CN220597334U - 一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，涉及资源回收利用领域。高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统包括原料仓、将高炉水渣输送至原料仓的皮带输送机、将高炉水渣磨碎的立式粉磨机、将原料仓内物料输送至立式粉磨机的矿渣定量给料机、将高炉热风炉的烟气输送至立式粉磨机内的热风炉烟气管道、接收立式粉磨机磨矿产物的布袋收尘器、粉矿仓、将布袋收尘器收集微粉输送至粉矿仓的微粉输送装置、烟囱、将布袋收尘器净化后烟气输送至烟囱的排烟管及用于对排烟管内烟气加压的引风机。高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统采用高炉热风炉烟气烘干矿渣微粉并利用矿渣微粉对热风炉烟气脱硫，节约能源消耗并减少碳排放。
Description
技术领域
本申请涉及资源回收利用领域，具体而言，涉及一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统及方法。
背景技术
高炉矿渣原料附加值低、只能在厂区内堆积占用土地资源，而且矿渣长时间堆放会大量形成板结变成没有利用价值的废弃物，同时容易对环境造成污染，给环保工作带来很大压力。矿渣微粉是高炉水渣经过研磨得到的一种超细粉末，具有超高活性，能够用作水泥和混凝土的优质掺和料来提高矿渣的附加值。矿渣的资源化利用符合国家资源节约和环境保护要求。
但是矿渣微粉加工时粉磨烘干热风多采用燃煤或燃气加热炉提供，能耗高，CO2排放量大，加热炉产生二次烟气需要进一步处理，以一条60万吨的微粉工艺生产(燃煤加热炉)为例，每年耗煤量为13455t，能耗巨大，产生的CO2约36300t/a，SO2约114t/a，NOx约100t/a。
高炉热风炉烟气具有污染物排放浓度低的特点，一般SO2含量在150mg/Nm3，NOx含量在130mg/Nm3，粉尘≤10mg/Nm3左右，而法规规定高炉热风炉超低排放指标限值为：颗粒物≤10mg/Nm3，SO2≤50mg/Nm3，氮氧化物≤200mg/Nm3，即国内热风炉烟气中SO2普遍超标，需要进行脱硫处理。国内的热风炉脱硫起步较晚，技术主要借鉴焦炉、烧结、陶瓷、水泥窑烟气的处理方法。常用的处理工艺有SDS纳基干法脱硫、固定床干法脱硫、移动床干法脱硫等技术。现有的脱硫技术大多存在初投资和运行费用高，副产物处理难度大，占地面积大等问题，严重制约了热风炉脱硫技术的推广应用。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其采用高炉热风炉烟气的余热代替燃煤或燃气加热炉作为矿渣微粉制备的烘干热源，同时利用矿渣微粉中的氧化钙除去热风炉烟气中的二氧化硫，能够节约能源消耗并减少碳硫排放。
本申请是这样实现的：
本申请提供一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其包括用于储存高炉水渣的原料仓、用于将高炉水渣输送至原料仓的皮带输送机、用于将高炉水渣磨碎的立式粉磨机、用于将原料仓内物料输送至立式粉磨机的矿渣定量给料机、用于将高炉热风炉的烟气输送至立式粉磨机内的热风炉烟气管道、用于接收立式粉磨机磨矿产物的布袋收尘器、粉矿仓、用于将布袋收尘器收集微粉输送至粉矿仓的微粉输送装置、烟囱、用于将布袋收尘器净化后烟气输送至烟囱的排烟管及用于对排烟管内烟气加压的引风机。
在一些可选的实施方案中，立式粉磨机和热风炉烟气管道之间设有烟气预处理器，烟气预处理器内设有喷雾装置。
在一些可选的实施方案中，还包括石灰仓、用于接收石灰仓内石灰的熟石灰反应器及用于将熟石灰反应器内物料输送至立式粉磨机进料口的螺旋给料器，熟石灰反应器连接有搅拌装置及加水管。
在一些可选的实施方案中，布袋收尘器底部通过回流管连接有空气斜槽，空气斜槽用于将回流管内的物料输送至立式粉磨机，回流管设有第一截断阀。
在一些可选的实施方案中，还包括小苏打料仓、用于粉碎小苏打的小苏打磨机、用于将小苏打料仓内物料输送至小苏打磨机粉碎的小苏打定量给料机及用于将小苏打磨机粉碎物料输送至布袋收尘器的输送管。
在一些可选的实施方案中，小苏打磨机和输送管之间设有小苏打脱硫反应器，热风炉烟气管道和小苏打脱硫反应器之间通过连接管连通，连接管上设有用于控制其开闭的第二截断阀，烟气预处理器和立式粉磨机之间通过设有第三截断阀的烟气输送管连通；布袋收尘器还通过回收输送装置连通有硫酸钠粉仓。
在一些可选的实施方案中，还包括煤气预热器和空气预热器，煤气预热器和空气预热器的一端与烟气预处理器连通，另一端与高炉热风炉连通。
在一些可选的实施方案中，还包括加热炉及连通加热炉和烟气输送管的热空气输送管。
本申请的有益效果是：本申请提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统包括用于储存高炉水渣的原料仓、用于将高炉水渣输送至原料仓的皮带输送机、用于将高炉水渣磨碎的立式粉磨机、用于将原料仓内物料输送至立式粉磨机的矿渣定量给料机、用于将高炉热风炉的烟气输送至立式粉磨机内的热风炉烟气管道、用于接收立式粉磨机磨矿产物的布袋收尘器、粉矿仓、用于将布袋收尘器收集微粉输送至粉矿仓的微粉输送装置、烟囱、用于将布袋收尘器净化后烟气输送至烟囱的排烟管及用于对排烟管内烟气加压的引风机。本申请提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统采用高炉热风炉烟气的余热代替燃煤或燃气加热炉作为矿渣微粉制备的烘干热源，同时利用矿渣微粉中的氧化钙除去热风炉烟气中的二氧化硫，能够节约能源消耗并减少碳硫排放。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统的结构示意图；
图2为本申请实施例2提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统的结构示意图；
图3为本申请实施例3提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统的结构示意图；
图4为本申请实施例4提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统的结构示意图。
图中：100、原料仓；110、皮带输送机；120、立式粉磨机；130、矿渣定量给料机；140、热风炉烟气管道；150、布袋收尘器；160、粉矿仓；170、微粉输送装置；180、烟囱；190、排烟管；200、引风机；210、烟气预处理器；220、喷雾装置；230、石灰仓；240、熟石灰反应器；250、螺旋给料器；260、搅拌装置；270、加水管；280、回流管；290、空气斜槽；300、第一截断阀；310、小苏打料仓；320、小苏打磨机；330、小苏打定量给料机；340、输送管；350、小苏打脱硫反应器；360、连接管；370、第二截断阀；380、烟气输送管；390、第三截断阀；400、煤气预热器；410、空气预热器；420、加热炉；430、热空气输送管；440、回收输送装置；450、硫酸钠粉仓；500、高炉热风炉。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，本申请提供一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其包括用于储存高炉水渣的原料仓100、用于将高炉水渣输送至原料仓100的皮带输送机110、用于将接收的高炉水渣磨碎的立式粉磨机120、用于将原料仓100内物料输送至立式粉磨机120的矿渣定量给料机130、用于将高炉热风炉500排出的热风炉烟气输送至立式粉磨机120内的热风炉烟气管道140、用于接收立式粉磨机120磨矿产物的布袋收尘器150、粉矿仓160、用于将布袋收尘器150收集微粉输送至粉矿仓160的微粉输送装置170、烟囱180、用于将布袋收尘器150净化后烟气输送至烟囱180的排烟管190及用于对排烟管190内烟气加压的引风机200，立式粉磨机120和热风炉烟气管道140之间设有烟气预处理器210，烟气预处理器210内设有喷雾装置220；本实施例中的微粉输送装置170为气力输送装置。其中，皮带输送机110的顶部排料端位于原料仓100顶部开口上方，矿渣定量给料机130的进料口和出料口分别连接原料仓100底部出口和立式粉磨机120顶部进口，热风炉烟气管道140的两端分别与高炉热风炉500烟气出口和立式粉磨机120底部进口连接，布袋收尘器150顶部进口与立式粉磨机120顶部出口连接，微粉输送装置170顶部进口和底部出口分别与布袋收尘器150底部出口和粉矿仓160顶部进口连接，排烟管190两端分别与布袋收尘器150顶部烟气出口和烟囱180底部连通。
本申请实施例提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统的工作原理是：将高炉处理后的含水率为25％左右的高炉水渣在高炉水渣堆场和室内堆场堆放晾晒至含水量降低至15-20％后，使用皮带输送机110将晾晒后的高炉水渣传送至原料仓100储存，将原料仓100内的高炉水渣通过底部连接的矿渣定量给料机130输送至立式粉磨机120，使矿渣在立式粉磨机120中碾压粉碎，同时使用与高炉热风炉500连通的热风炉烟气管道140将热风炉烟气输送至立式粉磨机120内，使用热风炉烟气烘干立式粉磨机120中粉碎的矿渣微粉，使立式粉磨机120中矿渣微粉的含水量降至1％左右，最终将粉碎后合适粒度的微粉排出立式粉磨机120，进入与立式粉磨机120出料口连通的布袋收尘器150，最终使布袋收尘器150捕集微粉后使用与布袋收尘器150底部连通的微粉输送装置170输运至粉矿仓160储存，同时将布袋收尘器150过滤后的烟气经引风机200加压后通过排烟管190通入烟囱180排出，排出烟气的含尘浓度≤10mg/Nm3，微粉输送装置170为气力输送设备。
其中，热风炉烟气经热风炉烟气管道140输送至烟气预处理器210进行喷雾处理，使用喷雾装置220向烟气预处理器210内喷洒水雾，使水雾与热风炉烟气中SO2反应生成H2SO3后通入立式粉磨机120，使立式粉磨机120内矿渣微粉中的CaO与烟气中的H2SO3充分接触反应生成CaSO3起到烟气脱硫效果，保证烟囱180出口SO2浓度≤35mg/Nm3。热风炉烟气通入立式粉磨机120的温度为280-300℃，立式粉磨机120出料口排出烟气的温度在85-95℃。
在本实施例中，布袋收尘器150的过滤风速≤0.65m/min，出口烟气粉尘浓度≤10mg/Nm3，满足超低排放要求。
实施例2
如图2所示，本申请实施例提供了一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其与实施例1提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统结构大致相同，区别在于，本实施例中，还包括石灰仓230、用于接收石灰仓230内石灰的熟石灰反应器240及用于将熟石灰反应器240内物料输送至立式粉磨机120进料口的螺旋给料器250，熟石灰反应器240连接有搅拌装置260及加水管270；布袋收尘器150底部通过回流管280连接有空气斜槽290，空气斜槽290用于将回流管280内的物料输送至立式粉磨机120，回流管280设有第一截断阀300；其中，熟石灰反应器240设于石灰仓230下方接收石灰。
本申请实施例提供了一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统通过设置石灰仓230储存石灰，并使用设于石灰仓230下方的熟石灰反应器240接收石灰仓230内储存的石灰，并使用加水管270加水至熟石灰反应器240内使用搅拌装置260搅拌反应得到熟石灰，随后使用螺旋给料器250将熟石灰反应器240内的熟石灰输送至立式粉磨机120内，使熟石灰在立式粉磨机120内与热风炉烟气中的H2SO3反应生产CaSO3起到烟气脱硫效果，螺旋给料器250的给料量根据烟囱180排出SO2的浓度调整，保证烟囱180排出烟气中SO2含量≤35mg/Nm3。
当不需要生产矿渣微粉时，可以控制矿渣定量给料机130停止将原料仓100内物料输送至立式粉磨机120内，只使用螺旋给料器250将熟石灰反应器240内的熟石灰输送至立式粉磨机120内，通过调整熟石灰的输入量，保证烟囱180出口烟气中SO2含量≤35mg/Nm3，烟气含尘浓度≤10mg/Nm3。
当反应时间有限熟石灰无法完全反应时，控制第一截断阀300打开，使布袋收尘器150底部收集的一部分熟石灰经回流管280和空气斜槽290重新输送至立式粉磨机120内进行除硫反应，另一部分熟石灰由微粉输送装置170送入粉矿仓160储存。
实施例3
如图3所示，本申请实施例提供了一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其与实施例1提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统结构大致相同，区别在于，本实施例中，还包括小苏打料仓310、用于粉碎小苏打的小苏打磨机320、用于将小苏打料仓310内物料输送至小苏打磨机320粉碎的小苏打定量给料机330及用于将小苏打磨机320粉碎物料输送至布袋收尘器150的输送管340，小苏打磨机320和输送管340之间设有小苏打脱硫反应器350，热风炉烟气管道140和小苏打脱硫反应器350之间通过连接管360连通，连接管360上设有用于控制其开闭的第二截断阀370，烟气预处理器210和立式粉磨机120之间通过设有第三截断阀390的烟气输送管380连通；布袋收尘器150还通过回收输送装置440连通有硫酸钠粉仓450，本实施例中，回收输送装置440为气力输送装置；其中，小苏打定量给料机330的进口和出口分别连接小苏打料仓310底部出口和小苏打磨机320顶部进口，输送管340两端分别连接小苏打磨机320底部出口和布袋收尘器150顶部进口。
本申请实施例提供了一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统能够在立式粉磨机120出现故障或停机维护修理的状态下保证热风炉烟气的排放达标，此时控制烟气预处理器210和立式粉磨机120之间的烟气输送管380上第三截断阀390截断，并控制热风炉烟气管道140和小苏打脱硫反应器350之间连通连接管360上第二截断阀370连通，使热风炉烟气管道140输送的热风炉烟气不经过烟气预处理器210和立式粉磨机120，而是将热风炉烟气通过连接管360通入小苏打脱硫反应器350，并利用小苏打定量给料机330将小苏打料仓310内小苏打输送至小苏打磨机320粉碎后输送至小苏打脱硫反应器350与热风炉烟气混合反应，使小苏打和热风炉烟气中的SO2反应生成Na2SO4脱硫后经输送管340输送至布袋收尘器150，通过布袋收尘器150连接的回收输送装置440将Na2SO4输送至硫酸钠粉仓450储存，并使布袋收尘器150过滤后的烟气含尘浓度≤10mg/Nm3,SO2含量≤35mg/Nm3，经引风机200加压后由烟囱180排出。
实施例4
如图4所示，本申请实施例提供了一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其与实施例2提供的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统结构大致相同，区别在于，本实施例中，还包括煤气预热器400、空气预热器410、加热炉420及连通加热炉420和烟气输送管380的热空气输送管430，煤气预热器400和空气预热器410的一端与烟气预处理器210连通，另一端与高炉热风炉500连通。
本申请实施例提供了的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统设置有煤气预热器400和空气预热器410，将高炉热风炉500内的280-320℃的热风炉烟气分成两路，一路经过煤气预热器400将高炉热风炉500用高炉煤气预热至180℃左右，另外一路经空气预热器410将高炉热风炉500用助燃空气预热至180℃左右，从而提升通入高炉热风炉500的煤气和助燃空气的温度以提高炉温。
同时通过煤气预热器400和空气预热器410的降低至190-200℃热风炉烟气经热风炉烟气管道140输送至烟气预处理器210通过喷雾装置220进行喷雾处理，使水雾与热风炉烟气中SO2反应生成H2SO3；同时使用加热炉420将空气加热至600-800℃后经热空气输送管430输送至烟气输送管380与烟气预处理器210出口的烟气混合进入立式粉磨机120对分所的矿渣进行湍流烘干，烘干过程中矿渣微粉中的CaO与烟气中的H2SO3充分接触反应生成CaSO3起到烟气脱硫效果，保证烟囱出口SO2浓度≤35mg/Nm3。
在其他可选的实施例中，微粉输送装置170和回收输送装置440还可以为空气斜槽配合斗提机。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (8)
1.一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，其包括用于储存高炉水渣的原料仓、用于将高炉水渣输送至所述原料仓的皮带输送机、用于将高炉水渣磨碎的立式粉磨机、用于将所述原料仓内物料输送至所述立式粉磨机的矿渣定量给料机、用于将高炉热风炉的烟气输送至所述立式粉磨机内的热风炉烟气管道、用于接收所述立式粉磨机磨矿产物的布袋收尘器、粉矿仓、用于将所述布袋收尘器收集微粉输送至所述粉矿仓的微粉输送装置、烟囱、用于将所述布袋收尘器净化后烟气输送至所述烟囱的排烟管及用于对所述排烟管内烟气加压的引风机。
2.根据权利要求1所述的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，所述立式粉磨机和所述热风炉烟气管道之间设有烟气预处理器，所述烟气预处理器内设有喷雾装置。
3.根据权利要求1所述的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，还包括石灰仓、用于接收所述石灰仓内石灰的熟石灰反应器及用于将所述熟石灰反应器内物料输送至所述立式粉磨机进料口的螺旋给料器，所述熟石灰反应器连接有搅拌装置及加水管。
4.根据权利要求3所述的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，所述布袋收尘器底部通过回流管连接有空气斜槽，所述空气斜槽用于将所述回流管内的物料输送至所述立式粉磨机，所述回流管设有第一截断阀。
5.根据权利要求2所述的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，还包括小苏打料仓、用于粉碎小苏打的小苏打磨机、用于将所述小苏打料仓内物料输送至所述小苏打磨机粉碎的小苏打定量给料机及用于将所述小苏打磨机粉碎物料输送至所述布袋收尘器的输送管。
6.根据权利要求5所述的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，所述小苏打磨机和所述输送管之间设有小苏打脱硫反应器，所述热风炉烟气管道和所述小苏打脱硫反应器之间通过连接管连通，所述连接管上设有用于控制其开闭的第二截断阀，所述烟气预处理器和所述立式粉磨机之间通过设有第三截断阀的烟气输送管连通；所述布袋收尘器还通过回收输送装置连通有硫酸钠粉仓。
7.根据权利要求6所述的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，还包括煤气预热器和空气预热器，所述煤气预热器和所述空气预热器的一端与所述烟气预处理器连通，另一端与所述高炉热风炉连通。
8.根据权利要求7所述的高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统，其特征在于，还包括加热炉及连通所述加热炉和所述烟气输送管的热空气输送管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202322229626.7U CN220597334U (zh) | 2023-08-17 | 2023-08-17 | 一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202322229626.7U CN220597334U (zh) | 2023-08-17 | 2023-08-17 | 一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统 |
Publications (1)
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| CN220597334U true CN220597334U (zh) | 2024-03-15 |
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Family Applications (1)
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| CN202322229626.7U Active CN220597334U (zh) | 2023-08-17 | 2023-08-17 | 一种高炉矿渣微粉制备与热风炉烟气净化处理系统 |
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2023
- 2023-08-17 CN CN202322229626.7U patent/CN220597334U/zh active Active
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