

1壳体、1-1.进料口、1-2.扇形接料斗、2.高温熔渣导流单元、2-1.高温熔渣导流槽、2-2.熔渣分配器、2-21.布料口、3.碎渣单元、3-1.圆筒型主体、3-2.肋片、3-3.水冷组件、3-31.水冷管、3-32.入水口、3-33.出水口、4.第一风冷单元、5.第二风冷单元、6.雾化水喷口、7.导流布料单元、7-1.支撑板、7-2.水冷导料板、7-3.凹槽、8.热回收单元、8-1.储渣仓、8-2.高温蒸发器、8-21.第一冷却水入口、8-22.蒸汽出口、8-3.冷却水均流器、8-4.金属换热管、8-31.出水汇集器、8-34.第二冷却水入口、8-35.水汽出口、9.熔渣收集单元、9-1.收集壳体、9-2.螺旋排渣器、9-3、热风排出口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种高温熔渣粒化以及余热回收系统，该系统包括壳体1、高温熔渣导流单元2、碎渣单元3、第一风冷单元4、第二风冷单元5、雾化水喷口6、导流布料单元7、热回收单元8和熔渣收集单元9；

其中，所述壳体1包括圆锥形的顶部和底部，以及圆筒形的中部；

所述第一风冷单元4设置在圆锥形的顶部中心位置，所述第二风冷单元5和雾化水喷口6对称设置在所述圆锥形的顶部的两侧；

所述壳体1的圆筒形的中部上端对称设有所述进料口1-1和导流布料单元7，且所述导流布料单元7位于所述第二风冷单元5的下端，所述进料口1-1位于所述雾化水喷口6的下端，所述进料口1-1上设有扇形接料斗1-2，所述碎渣单元设置在所述扇形接料斗1-2内；

所述高温熔渣导流2单元设置外侧，且位于所述扇形接料斗1-2的上端；

所述热回收单元8设置在所述壳体1的圆筒形的中部下端内部；

所述收集单元9设置在所述壳体1的圆锥形底部。

所述高温熔渣导流单元2包括高温熔渣导流槽2-1和熔渣分配器2-2；

其中，所述高温熔渣导流槽2-1一端与所述高炉的熔渣出料口连接，另一端与所述熔渣分配器2-2连接，所述熔渣分配器2-2设有至少出料口，如图2所示。

所述一风冷单元4、第二风冷单元5均为鼓风机。

所述导流布料单元7包括支撑板7-1和水冷导料板7-2；

其中，所述水冷导料板2-2呈一定的倾斜角度设置所述壳体1内，且一端与所述壳体1的侧壁活动连接，所述支撑板2-1水平设置在所述水冷导料板2-2的下端，且一端与所述壳体1的侧壁活动连接，另一端与所述水冷导料板2-1的另一端固接；

所述水冷导料板7-2的表面上等距设有若干凹槽7-3，如图3所示。

所述碎渣单元3为滚筒碎渣器。

所述滚筒碎渣器包括圆筒型主体3-1、水冷组件3-2和若干肋片3-3；

其中，所述圆筒型主体3-1为中空结构，若干肋片3-3规律分布在所述圆筒型主体3-1表面，且与圆筒型主体3-1的表面接触点切线成倾斜角度；

所述水冷组件3-2设置在所述圆筒型主体3-1和若干肋片3-3内，如图4所示。

所述热回收单元8包括储渣仓8-1、高温蒸发器8-2、冷却水均流器8-3、金属换热管8-4和水冷壁8-5；

其中，所述高温蒸发器8-2、冷却水均流器8-3和金属换热管8-4均设置在所述壳体1的外侧壁上，位于所述储渣仓8-1外侧，所述金属换热管8-4与所述冷却水均流器8-3连接，所述储渣仓8-1的侧壁上设有水冷壁8-5；

所述高温蒸发器8-2上设有第一冷却水入口8-21和蒸汽出口8-22；

所述冷却水均流器8-3上设有第二冷却水入口和水汽出口。

所述金属换热管8由出水汇集器8-31、若干横管和竖管相互交叉连接组成，且所述竖管的两端密封，所述出水汇集器8-31设置在所述金属换热管网8的一端，所述金属换热管8上设有水蒸气出口。

所述收集单元9包括：收集壳体9-1和螺旋排渣器9-2；

其中，所述收集壳体9-1设置在所述壳体1的圆形底部内，两侧设有热风排出口9-3，底部设有出料口，所述螺旋排渣器9-3设置在出料口的内部。

所述水冷组件3-3包括水冷管3-31、进水口3-32和出水口3-33；

其中，所述水冷管3-31设置在圆筒型主体3-1和若干肋片3-2内的内部，所述进水口3-32和出水口3-33分别设置在所述圆筒型主体3-1两端的端部，并与所述水冷管3-31连接；

所述水冷管的截面为圆形或矩形，如图4所示。

本实用新型的工作原理是：将约1500℃的液态高温熔渣由渣沟将高温熔渣导入高温熔渣导流槽2中，导流槽末端下方设有熔渣分配器2-2接口，碎渣单元3位于熔渣分配器2-2的给料管道正下方，液态熔渣流经碎渣单元3破碎后，变为一定直径的空心渣粒并沿着碎渣器运动切线方向抛出，被抛出的空心渣粒先被雾化水喷口6的雾化水初步冷却，在经过第一风冷单元4和第二风冷单元5进行再次冷却，再被导流布料单元7接住，随导流布料单元7角度的变化均匀地落在储渣仓8-1内各个位置，以此达到均匀布料的目的。熔渣被进一步破碎成颗粒，同时通过第一风冷单元4向壳体1导入冷空气，对下落的颗粒进行初步冷却，待破碎成颗粒的熔渣落入热回收单元8中，熔渣携带的高温余热被设置在储渣仓8-1内的高温蒸发器8-2吸收，热量被高温蒸发器吸收后，产生高温蒸汽，被冷却水均流器8-3、金属换热管8-4和水冷壁8-5吸收后产生高温水汽；

同时对熔渣完成了降温，降温后熔渣颗粒进入回收单元9中，剩余的热气由回收单元9的热气出口9-2排出，熔渣颗粒经螺旋排渣器9-2和排出口匀速排出。

高温熔渣导流槽内壁可安装包括但不限于铜冷却壁、铸铁冷却壁，预埋冷却水管道等方式降低入仓渣流的温度，也可采用耐火材制成，防止高温熔渣对导流槽的烧损。

熔渣分配器位于滚筒碎渣器正上方，呈现为上部立方体、下部圆锥体结构，容积一定，下部设有圆锥形给料管道。

滚筒碎渣器为圆筒型、中空结构并横向摆放，滚筒表面规律分布着由耐磨耐高温金属制成若干肋片，肋片由耐磨金属材料制成，与滚筒表面接触点切线成一定倾斜角度，以电机驱动，能够打碎从上方流下的液态渣流，同时，能够调节转速来调控破碎效果。

渣粒布料器为板型结构，其长度与碎渣器飞料范围和储渣仓内部长宽相匹配，有一边与储渣仓壁面铰链连接，能够改变布料角度，其表面应由耐磨金属制成，同时根据渣粒布料器宽度，设有若干垂直于渣粒下落方向的横向凹槽，设备运行后，有部分先冷的渣粒进入该凹槽并填满凹槽，随后的渣粒在下落过程中会不断地接触凹槽中的渣粒，从而实现“料磨料”的目的，能够显著减少高温渣粒对渣粒布料器的磨损及热腐蚀。

在所述渣粒布料器上方的储渣仓壁面上，距离所述渣粒布料器一定高度处设有喷水口，喷洒一定量的雾化冷却水使渣粒表面固化，喷水量根据熔渣流量动态调整，最大程度减少水分进入储渣仓中。

以上对本申请实施例所提供的一种高温熔渣粒化以及余热回收系统，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高温熔渣粒化以及余热回收系统，其特征在于，该系统包括壳体、高温熔渣导流单元、碎渣单元、第一风冷单元、第二风冷单元、雾化水喷口、导流布料单元、热回收单元和熔渣收集单元；

其中，所述壳体包括圆锥形的顶部和底部，以及圆筒形的中部；

所述第一风冷单元设置在圆锥形的顶部中心位置，所述第二风冷单元和雾化水喷口对称设置在所述圆锥形的顶部的两侧；

所述壳体的圆筒形的中部上端对称设有进料口和导流布料单元，且所述导流布料单元位于所述第二风冷单元的下端，所述进料口位于所述雾化水喷口的下端，所述进料口上设有扇形接料斗，所述碎渣单元设置在所述扇形接料斗内；

所述高温熔渣导流单元设置外侧，且位于所述扇形接料斗的上端；

所述热回收单元设置在所述壳体的圆筒形的中部下端内部；

所述收集单元设置在所述壳体的圆锥形底部。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高温熔渣导流单元包括高温熔渣导流槽和熔渣分配器；

其中，所述高温熔渣导流槽一端与高炉的熔渣出料口连接，另一端与所述熔渣分配器连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一风冷单元、第二风冷单元均为鼓风机。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导流布料单元包括支撑板和水冷导料板；

其中，所述水冷导料板以一定的倾斜角度设置所述壳体内，且一端与所述壳体的侧壁活动连接；

所述支撑板水平设置在所述水冷导料板的下端，且一端与所述壳体的侧壁活动连接，另一端与所述水冷导料板的另一端固接；

所述水冷导料板的表面上等距设有若干凹槽。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述碎渣单元为滚筒碎渣器。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述滚筒碎渣器包括圆筒型主体、水冷组件和若干肋片；

其中，所述圆筒型主体为中空结构，若干肋片规律分布在所述圆筒型主体表面，且与圆筒型主体的表面接触点切线成倾斜角度；

所述水冷组件设置在所述圆筒型主体和若干肋片内。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热回收单元包括储渣仓、高温蒸发器、水冷壁、冷却水均流器和金属换热管；

其中，所述高温蒸发器、冷却水均流器和金属换热管均设置在所述壳体的外侧壁上，位于所述储渣仓外侧，所述金属换热管与所述冷却水均流器连接，所述储渣仓的侧壁上设有水冷壁；

所述高温蒸发器上设有第一冷却水入口和蒸汽出口；

所述冷却水均流器上设有第二冷却水入口，所述金属换热管上设有水蒸气出口。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述金属换热管由出水汇集器、若干横管和竖管相互交叉连接组成，且所述竖管的两端密封，所述出水汇集器设置在所述金属换热管网的两端。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述收集单元包括：收集壳体和螺旋排渣器；

其中，所述收集壳体设置在所述壳体的圆形底部内，两侧设有热风排出口，底部设有出料口，所述螺旋排渣器设置在所述出料口的内部。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述水冷组件包括水冷管、进水口和出水口；

其中，所述水冷管设置在圆筒型主体和若干肋片内的内部，所述进水口和出水口分别设置在所述圆筒型主体两端的端部，并与所述水冷管连接；

所述水冷管的截面为圆形或矩形。