DE3126709A1

DE3126709A1 - Process and apparatus for the recovery of industrial waste heat from the heat content of metallurgical slag

Info

Publication number: DE3126709A1
Application number: DE19813126709
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. 5000 Köln Rachor
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1981-07-07
Filing date: 1981-07-07
Publication date: 1983-01-27

Abstract

In a process for the recovery of waste heat from the heat content of slags in granulation, it is proposed that the granulation is performed in a closed chamber with the aid of circulated water and heat content of vapours and unevaporated water is transferred to a heat transport medium, granules and dissolved admixtures being separated from the water and the water thus regenerated being returned into the circulation for granulation.

Description

Anlage zum Patentgesuch derAnnex to the patent application by

Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung industrieller Abwärme aus dem Wärmeinhalt metallurgischer Schlacke Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung industrieller Abwärme aus dem Wärmeinhalt metallurgischer Schlacke, wobei die Schlacke mittels Wasser abgeschreckt und granuliert wird.Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft Procedure and device for the recovery of industrial waste heat from the heat content of metallurgical slag The invention relates to a method and an apparatus for industrial recovery Waste heat from the heat content of metallurgical slag, whereby the slag means Water is quenched and granulated.

Das Abschrecken von flüssiger metallurgischer Schlacke mittels Wasser zwecks Granulierung ist bekannt. Es sind jedoch keine Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die darauf gerichtet sind, den dabei freiwerdenen Wärmeinhalt der Schlacke zurück zu gewinnen und nutzbringend zu verwerten.The quenching of liquid metallurgical slag using water for the purpose of granulation is known. However, they are not methods and devices known, which are aimed at the released heat content of the slag to win back and to use it profitably.

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Nutzung industrieller Abwärme bekannt, bei denen unter anderem die Rückgewinnung bei Prozessen von Wärmeverbrauchern beispielsweise der Eisen- und Stahlindustrie und - ähnlich gelagert - der NE-Metallindustrie in Betracht gezogen wird, insbesondere bei den Röst- und Sinterprozeßen der Erzaufbereitung ("Nutzung industrieller Abwärme durch den ORC-Prozeßls, Dipl. Ing. W. Maier, Stuttgart, VdI-Berichte Nr. 377, 1980, Seiten 13 bis 18).There are methods and devices for using industrial waste heat known, in which, among other things, the recovery in processes of heat consumers for example the iron and steel industry and - similarly - the non-ferrous metal industry is considered, especially in the roasting and sintering processes of the Ore processing ("Use of industrial waste heat through the ORC process, Dipl. Ing. W. Maier, Stuttgart, VdI reports No. 377, 1980, pages 13 to 18).

Bei einer als Beispiel herangezogenen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für eine BleihUtte ergibt sich eine Schlackenproduktion von 11,84 t/h mit einer Temperatur von 1250 OC. Bezogen auf eine Referenztemperatur des Schlackengranulates von 25 OC fällt bei dieser Schlackenmenge eine bisher ungenutzte Abwärme von etwa 4,444 x 106 kcal/h entsprechend 5167 kw an.In a profitability analysis used as an example for a lead tube there is a slag production of 11.84 t / h with a Temperature of 1250 oC. Based on a reference temperature of the granulated slag From 25 OC, this amount of slag results in a previously unused waste heat of around 4,444 x 106 kcal / h corresponding to 5167 kw.

Eine zusätzliche Quelle nutzbarer Wärme liegt im Kühlwasser des Ofens. Im vorliegenden Beispiel ist damit zu rechenen, daß über das Kühlwasser ca. 2,6 x 106 kcal/h anfallen.An additional source of usable heat is in the furnace's cooling water. In the present example, it can be calculated that the cooling water is approx. 2.6 x 106 kcal / h.

Legt man hierbei Verluste von lo X zugrunde, so erhöht sich das Wärmeangebot dieser Bleihütte auf insgesamt 6854 kw.If one takes losses of lo X as a basis, the heat supply increases this lead smelter has a total of 6854 kW.

Legt man bei dieser verfügbaren Wärmemenge einen praktischen Wirkungsgrad von ca. 15 % bei Umwandlung in elektrische Energie zugrunde, so ergibt sich eine zur Verfügung stehende gewinnbare Leistung in der Größenordnung von 1000 kw.Given this amount of heat available, a practical degree of efficiency is assumed of approx. 15% when converted into electrical energy, this results in a available recoverable power in the order of magnitude of 1000 kw.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, die Rückgewinnung nutzbarer industrieller Abwärme bei der Behandlung metallurgischer Schlacke, insbesondere beim Abschrecken und Granulieren, derart in den Prozeßablauf einzukoppeln, daß daraus ein störungsfreies, integriertes, wirtschaftliches Gesamtverfahren unter Einbeziehung der Wärmerückgewinnung resultiert, sowie eine entsprechende, unkomplizierte Anlage. Dabei wird besonderer Wert darauf gelegt, daß Verfahren und Vorrichtung die bisher beim Granulieren verursachte Umweltbelastung vermeiden.The object of the invention is to provide a method and a device for To provide that make it possible to recover usable industrial Waste heat from the treatment of metallurgical slag, especially during quenching and granulating, to be coupled into the process sequence in such a way that a trouble-free, Integrated, economical overall process including heat recovery results, as well as a corresponding, uncomplicated system. It will be more special It was important to ensure that the method and device previously caused the granulation Avoid environmental pollution.

Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß das Granulieren in einem wenigstens größtenteils geschlossenen Raum mit Hilfe von im Kreislauf geführtem Wasser vorgenommen wird, wobei wenigstens ein Teil vom Wärmeinhalt der entstehenden Brüden sowie des unverdampften Wassers auf ein Wärmeträgermedium übertragen wird, wobei Brüden kondensiert und Kondensate in den Wasserkreislauf zurückgeleitet werden, und daß Granulat in wenigstens einer Trennstufe vom Wasser getrennt wird, dessen Gehalt an gelösten Begleitstoffen in einer Konditionierungsstufe kontrolliert und durch geeignete Konditionierungsmaßnahmen wie Neutralisation und/oder Verdünnung in einem vorgesehenen Bereich eingestellt, und das so regenerierte Wasser zum Granulieren in-den geschlossenen Raum zurückgeführt wird.The object is achieved in that the granulating in one at least largely closed space with the help of circulated Water is made, with at least a portion of the heat content of the resulting Vapors and the unevaporated water are transferred to a heat transfer medium, whereby vapors are condensed and condensates are returned to the water cycle, and that granules are separated from the water in at least one separation stage, of which Content of dissolved accompanying substances controlled and in a conditioning stage through suitable conditioning measures such as neutralization and / or dilution set in a designated area, and the thus regenerated water for granulation is returned to the closed space.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung gelingt es in vorteilhafter Weise, wenigstens einen Teil vom relativ hohen Wärmeinhalt flüssiger Schlacke nutzbringend zu gewinnen und auf ein Wärmemedium zu übertragen, wobei sowohl der Wärmeinhalt der bei der Granulierung entstehenden Brüden als auch des aufgeheizten nicht verdampften Wassers genutzt.With the method according to the invention it is possible in an advantageous manner at least a part of the relatively high heat content of liquid slag is beneficial to win and to transfer to a heat medium, both the heat content the vapors produced during the granulation as well as the heated vapors that have not evaporated Water used.

Infrage kommende Schlacken haben in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung' und Temperatur beispielsweise Wärmeinhalte einschließlich Schmelzwärme von etwa 350 bis 500 kcal/kg.Depending on their composition, eligible slags have ' and temperature, for example, heat contents including heat of fusion of about 350 to 500 kcal / kg.

Dadurch, daß erfindungsgemäß die Granulierung in einem geschlossenen Raum erfolgt, und überdies das dazu verwendete Wasser im Kreislauf geführt und dabei von Feststoffanteilen und gelösten Begleitstoffeh gereinigt und auf diese Weise regeneriert wieder verwendet wird, sind alle Voraussetzungen gegeben, um auch hohe Anforderungen des Umweltschutzes mit wirtschaftlich vertretbaren Kosten zu erfüllen, dazu eine einfache Handhabung der Schlacke bei der Granulierung zu gewährleisten, einfache und überschaubare Verfahrensbedingungen zu gewährleisten, und die anfallende Abwärme einer wirtschaftlichen Verwertung zuzuführen. Im Gegensatz zum herkömmlichen Granulierungsvérfahren tritt dabei nur ein geringer Verlust an Wasser auf, der durch Nachführen einer entsprechenden Frischwassermenge ausgeglichen wird.Because according to the invention the granulation in a closed Space takes place, and, moreover, the water used for this is circulated and thereby Purified from solids and dissolved accompanying substances and in this way regenerated is used again, all conditions are given to also high To meet environmental protection requirements at economically justifiable costs, to ensure easy handling of the slag during granulation, to ensure simple and manageable procedural conditions, and the incidental To supply waste heat for economic recovery. In contrast to the conventional Granulation process occurs only a small loss of water through Tracking a corresponding amount of fresh water is compensated.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die Brüden mit erzwungener Geschwindigkeit durch einen vom Wärmeträgermedium durchströmten indirekten Wärmetauscher geführt werden, wodurch in vorteilhafter Weise ein hoher Wärmeübergang erreicht, und die Brüden zur Kondensation gebracht werden.One embodiment of the method provides that the vapors with forced Speed through an indirect heat exchanger through which the heat transfer medium flows are performed, whereby a high heat transfer is achieved in an advantageous manner, and the vapors are brought to condensation.

Die Erfindung sieht weiter vor, daß als Wärmeträgermedium ein organisches Arbeitsfluid mit für einen Carnot-Prozeß thermodynamisch günstigen Eigenschaften, wie halogenierter Kohlenwasserstoff, verwendet wird.The invention also provides that an organic heat transfer medium Working fluid with thermodynamically favorable properties for a Carnot process, such as halogenated hydrocarbon is used.

Diese Maßnahme ist vorteilhaft im Falle einer Abwärmeverwertung zur Leistungsgewinnung mit Hilfe einer Arbeitsmaschine wie beispielsweise einer Entspannungsturbine. Das dabei angewendete Prinzip entspricht einem Dampfkraftwerk, das im Verhältnis zu einem mit Wasserdampf betriebenen Kraftwerk auf einem niedrigeren Teperaturniveau arbeitet.This measure is advantageous in the case of waste heat recovery Power generation with the help of a work machine such as an expansion turbine. The principle applied here corresponds to a steam power plant, which in proportion to a power plant operated with steam at a lower temperature level is working.

Beispielsweise werden bei Verwendung von Freon R 114 als Arbeitsmittel bei einer Temperatur von 85 OC 10,4 bar Dampfdruck erreicht, entsprechend 20,8 bar bei einer Uberhitzungstemperatur von 148 OC, wogegen die Verflüssigungstemperatur bei ca. 28 OC und 1,5 bar liegt.For example, when using Freon R 114 as work equipment reaches 10.4 bar vapor pressure at a temperature of 85 OC, corresponding to 20.8 bar at an overheating temperature of 148 OC, whereas the condensing temperature is at approx. 28 OC and 1.5 bar.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Trennung von Granulat und Wasser in zwei Stufen durchgeführt wird, wobei gröbere Granulatanteile in einem Absetzbecken mit vorzugsweise kontinuierlichem Austrag, und Fein- und Feinstanteile im künstlichen Schwere feld mittels Zyklon oder Zentrifuge abgetrennt werden.-Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß der WasSerkreislauf ständig soweit von Feststoffen gereinigt wird, daß eine problemlose Wiederverwendung zur Granulierung ohne Schaden für maschinelle Anlagenteile wie Pumpe und Düsen erfolgen kann, wodurch eine hohe Verfügbarkeit des Verfahrens und der entsprechenden Anlage gewährleistet ist.Another embodiment of the method according to the invention provides suggest that the separation of granulate and water is carried out in two stages, with coarser granules in a settling tank with preferably continuous Discharge and fine and fine particles in the artificial gravity field by means of a cyclone or centrifuge. This has the advantage that the water cycle is constantly cleaned of solids to the extent that it can be reused without problems for granulation without damage to machine parts such as pumps and nozzles can, resulting in high availability of the process and the corresponding plant is guaranteed.

Weiter ist vorgesehen, daß in der Konditionierüngsstufe wenigstens der ph-Wert ermittelt und der Anteil an gelösten Begleitstoffen im Wasser durch geeignete Maßnahmen wie Neutralisation und/oder Verdünnung innerhalb eines bestimmten Konzentrations-Bereiches gehalten werden.It is further provided that in the conditioning stage at least the pH value is determined and the proportion of dissolved accompanying substances in the water through suitable measures such as neutralization and / or dilution within a certain Concentration range.

Diese Maßnahme ist wichtig, da eine Lösung beispielsweise von Schwefelverbindungen aus der Schlacke im Wasser stattfinden und gegebenenfalls mit Kalk zur Bildung von Gips führen kann, weshalb zur Vermeidung unerwünschter Ablagerungen derartige Verbindungen durch die vorgesehene Konditionierung und Regeneration des Wasserhaushaltes unterdrückt werden müssen.This measure is important because a solution of, for example, sulfur compounds take place from the slag in the water and optionally with lime to form Gypsum can lead, which is why such compounds to avoid undesirable deposits suppressed by the intended conditioning and regeneration of the water balance Need to become.

Weiter ist vorgesehen, daß die Je Zeiteinheit zur Granulierung verwendete Wassermenge nach Maßgabe der Brüdentemperatur eingestellt wird.It is also provided that the unit of time is used for granulation The amount of water is adjusted according to the temperature of the vapor.

Auf diese Weise ist dafür Sorge getragen, daß im Brüdenraum ein für die Rückgewinnung nutzbarer Energie günstiges Temperturniveau aufrecht erhalten wird.In this way it is ensured that a for the recovery of usable energy maintain a favorable temperature level will.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen wenigstens größtenteils geschlossenen Reaktor mit einem einen konstanten Wasserspiegel aufweisenden Granulations- und Absetzbecken mit Mitteln zum Austrag von Granulat in eine über den Wasserspiegel ragende Austragskammer, sowie mit einem Brüdenraum oberhalb des Wasserspiegels, ferner durch eine die Wand des Reaktors durchdringende Schlacken-Einlaufrinne mit Mitteln zum Eindüsen von Granulatwasser, und ferner durch ein vom ablaufenden Wasser des Granulatbeckens beaufschlagtes erstes Wärmetauscher-System und ein von Brüden beaufschlagtes zweites Wärmetauscher-System, das in Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums dem ersten Wärmetauscher-System nachgeschaltet ist, mit Zu und Ableitung für das Wärmeträgermedium, sowie ferner durch eine im Wasserkreislauf angeordnete Einrichtung mit künstlichem Schwerefeld zum Abscheiden von Schlamm, und gegebenenfalls eine Einrichtung zur Konditionierung des Umlauf-Wassers, sowie durch eine Kreislaufpumpe und eine an die Mittel zum Eindüsen angeschlossene Rückführungsleitung, in der ein vorzugsweise regelbares Drosselorgan angeordnet ist.A device for carrying out the method is identified by an at least largely closed reactor with a constant one Granulation and settling basins having water levels with discharge means of granules into a discharge chamber protruding above the water level, as well as with a Vapor space above the water level, also through the wall of the reactor penetrating slag inlet channel with means for injecting granulate water, and also by a first acted upon by the draining water of the granulate basin Heat exchanger system and a second heat exchanger system charged with vapors, that in the flow direction of the heat transfer medium to the first heat exchanger system is downstream, with supply and discharge for the heat transfer medium, as well as further by a device arranged in the water cycle with an artificial gravity field for separating sludge, and if necessary a conditioning device of the circulating water, as well as through a circulation pump and one to the means for injecting connected return line, in which a preferably controllable throttle element is arranged.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß diese aus einer sinnvollen Anordnung bewährter Funktionselemente besteht, und daher mit vertretbaren Investitionskosten herstellbar sowie betrieblich und funktionell unkompliziert und überschaubar ist.An advantage of the device according to the invention is that this consists of a sensible arrangement of proven functional elements, and therefore with reasonable investment costs as well as operationally and functionally uncomplicated and is manageable.

Die Vorrichtung gestattet ferner eine problemlose Einkoppelung des WärmerUckgewiflnungsverfahrens in den vorhandenen Prozeß zur Behandlung der metallurgischen Schlacke.The device also allows a problem-free coupling of the Heat recovery in the existing process for treating the metallurgical Slag.

Sie ist darüber hinaus infolge der Abgeschlossenheit des Prozessraumes umweltfreundlich und ermöglicht eine wassersparende Arbeitsweise.It is also due to the isolation of the process space environmentally friendly and enables a water-saving way of working.

Eine Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß im Reaktor eine Einrichtung zur Messung der Brüden-Temperatur angeordnet ist, die den ermittelten Wert mit einer Steuerleitung auf eine Rechner- und Regeleinheit überträgt, welche nach Maßgabe der Temperatur einen Stell-Impuls errechnet und - auf das Drosselorgan überträgt Diese Einrichtung gestattet es in vorteilhafter Weise, die Brüdentemperatur im Brüdenraum mit unkomplizierten Mitteln in einem vorgesehenen TemperaturBereich zu halten.One embodiment of the device provides that in the reactor a Device for measuring the vapor temperature is arranged, which determined the Transmits value with a control line to a computer and control unit, which a control pulse is calculated according to the temperature and - on the throttle device This device advantageously allows the vapor temperature in the vapor space with uncomplicated means in a specified temperature range to keep.

Weitere Vorteile ergeben sich mit der Anordnung des Wärmetauscher-Systems im BrUdenraum, wobei vorzugsweise ein Ventilator die Brüden mit erhöhter Geschwindigkeit durch das Wärmetauscher-System fördert.Further advantages result from the arrangement of the heat exchanger system in the vapor space, with a fan preferably blowing the vapors at increased speed promotes through the heat exchanger system.

Bei dieser Anordnung benötigt der Wärmetauscher keine Ummantelung oder Isolation, Wärmeverluste sind vermieden, und Kondensat kann unmittelbar in das Absetzbecken abtropfen.With this arrangement, the heat exchanger does not need a jacket or insulation, heat losses are avoided, and condensate can enter directly drain the sedimentation basin.

Weiter ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserspiegel im Reaktor durch einen Überlauf konstant gehalten wird, der in das tiefer gelegene Wärmetauscher-System mündet, dem die Einrichtung zum Abscheiden von Schlamm, die Einrichtung zur Konditionierung und die Pumpe nachgeschaltet sind, an welche die Rückführungsleitung zu der im Reaktor angeordneten Düsenrampe angeschlossen ist.Another advantageous embodiment of the device is thereby characterized in that the water level in the reactor is kept constant by an overflow which opens into the lower-lying heat exchanger system to which the facility for separating sludge, the conditioning device and the pump are connected downstream are to which the return line to the nozzle ramp arranged in the reactor connected.

Und schließlich ist vorgesehen, daß die Wärmeaustauschsysteme Dampferzeuger einer im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Kondensations-Dampfkraftanlage sind.Finally, it is envisaged that the heat exchange systems will be steam generators a condensation steam power plant working in a closed circuit.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles naher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.In the following the invention is illustrated with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail. 1 shows a block diagram of the method according to the invention; Fig. 2 is a schematic representation of the invention Contraption.

Gemäß Fig. 1 wird feuerflüssige Schlacke, angedeutet durch den Pfeil 1, in einer Granulationsrinne 2 innerhalb des geschlossenen Raumes 3 mit Kreislaufwasser, angedeutet durch den Pfeil 4, abgeschreckt und granuliert. Es entstehen Brüden 5, die mittels eines Gebläses 6 mit erhöhter Geschwindigkeit durch den Wärmetauscher 7 hindurchgeführt werden und dabei einen wesentlichen Teil ihres Wärmeinhaltes an das mit der Leitung 8 zugeführte Arbeitsmittel -abgeben, das dabei auf ein Temperaturniveau von ca 1300 C und demzufolge auf ein Druckniveau von beispielsweise ca. 20 bar verdampft und der Dampf überhitzt wird. Dieser überhitzte Dampf wird mit der Leitung 9 in die Entspannungsturbine 10 geleitet, mit deren Welie die Arbeitsmaschine 11, beispielsweise ein Generator, gekoppelt ist. Im Wärmetauscher 7 gebildetes Kondensat 12 gelangt in das Absetzbecken 13, welches das aus der Schlacke gewonnene Granulat 14 aufnimmt. Zu Boden gesunkenes Granulat, und insbesondere gröberes Korn, wird mit einer schematisch als Linie 15 angedeuteten Transporteinrichtung zur Halde 16 gefördert. Im Absetzbecken 13 vom groben Granulat befreites heißes Umlaufwasser 17 durchströmt anschließend den Wärmetauscher 18, an den die Leitung 19 für das Wärmeträgermedium angeschlossen ist, durch die verflüssigtes Arbeitsmittel aus dem Verflüssiger 20 und dem Sammler 21 durch die Arbeitsmittel-Speisepumpe 22 zugeführt wird. Dieses wird im Wärmetauscher 18 von ca. 30 OC auf ca. 80 °C erwärmt und teilweise verdampft, und tritt auslaßseitig in die Leitung 8 ein, die das erwärmte und teilweise verdampfte Arbeitsmittel dem Wärmetauscher 7, dem eigentlichen Verdampfer, zuführt Im Wärmetauscher 18 teilweise abgekühites Umlaufwasser gelangt mit der Leitung 23 in den Konditionierungsbehälter 24, worin eine chemische Korrektur vorgenommen wird, wobei das Umlaufwasser regeneriert und innerhalb eines vorbestimmten ph-Wert-Bereiches sowie gegebenenfalls innerhalb eines vorgegebenen Gehaltes an gelösten Begleitstoffen wie Calciumsulfat und ähnlichen gehalten wrd. Zu diesem Zweck kann der Konditionierungsbehälter 24 mit einem Gerät 25 zur ph-Messung ausgestattet sein, ferner mit einem Anschluß 26 für Frischwasser zum Ausgleich des mit dem Granulat aus dem Keislauf abgezogenen Wassers, sowie mit einer Aufgabe 27 für Reagenzien, die beispielsweise zur Neutralisation oder Korrektur der chemischen Gehalte benötigt werden. According to Fig. 1, molten slag, indicated by the arrow 1, in a granulation channel 2 within the closed space 3 with circulating water, indicated by arrow 4, quenched and granulated. There are vapors 5, by means of a fan 6 at increased speed through the heat exchanger 7 are passed through and thereby a substantial part of their heat content the working fluid supplied with the line 8 -delivery, which at a temperature level of approx. 1300 C and consequently evaporates to a pressure level of, for example, approx. 20 bar and the steam becomes superheated. This superheated steam is supplied to line 9 in the expansion turbine 10, with whose Welie the work machine 11, for example a generator, is coupled. Condensate 12 formed in heat exchanger 7 arrives into the settling basin 13, which receives the granulate 14 obtained from the slag. Granules that have sunk to the ground, and especially coarser grains, are shown schematically with a as a line 15 indicated transport device to the dump 16 promoted. In the settling tank 13 hot circulating water 17 freed from the coarse granulate then flows through it the heat exchanger 18, to which the line 19 for the heat transfer medium is connected is, through the liquefied working fluid from the liquefier 20 and the collector 21 is supplied by the working medium feed pump 22. This is in the heat exchanger 18 from approx. 30 OC heated to approx. 80 ° C and partially evaporated, and enters the line 8 on the outlet side, which is heated and partially evaporated Working fluid supplies the heat exchanger 7, the actual evaporator, to the heat exchanger 18 partially cooled circulating water reaches the conditioning tank via line 23 24, in which a chemical correction is made with the circulating water being regenerated and within a predetermined pH value range and optionally within a specified content of dissolved accompanying substances such as calcium sulfate and the like held For this purpose, the conditioning container 24 can be equipped with a device 25 to be equipped for ph measurement, furthermore with a connection 26 for fresh water to compensate for the water withdrawn from the circulatory system with the granules, as well as with a task 27 for reagents, for example for neutralization or correction the chemical contents are required.

Konditioniertes Umlaufwasser gelangt aus dem Konditionsierungsbehälter 24 mit der Leitung 28 in eine Zentrifuge 29, in der als Schlamm anfallende Fein- und Feinstanteile des Granulates im künstlichen Schwere feld abgetrennt und entsprechend dem Pfeil 30 auf Halde 16 deponiert werden. So gereinigtes, konditioniartes, ábgekühites Brauchwasser gelangt durch die Leitung 31 in die Kreislaufpumpe 32, an die die Rücklaufleitung 4 für den Wasser-Kreislaut angeschlossen ist.Conditioned circulating water comes out of the conditioning tank 24 with the line 28 into a centrifuge 29, in which the fine and fine parts of the granulate separated in the artificial gravity field and accordingly the arrow 30 to be deposited on heap 16. So purified, conditioned, ábgekühites Process water passes through line 31 into circulation pump 32, to which the return line 4 for the water circuit is connected.

Die Funktion des rein schematisch dargestellten Verfahrensstammbaumes ist, soweit nicht bereits aus der vorgängigen Beschreibung erkennbar, folgende: Schlacke 1 wird in der Granulationsrinne 2 mit Hilfe von Kreislaufwasser 4 im geschlossenen Raum 3 granuliert. Das dabei entstehende Granulat gelangt zusammen mit Kreislaufwasser, wie durch den Pfeil 14 angedeutet, in das Absetzbecken 13. Darin findet eine erste Trennung von Granulat und Wasser statt, wobei insbesondere das Grobgut mit der Vorrichtung 34 mechanisch ausgetragen und mit der Transporteinrichtung 15 auf Halde 16 gefördert wird. Die beim Granulierungsvorgang entstehenden Brüden 5 sammeln sich im geschlossenen Raum 3 und werden durch den Ventilator 6 mit erhöhter Geschwindigkeit in den Wärmetauscher 7 gefördert, wo sie einen Teil ihres Wärmeinhaltes unter Kondensation an ein Wärmeträgermedium abgeben. Dieses ist beispielsweise ein tiefsiedendes organisches Fluid wie halogenierter Kohlenwasserstoff aus der Familie der sogenannten Freone, das z.B. bei einer Ausgangstemperatur aus dem Wärmetauscher 7 mit ca. 130 0C im überhitzten Dampfgebiet eine Dampfspannung von ca. 20 bar aufweist. Dieser Dampf wird mit der Leitung 9 in die Entspannungsturbine 10 gefUhrt und unter Leistungsabgabe entspannt, und die gewonnene Leistung mit der auf gleicher Welle angeordneten Arbeitsmaschine 11, beispielsweise einem Generator, in elektrische Leistung umgewandelt. Entspannter Dampf wird mit der Leitung 33 dem Verflüssiger 20 zugeführt, worin dieser durch Einsatz eines Kühlmittels 34 auf ca. 28 OC abgekühlt, dabei verflüssigt und mit der Leitung 35 in den Sammler 21 geleitet wird. Von dort gelangt entspanntes, verflüssigtes Arbeitsmittel durch die Leitung 36 in die Arbeitsmittel-Speisepumpe 22, die den Druck von ca. 1,5 bar auf ca. 20 bar erhöht, und das flüssige Arbeitsmittel durch die Leitung 19 in den Wärmetauscher 18 pumpt, worin es von ca. 30 OC auf ca. 80 OC erwärmt und - wie vorgängig beschrieben - dabei wenigstens teilweise verdampft wird, von wo es mit der Leitung 8 in den Wärmetauscher 7 gelangt, womit der Kreislauf des Arbeitsmittels geschlossen ist.The function of the purely schematically illustrated process tree is, if not already recognizable from the previous description, the following: Slag 1 is closed in the granulation channel 2 with the aid of circulating water 4 Room 3 granulated. The resulting granules get together with circulating water, as indicated by the arrow 14, in the sedimentation basin 13. There is a first Separation of granulate and water takes place, in particular the coarse material with the device 34 mechanically discharged and conveyed to the stockpile 16 with the transport device 15 will. The vapors 5 produced during the granulation process collect in the closed Room 3 and are fed into the heat exchanger by the fan 6 at increased speed 7 promoted, where they condense part of their heat content to a heat transfer medium hand over. This is, for example, a low-boiling organic fluid such as halogenated Hydrocarbons from the family of the so-called freons, which e.g. at an initial temperature from the heat exchanger 7 with approx. 130 0C in the overheated steam area a steam tension of approx. 20 bar. This steam is with the line 9 in the expansion turbine 10 guided and relaxed with power output, and the power gained with the arranged on the same shaft Work machine 11, for example a generator, converted into electrical power. Relaxed steam is with the line 33 is fed to the condenser 20, in which the latter is effected by the use of a coolant 34 cooled to approx. 28 OC, thereby liquefied and with the line 35 into the collector 21 is directed. From there, relaxed, liquefied working medium passes through the line 36 in the working medium feed pump 22, which the pressure of about 1.5 bar increased to about 20 bar, and the liquid working medium through line 19 into the Heat exchanger 18 pumps, in which it is heated from approx. 30 OC to approx. 80 OC and - as before described - it is at least partially evaporated from where it is with the line 8 reaches the heat exchanger 7, whereby the circuit of the working medium is closed is.

Der Kreislauf des Wassers verläuft aus dem Absatzbecken 13, nach Abtrennung von Grobgut, über den Wärmetauscher 18, worin es einen Teil seines Wärmeinhaltes an das Arbeitsmittel abgibt, in den Konditionierungsbehälter 24, worin - wie vorgängig beschrieben - eine Korrektur der chemischen Komponenten oder Begleitelemente stattfindet.The water cycle runs out of the sedimentation basin 13 after separation of coarse material, via the heat exchanger 18, in which it is part of its heat content to the working fluid, in the conditioning container 24, in which - as before - a correction of the chemical components or accompanying elements takes place.

Das konditionierte, im Wärmeinhalt reduzierte Kreislaufwasser, wird in der Zentrifuge 29 von schlammförmigen Fein- und Feinstanteilen befreit, und als regeneriertes Brauchwasser mit der Kreislaufpumpe 32 in den geschlossenen Kreislauf zurückgeführt.The conditioned circulating water with a reduced heat content is freed in the centrifuge 29 of sludge-like fine and fine fractions, and as regenerated domestic water with the circulation pump 32 in the closed circuit returned.

Fig. 2 zeigt dn apparativen Aufbau der Vorrichtung. Darin sind gleiche Fbnktionselemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Schlacke 1 wird durch die Einlauf- und Granulationsrinne 2 durch die Wand 41 des Reaktors 3 in den von diesem umschlossenen Brüdenraum 42 eingefüHrt. Oberhalb der Granulationarinne 2 ist eine Düsenrampe 39 für das Granulations-Wasser angeordnet. Diese ist an die Zuführungs-Leitung- 4 für das Kreislaufwasser angeschlossen.Fig. 2 shows the apparatus structure of the device. There are the same in it Functional elements are denoted by the same reference numerals. Slag 1 is produced by the Inlet and granulation channel 2 through the wall 41 of the reactor 3 into the of this enclosed vapor space 42 introduced. Above the granulation channel 2 is one Arranged nozzle ramp 39 for the granulation water. This is to the supply line 4 connected for the circuit water.

Darin befindet sich ein Drosselorgan 43,43' welches die Zufuhr von Granulationswasser zur Düsenrampe 39 regelt. Als Stellgröße wird im Beispiel gemäß Figur 2 die Temperatur der Brüden 5 verwendet, die durch den Temperaturfühler 44 ermittelt und als Steuersignal mit Hilfe der Signalleitung 45 einer Rechner- und Regeleinheit 46 aufgeschaltet wird, welche einen Stellimpuls errechnet und -diesen mit Hilfe der Steuerleitung 47 dem Stellorgan 43' des Drosselorganes 43 aufschaltet. Auf diese Weise wird die Temperatur der Brüden 5 durch geregelte Wasserzugabe beim Granulieren innerhalb eines vorbestimmten Temperatur-Intervalles gehalten. Der Reaktor 3 ist in seinem unteren Teil mit dem Absetzbecken 13 ausgestattet, das eine Wasserfüllung mit dem Wasserspiegel 33 aufweist.There is a throttle member 43,43 'which the supply of Granulation water to the nozzle ramp 39 regulates. As a manipulated variable in the example according to FIG. 2 uses the temperature of the vapors 5, which is determined by the temperature sensor 44 determined and as a control signal using the signal line 45 of a computer and Control unit 46 is switched on, which calculates an actuating pulse and these with the help of the control line 47 connects to the actuator 43 'of the throttle element 43. In this way, the temperature of the vapors 5 is controlled by the addition of water Granulating kept within a predetermined temperature interval. The reactor 3 is equipped in its lower part with the sedimentation basin 13 which is filled with water with the water level 33.

Die Höhe dieses Wasserspiegels 33 wird durch ein Überlaufrohr 48 konstant gehalten. An dieses schließt sich die Leitung 17 an, die mit dem Wärmetauscher 18 in Verbindung steht, durch welchen dem Rücklaufwasser Wärme entzogen und auf ein Wärmeträgermedium übertragen wird. Im Absetzbecken 13 ist eine Austragsvorrichtung 34 für Granulat vorgesehen, im gezeigten Beispiel ein Kratzförderer. Anstelle eines solchen könnte auch eine Entwässerungsschnecke oder ein Bandförderer, oder eine entsprechend ähnliche Einrichtung verwendet werden. Der Austrag des Granulates erfolgt in eine Austragskammer 35, die durch eine Wand 49, die über den Wasserspiegel 33 des Absatzbeckens 13 übersteht, vom Absetzbecken getrennt ist und auf diese Weise den Austrag von entwässertem Granulat ermöglicht. Um einen Abschluß der Austragskammer 35 von der Atmosphäre zu gewährleisten, ist diese am unteren Ende mit einem Verschlußorgan 36 versehen, das nach Maßgabe der Füllhöhe betätigt wird, wobei ein Füllstandsanzeiger 37 durch eine Steuerleitung 50 mit einem Antrieb 38 für das Verschlußorgang 36 zusammenwirkt, sodaß bei Erreichen einer vorgesehenen Füllhöhe in der Austragskammer 35 das Verschlußorgan-36 kurzzeitig geöffnet und wieder geschlossen wird. Dabei fällt ein Teil des vom Kratzförderer 34 in die Austragskammer 35 ausgetragenen Granulates, wie durch den Pfeil 50 angedeutet, heraus und gelangt auf die Halde 16.The height of this water level 33 is kept constant by an overflow pipe 48 held. This is followed by the line 17, which is connected to the heat exchanger 18 is in connection, through which the return water heat withdrawn and is transferred to a heat transfer medium. In the settling basin 13 is a discharge device 34 intended for granulate, in the example shown a scraper conveyor. Instead of one such could also be a drainage screw or a belt conveyor, or a appropriately similar device can be used. The granulate is discharged into a discharge chamber 35, which is through a wall 49, which is above the water level 33 of the sedimentation basin 13 survives, is separated from the sedimentation basin and in this way enables dehydrated granulate to be discharged. To close the discharge chamber 35 to ensure from the atmosphere, this is at the lower end with a closure member 36 provided, which is actuated according to the level, with a level indicator 37 interacts through a control line 50 with a drive 38 for the locking device 36, so that when a specified filling level is reached in the discharge chamber 35, the closure member 36 is opened briefly and then closed again. Part of the falls from the scraper conveyor 34 granules discharged into the discharge chamber 35, as indicated by the arrow 50, out and arrives at the heap 16.

Beim Granulieren der feuerflüssigen Schlacke mit Wasser entstehen Brüden, angedeutet durch die Pfeile 5, die mittels eines im Innern des Reaktors 3 angeordneten Gebläses 6 mit erhöhter Geschwindigkeit durch den Wärmetauscher 7 gefördert werden, wobei das mit der Leitung 8 zugeführte Wärmeträgermedium Wärme aufnimmt. Die abgekühlten Brüden kondensieren und das Kondensat, angedeutet durch die Pfeile 12, tropft in das Absetzbecken 13 ab. Bei dem Arbeitsmittel handelt es sich, wie bereits vorgängig anhand des Verfahrensstammbaumes gemäß Figur l beschrieben, um ein bei relativ niedriger Temperatur verdampfbares organisches Arbeitsfluid. Bei einer angenommenen Temperatur der Brüden um ca. 150 OC verdampft das im Wärmetauscher 18 vorerhitzte und teilweise verdampfte Arbeitsmedium im nachgeschalteten zweiten Wärmetauscher 7 vollständig, wobei der Dampf überhitzt wird. Dieser tritt mit ca 130 0C und ca. 20 bar durch die 1 Dampfleitung 9 in die Entspannungsturbine 10, worin der Dampf unter Arbeitsleistung entspannt wird. Der auf gleicher Welle mit der Turbine 10 angeordnete Generator 11 gibt dabei Leistung an das Netz 53 ab. Entspannter Dampf wird mit der Leitung 33 aus der Turbine 10 in den Verflüssiger 20 eingeleitet, der beispielsweise ein Röhrenkondensätor ist, und mit einem Kühlmedium 24, beispielsweise Luft, beaufschlagt wird. Darin wird der Dampf auf ca. 28 OC abgekühlt und verflüssigt. Flüssiges Arbeitsmittel wird durch die Leitung 36 der Arbeitsmittel-Speisepumpe 22 zugeführt, die es auf einen Arbeitsdruck von 20 bar durch die Leitung 19 in dem Wärmetauscher 18 pumpt, womit der Kreislauf des Arbeitsmittels geschlossen ist.When the molten slag is granulated with water Vapors, indicated by the arrows 5, by means of an inside the reactor 3 arranged fan 6 at increased speed through the Heat exchanger 7 are promoted, wherein the heat transfer medium supplied with the line 8 heat records. The cooled vapors condense and the condensate, indicated by the arrows 12, drip into the sedimentation basin 13. It is the work equipment as already described above with the aid of the process tree according to FIG. an organic working fluid that evaporates at a relatively low temperature. If the vapor temperature is assumed to be around 150 OC, it evaporates in the heat exchanger 18 preheated and partially evaporated working medium in the second downstream Heat exchanger 7 completely, the steam being superheated. This occurs with approx 130 0C and approx. 20 bar through the 1 steam line 9 into the expansion turbine 10, in which the steam is expanded under work performance. The one on the same wave with The generator 11 arranged in the turbine 10 outputs power to the network 53. More relaxed Steam is introduced into the condenser 20 via the line 33 from the turbine 10, which is, for example, a tubular condenser, and with a cooling medium 24, for example Air, is applied. The steam is then cooled to approx. 28 OC and liquefied. Liquid working medium is fed through line 36 of the working medium feed pump 22 supplied, which it to a working pressure of 20 bar through line 19 in the Heat exchanger 18 pumps, with which the circuit of the working medium is closed.

Der Kreislauf des Granulationswassers aus der Düsenrampe 39 über den Flüssigkeitssumpf 54 im Absetzbecken 13, weiter über den Uberlauf 17 und den Wärmetauscher 18 setzt sich fort in der Leitung 28, die das von gröberem Granulatkorn befreite, im Wärmetauscher 18 teilweise rückgekhlte Wasser, welches teilweise gelöste, teilweise feste Begleitstoffe enthält, in die Zentrifuge 29 einleitet, worin es von schlammförmigen Feststoffpartikeln getrennt wird. Der Feststoff-Austrag wird, wie durch den Pfeil 30 angedeutet, auf Halde 16' deponiert. Das die Zentrifuge 29 verlassende Brauchwasser wird mit der Leitung 45 in den Konditionierungsbehälter 24 eingeleitet, worin mitteLs einer Meßsonde 25 der ph-Wert ermittelt wird. Zum Abzug witerer Proben ist ein Ablaß 26 angeordnet. Das Konditionierungsgefäß 24 ist zum Ersatz von Verlustwasser und zur Verdünnung des mit gelösten Stoffen befrachteten Brauchwassers mit einer Frischwasserzuleitung 26 ausgestatet und besitzt ferner eine Aufgabe 27 für neutralisierende Chemikalien. Aus dem Konditionierungsgefäß 24 austretendes konditioniertes Wasser wird mit der Leitung 31 zur Pumpe 32 gefördert, und von dieser durch die Leitung 4, über das Drosselorgan 43,43' zur Düsenrampe 39, womit sich der Kreislauf des Brauchwassers schließt.The circulation of the granulation water from the nozzle ramp 39 via the Liquid sump 54 in the settling basin 13, further via the overflow 17 and the heat exchanger 18 continues in line 28, which freed the coarser granules, in the heat exchanger 18 partially re-cooled water, which is partially dissolved, partially Contains solid accompanying substances, is introduced into the centrifuge 29, in which it is of sludge-shaped Solid particles is separated. The solids discharge is as indicated by the arrow 30 indicated, deposited on heap 16 '. The process water leaving the centrifuge 29 is introduced with the line 45 into the conditioning vessel 24, wherein middle a measuring probe 25 the pH value is determined. There is an indulgence for the withdrawal of other samples 26 arranged. The conditioning vessel 24 is to replace lost water and for diluting the process water that is loaded with dissolved substances with a fresh water supply line 26 and also has a task 27 for neutralizing chemicals. Conditioned water emerging from the conditioning vessel 24 is mixed with the Line 31 to pump 32 promoted, and from this through line 4, via the Throttle member 43,43 'to the nozzle ramp 39, which is the circuit of the domestic water closes.

Die Funktion der Vorrichtung nach Figur 2, soweit sie nicht schon aus der Beschreibung der einzelnen Anlagenteile ohne weiteres hervorgeht, ist analog der Funktionsbeschreibung zur Figur 1.The function of the device according to Figure 2, if not already from the description of the individual parts of the system, is analogous the functional description for FIG. 1.

In den Verfahrenskreislauf der schlackengranulation eingeblendet ist der Kreislauf des Wärmeträgermediums, das im gezeigten Åusführungsbeispiel der Erfindung als Arbeitsmittel für eine Dampfkraftanlage auf im Verhältnis zu einer Wasserdampfkraftanlage relativ niedrigem Arbeitsmittelniveau vorgesehen ist. Es ist jedoch auch jede andere bekannte Nutzung der aus der Schlacke gewonnenen Abwärme denkbar, wie Dampferzeugung, Warmwasserbereitung, Heizung oder jede Art sinnvoller, ökonomischer Verwertung.Is shown in the process cycle of the slag granulation the circuit of the heat transfer medium, which is shown in the embodiment of the invention as working equipment for a steam power plant in relation to a steam power plant relatively low work equipment level is provided. However, it is also any other known use of the waste heat obtained from the slag is conceivable, such as steam generation, Hot water preparation, heating or any kind of sensible, economical use.

Claims

Claims 1. A method for recovering industrial waste heat from the heat content of metallurgical slag, where slag is quenched by means of water and is granulated, characterized in that the granulating in at least one largely closed space made with the help of circulated water is, with at least a part of the heat content of the vapors and the non-evaporated water; rs is transferred to a heat transfer medium, with vapors condensing and condensates are returned to the water cycle, and that granules from Separated water and cleaned the water of dissolved accompanying substances, as well as, if necessary is conditioned, whereupon the regenerated water for granulation in the closed Space is returned.

2. The method according to claim 1, characterized in that the vapors with forced speed through a flowed through by the heat transfer medium indirect heat exchanger.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as Heat transfer medium an organic working fluid with thermodynamic for a Carnot process favorable properties such as halogenated hydrocarbon is used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the separation of granules and water is carried out in two stages, wherein coarser granulate fractions in the settling tank, and the fine and fine fractions preferably separated in an artificial gravity field using a cyclone or centrifuge.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the conditioning of the water is carried out in a conditioning stage, and at least the pH value is determined and by suitable measures such as neutralization and / or dilution is kept within a certain range.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the amount of water used for granulating per unit of time depends on the The vapor temperature is set.

7. Device for performing the method according to the claims 1 to 6, characterized by an at least largely closed reactor (3) with a water-bearing granulation system with a water level (33) and settling basin (13) with means (34) for discharging granules as well as with one Vapor space above the water level, and with a slag inlet channel (and furthermore by one acted upon by the running water of the granulate basin (13) first heat exchanger system (18) and a second heat exchanger system to which vapors act (7), the first heat exchanger system in the flow direction of the heat transfer medium (18) is connected downstream, with inlet (19) and outlet (9) for the heat transfer medium, and also by a device (29) arranged in the water circuit for separating of sludge, and possibly a device (24) for conditioning the circulating water, as well as a circulation pump (32) with a connected return line (4) into the closed reactor (3).

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the device (24) for separating sludge is a centrifuge or a hydrocyclone.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized by a device (44) for measuring the vapor temperature, which the determined value with a signal line (45) to a computer and control unit (46), which according to the Temperature, a control pulse is calculated and with a control line (47) on in the return line (4) arranged throttle member (43, 43 ') transmits.

10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that that the second heat exchanger system (7) is arranged in the vapor space and preferably is equipped with a fan (6), the vapors (5) with increased speed promotes through the heat exchanger system (7).

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that that the water level (33) in the reactor (3) is kept constant by an overflow (48) is, which opens into the lower, first heat exchanger system (18) to which the Device (29) for separating sludge, the device (24) for conditioning, and the pump (32) to which the return line (4) is connected are connected downstream the nozzle ramp (39) arranged in the reactor (3) is connected.

12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that that the heat exchanger systems (7,18) a steam generator in a closed circuit working condensation steam power plant.