EA029389B1 - Пароконденсационная система для грануляционной установки - Google Patents

Пароконденсационная система для грануляционной установки Download PDF

Info

Publication number
EA029389B1
EA029389B1 EA201600079A EA201600079A EA029389B1 EA 029389 B1 EA029389 B1 EA 029389B1 EA 201600079 A EA201600079 A EA 201600079A EA 201600079 A EA201600079 A EA 201600079A EA 029389 B1 EA029389 B1 EA 029389B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
steam
granulation
water
cap
molten material
Prior art date
Application number
EA201600079A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201600079A1 (ru
Inventor
Хорст Каппес
Марк Швайтцер
Томми Матье
Original Assignee
Поль Вурт С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Поль Вурт С.А. filed Critical Поль Вурт С.А.
Publication of EA201600079A1 publication Critical patent/EA201600079A1/ru
Publication of EA029389B1 publication Critical patent/EA029389B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F27D15/0286—Cooling in a vertical, e.g. annular, shaft
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B3/00—General features in the manufacture of pig-iron
    • C21B3/04—Recovery of by-products, e.g. slag
    • C21B3/06—Treatment of liquid slag
    • C21B3/08—Cooling slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/10—Cooling; Devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/02—Physical or chemical treatment of slags
    • C21B2400/022—Methods of cooling or quenching molten slag
    • C21B2400/024—Methods of cooling or quenching molten slag with the direct use of steam or liquid coolants, e.g. water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/05—Apparatus features
    • C21B2400/062—Jet nozzles or pressurised fluids for cooling, fragmenting or atomising slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2400/00—Treatment of slags originating from iron or steel processes
    • C21B2400/08—Treatment of slags originating from iron or steel processes with energy recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

Изобретение относится к грануляционной установке (10) для гранулирования расплавленного материала, произведенного в металлургической установке. Установка содержит водо-инжекционное устройство (20) для инжекции грануляционной воды в поток расплавленного материала (14) для гранулирования расплавленного материала, грануляционный резервуар (18) для сбора грануляционной воды и гранулированного материала. Кроме того, установка содержит паросборный колпак, который включает в себя отводящее устройство для отвода пара из колпака, конденсации пара и отвода сконденсированного пара в атмосферу.

Description

Изобретение относится к грануляционной установке (10) для гранулирования расплавленного материала, произведенного в металлургической установке. Установка содержит водоинжекционное устройство (20) для инжекции грануляционной воды в поток расплавленного материала (14) для гранулирования расплавленного материала, грануляционный резервуар (18) для сбора грануляционной воды и гранулированного материала. Кроме того, установка содержит паросборный колпак, который включает в себя отводящее устройство для отвода пара из колпака, конденсации пара и отвода сконденсированного пара в атмосферу.
029389
Область техники
Настоящее изобретение в основном относится к грануляционной установке для расплавленного материала, прежде всего для металлургических расплавов, таких как шлак доменной печи. Изобретение, прежде всего, относится к улучшенной пароконденсационной системе для использования в такой установке.
Уровень техники
Вариант современной грануляционной установки данного типа, прежде всего для расплавленного шлака доменной печи, показан на приложенной фиг. 2, которая является частью статьи, озаглавленной "Система гранулирования шлака ΙΝΒΑ® - экологическое управление производственным процессом" (ΙΝΒΑ® §1ад дгапи1айоп 5У51ет - Епуиоптеп1а1 ргосезз соп1го1). опубликованной в журнале "Технологии чугуна и стали" (1гоп&§1ее1 ТесЬпо1оду), в выпуске за апрель 2005 г. Как показано на фиг. 2, этот вид установки, как правило, содержит водо-инжекционное устройство 2 (также называемое вдувным коробом), выполненное для инжектирования грануляционной воды в поток расплавленного материала, например шлака, который получен через наконечник 1 шлакового желоба. Тем самым достигают гранулирования расплавленного материала. Установка, кроме того, имеет грануляционный резервуар 3 для приема грануляционной воды и гранулированного материала и для охлаждения гранул в большом водном объеме под водо-инжекционным устройством 2. Пароконденсационная башня, имеющая, как правило, закрытый верхней крышкой цилиндрический корпус, расположена выше грануляционного резервуара и служит для сбора и конденсации пара, сгенерированного в грануляционном резервуаре. Фактически, вследствие высоких температур расплавленного материала и большого требуемого объема воды гашения, посредством установок согласно фиг. 2, как правило, создается значительный объем пара. Во избежание загрязнения в результате простого выброса пара в атмосферу пароконденсационная башня включает в себя систему конденсации пара, как правило, противоточного типа. Система конденсации пара имеет водоинжекционное устройство 5 для распыления водных капель в пар, который поднимается внутри пароконденсационной башни, а также водосборное устройство 6, расположенное под водо-инжекционным устройством 5 для приема распыленных конденсирующих капель и сконденсированного пара.
Из этого следует, что в типичной для известного уровня техники основанной на использовании воды грануляционной установке имеются существенные колебания уровня обусловленного поступлением шлака поступающего теплового потока и, соответственно, эквивалентные колебания объема пара, сгенерированного в зависимости от времени. С целью нахождения подходящего компромисса между размерами установки и затратами производительность паровой конденсации традиционных конденсационных башен, в которых холодную воду распыляют на поднимающийся в башне пар с целью его конденсации, зачастую не проектируют для обработки полного парового расхода, который может быть сгенерирован при пиковых расходах шлака. Клапаны сброса избыточного давления предусмотрены (как их можно увидеть на верхней крышке, показанной на фиг. 2) для открывания в таких случаях с целью отвода избыточного пара в атмосферу.
Однако наблюдение показало, что на практике такие клапаны сброса избыточного давления не всегда надежно открываются при чрезмерных расходах расплава. Теоретически, выход пара через клапаны сброса избыточного давления частично заблокирован, среди прочего, вследствие "барьера", образованного водным "занавесом", который постоянно создает водо-инжекционное устройство 2. Возможно, при высоких расходах пара имеется также сопротивление паровому потоку, создаваемое водосборным устройством 6. Соответственно, избыток пара остается в башне, и, соответственно, генерируется избыточное давление. Это может привести к частичному противотоку пара на нижнем входном отверстии конденсационной башни, на входе грануляционного резервуара 3. Внутренний колпак, прежде всего, предусмотрен для отделения внутренней части от внешней, и тем самым для предотвращения нежелательного попадания воздуха в башню, а также для воспрепятствования выдуванию пара из башни.
Такой обратный паровой поток может привести, по меньшей мере, к плохой видимости в литейном отделении, что, очевидно, является серьезной угрозой безопасности рабочего персонала. Что еще намного более неблагоприятно, выдувание пара назад через внутренний колпак может привести к значительному образованию имеющих малую плотность частиц шлака (так называемого "попкорна"), когда пар входит в контакт с жидким горячим расплавом в носу шлакового желоба. Такие горячие частицы при их вылете в литейное отделение создают еще более серьезную угрозу безопасности.
АО 2012/079797 А1 также рассматривает эту проблему и предлагает избирательный отвод излишков пара через выводную трубу в атмосферу. Эта выводная труба имеет входное отверстие, сообщающееся с нижней зоной конденсационной башни, и выходное отверстие, предусмотренное для отвода пара в атмосферу выше конденсационной башни. Кроме того, выводная труба оборудована уплотняющим устройством для избирательного отвода пара через выводную трубу. Однако такая система требует дополнительных инвестиций.
ЕР 0573769 описывает способ и установку для мокрого гранулирования шлака, содержащую конденсационную башню. Смесь пара и загрязненного воздуха, сгенерированная в процессе гранулирования, сначала направляется в восходящем потоке, а затем смесь засасывается в нисходящем потоке в ко- 1 029389
жух, поддерживаемый в условиях частичного вакуума. В нисходящий поток в параллельном потоке распыляется щелочной раствор на водной основе, и дезактивированные неконденсированные газы выходят из кожуха в принудительном и регулируемом потоке, который создает и поддерживает условия частичного вакуума в кожухе. Газы и пар от фильтрующего барабана также направляются в конденсационную башню и обрабатываются там совместно с паром и загрязненным воздухом от гранулирования
Техническая проблема
Соответственно, первой целью настоящего изобретения является предоставление пароконденсационной установки, которая обеспечивает надежную конденсацию сгенерированного в процессе гранулирования пара без использования конденсационной башни или водо-инжекционных устройств. Эта цель достигнута установкой и пароконденсационной системой по п. 1 формулы изобретения.
Другой целью изобретения является предоставление конденсационной установки, которая обеспечивает уменьшение монтажных и эксплуатационных расходов для оборудования.
Общее описание изобретения
Настоящее изобретение в основном относится к грануляционной установке для гранулирования расплавленного материала, произведенного в металлургической установке, причем грануляционная установка содержит
водо-инжекционное устройство для инжекции грануляционной воды в поток расплавленного материала и, таким образом, гранулирования расплавленного материала;
грануляционный резервуар для сбора грануляционной воды и гранулированного материала; осушающий модуль, прежде всего осушающий модуль с ротационным фильтрующим барабаном. Установка отличается
паросборным колпаком, расположенным выше осушающего модуля; и
отводящим устройством для отвода пара из колпака, конденсации пара и выпуска сконденсированного пара,
причем отводящее устройство имеет входное отверстие и выходное отверстие, причем отводящее устройство с помощью его входного отверстия присоединено к паросборному колпаку, а его выходное отверстие размещено для отвода сконденсированного пара в атмосферу.
Согласно предпочтительному варианту осуществления предоставлена грануляционная установка 10 для гранулирования расплавленного материала, произведенного в металлургической установке, причем грануляционная установка содержит
водо-инжекционное устройство 20 для инжекции грануляционной воды в поток 14 расплавленного материала и, таким образом, гранулирования расплавленного материала;
грануляционный резервуар 18 для сбора грануляционной воды и гранулированного материала, и отличается
паросборным колпаком, расположенным над водо-инжекционным устройством;
отводящим устройством для отвода пара из колпака, конденсации пара и выпуска сконденсированного пара в атмосферу, причем отводящее устройство 38 имеет входное отверстие 40, размещенное для сообщения с колпаком 24 так, чтобы отводить пар из колпака, и выходное отверстие, размещенное для отвода сконденсированного пара в атмосферу.
С целью преодоления вышеупомянутой проблемы настоящее изобретение предлагает отводящее устройство для избирательного отвода и конденсации пара без использования конденсационной башни и водных распылителей. Отводящее устройство имеет входное отверстие, размещенное для сообщения с паросборным колпаком, и выходное отверстие, размещенное для выпуска полностью сконденсированного пара. В противоположность известным системам, эта система работает без использования каких-либо водных распылителей. Пар конденсируется не в конденсационной башне, а в отводящем устройстве.
В противоположность устройству согласно ΥΘ 2012/079797 А1, настоящее отводящее устройство не только отводит пар и испарения из грануляционного оборудования и конденсирует их вне установки без использования водо-инжекционных устройств, но оно также конденсирует отведенный пар и испарения таким образом, что существенно уменьшается воздействие на окружающую среду. Действительно, эти пары могут содержать соединения серы, аналогичные Н2§ и т.п., которые согласно настоящему изобретению растворяются в воде.
В противоположность устройству ЕР 0573769, эта установка обрабатывает как пар и загрязненный воздух, сгенерированные в процессе гранулирования, так и пар и загрязненный воздух, сгенерированные в процессе осушения в отдельных модулях. Было обнаружено, что пар и загрязненный воздух, сгенерированные в процессе гранулирования и в процессе осушения, существенно отличаются друг от друга не только по объему, по времени, но также и по качеству. Действительно, поскольку для очистки фильтрующих стенок ротационного барабана осушающего модуля используются большие объемы сжатого воздуха, сгенерированные в осушающей установке, пар и загрязненный воздух являются разбавленными. Когда эта смесь подводится к конденсационной башне, процесс конденсации может быть нарушен, поскольку пар разбавлен используемым для очистки осушающего барабана воздухом, и поэтому конденсация пара в кожухе является недостаточной для поддержания в этом замкнутом объеме постоянных условий частичного вакуума. Смесь пара и воздуха может, в результате, протекать назад к грануляционной
- 2 029389
установке, что приводит к перечисленными выше недостаткам, т.е. к плохой видимости в литейном отделении и к образованию имеющих малую плотность частиц шлака (так называемого "попкорна").
В устройстве ЕР 0573769 пар конденсируется посредством водных распылителей в смонтированном в конденсационной башне кожухе, тогда как в являющейся предметом настоящего изобретения установке пар конденсируется не посредством водных распылителей и конденсируется не в конденсационной башне/колпаке, но в отводящем устройстве. Хотя используемые отводящие устройства могут быть подобными, но работают они по-другому. Действительно, в ЕР 0573769 отводящее устройство используется для создания условий частичного вакуума в кожухе. Этот частичный вакуум усиливается за счет того, что пар конденсируется, т.е. газ преобразуется в жидкость. Отводящее устройство, таким образом, не используется или используется только в незначительной мере для конденсации пара, поскольку пар конденсируется в конденсационной башне путем распыления воды на нисходящий поток пара и загрязненного воздуха внутри кожуха.
В противоположность устройствам согласно \УО 2012/079797 А1 и ЕР 0573769, настоящее отводящее устройство не только отводит пар и испарения из устройства гранулирования, но оно также конденсирует отведенный пар и испарения таким образом, что существенно уменьшается воздействие на окружающую среду. Действительно, эти пары могут содержать соединения серы, аналогичные Н2§ и т.п., которые, согласно настоящему изобретению, растворяются в воде.
Установка является совместимой со сравнительно низкими инвестиционными затратами с существующими конструкциями грануляционного оборудования.
При гранулировании шлака всегда производятся небольшие объемы водородного газа. Было обнаружено, однако, что в процессе гранулирования шлака при некоторых обстоятельствах могут быть образованы существенные объемы водородного газа. В самом деле, горячий жидкий шлак может содержать железо, а в контакте с содержащимся в шлаке горячим железом молекулы воды могут распадаться на водород и кислород. Этот водородный газ является чрезвычайно взрывоопасным и должен быть отведен из зоны гранулирования для предотвращения какого-либо накопления такого газа в непосредственной близости от горячего шлака. При определенных обстоятельствах такая смесь может загореться, что может привести к пожару или взрыву. Вычисления показали, что в процессе гранулирования производство водорода может находиться в пределах примерно от 0,5 до 8 м3-Н2/мин, в зависимости от содержания железа в шлаке и диаметра получаемых гранул.
Установка, как она описана в \УО 2012/079797 А1, в некоторых случаях может оказаться не способной к устранению этой угрозы пожара или взрыва, поскольку входное отверстие выводной трубы расположено в нижней зоне конденсационной башни, а водородный газ, будучи легче воздуха, неизбежным образом накапливается в верхней зоне конденсационной башни и тем самым не может быть отведен устройством, как оно описано в \УО 2012/079797 А1.
С целью обеспечения избирательного отвода, по желанию или по потребности, отводящее устройство предпочтительно оборудовано произвольным подходящим устройством для управления расходом пара и/или газа через отводящее устройство.
Предпочтительно отводящее устройство содержит вакуумный насос и, прежде всего, эжекторный струйный насос, который создает вакуум посредством эффекта Вентури. Такой эжекторный струйный насос относится к типу насоса, в котором используется эффект Вентури в сопле Лаваля для преобразования энергии давления движущей текучей среды в кинетическую энергию, создающую зону низкого давления, которая затягивает и увлекает всасываемую текучую среду. После прохождения через горловину инжектора смешанная текучая среда расширяется, а ее скорость уменьшается, что приводит к вторичному сжатию смешанных текучих сред за счет преобразования кинетической энергии обратно в энергию давления. В данном случае движущая текучая среда представлена водой, а увлекаемая всасываемая текучая среда представлена паром и/или смесью пара и водородного газа. В процессе работы насоса отведенный пар конденсируется и смешивается с водой, которая приводит насос в действие. Какие-либо содержащиеся в паре сернистые соединения также растворяются в воде и нейтрализуются. Н2§ и §О2 растворяются в воде. Вычисления показали, что необходимо около 385 л воды для растворения Н2§, содержащегося в 1 т пара, и около 142 л необходимо для полного растворения §О2, содержащегося в 1 т пара.
Предложенное отводящее устройство имеет бесспорное достоинство надежного отвода любого пара и водорода из оборудования для гранулирования и тем самым значительного повышения эксплуатационной безопасности. Кроме того, предложенное отводящее устройство делает возможной конденсацию отведенного пара, а также растворение и нейтрализацию серосодержащих соединений в воде, что уменьшает тем самым воздействие оборудования на окружающую среду.
Другое преимущество вышеописанного устройства состоит в том, что установка может быть разработана с системой конденсации меньшего масштаба, т.е. без конденсационной башни. Тем самым обеспечивается значительная экономия капитальных и эксплуатационных затрат. Фактически, оборудованная предложенным отводящим устройством установка является способной к обработке полного парового потока, соответствующего расходу шлака примерно 6 т/мин. Как показано далее, конструкция отводящего устройства предотвращает избыточное давление в грануляционной установке и надежно препятствует выносу пара назад в литейное отделение.
- 3 029389
Предпочтительные варианты установки заданы в зависимых пунктах. Как будет понятно, не будучи этим ограниченной, предложенная установка подходит, прежде всего, для установки доменной печи.
Краткое описание чертежей
Более подробная информация и преимущества настоящего изобретения являются очевидными из последующего детализированного описания нескольких не ограничивающих вариантов осуществления со ссылками на приложенные чертежи, из которых:
фиг. 1 является принципиальной блок-схемой варианта осуществления грануляционной установки, оборудованной соответствующей изобретению пароконденсационной системой;
фиг. 2 показывает известную грануляционную установку согласно известному уровню техники.
Идентичные ссылочные обозначения используются везде на чертежах для идентификации структурно или функционально подобных элементов.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Для иллюстрации варианта осуществления настоящего изобретения фиг. 1 показывает схематическое представление грануляционной установки 10, разработанной для гранулирования шлака в установке доменной печи (установка не показана). В основном установка 10, таким образом, служит для дробления потока расплавленного шлака 14 из доменной печи путем его гашения с помощью одной или нескольких струй 12 сравнительно холодной грануляционной воды. Как показано на фиг. 1, поток расплавленного шлака 14, неизбежно сливаемый совместно с первичным чугуном из доменной печи, выпадает из наконечника 16 горячего шлакового желоба в грануляционный резервуар 18. Во время выполнения операции струи грануляционной воды 12, произведенные посредством водо-инжекционного устройства 20 (зачастую также называемого "вдувным коробом") и подаваемые посредством одного или нескольких параллельных насосов высокого давления (не показаны), соударяются с расплавленным шлаком 14, выпадающим из наконечника 16 горячего шлакового желоба. Подходящая конфигурация водо-инжекционного устройства 20 описана, например, в заявке на патент АО 2004/048617. В более старых грануляционных установках (не показаны, но охвачены) расплавленный шлак падает от горячего шлакового желоба на холодный шлаковый желоб, причем струи грануляционной воды от подобного водо-инжекционного устройства увлекают поток на холодном шлаковом желобе к грануляционному резервуару. Независимо от конструкции, гранулирование происходит при соударении струй 12 грануляционной воды с потоком расплавленного шлака 14.
В результате гашения расплавленный шлак 14 разбивается на "гранулы" с зерновыми размерами, которые попадают в большой водный объем, поддерживаемый в грануляционном резервуаре 18. Эти шлаковые "гранулы" полностью отвердевают в шлаковый песок посредством теплового обмена с водой. Следует отметить, что струи 12 грануляционной воды направлены к водной поверхности в грануляционном резервуаре 18, что тем самым усиливает турбулентность, которая ускоряет охлаждение шлака.
Как хорошо известно, гашение первоначально горячего расплава (>1000°С), такого как расплавленный шлак, приводит к образованию существенных объемов пара (т.е. водных испарений). Этот пар обычно загрязнен, среди прочего, газообразными серосодержащими соединениями. С целью уменьшения атмосферного загрязнения выпущенный в грануляционном резервуаре 18 пар собирается в паросборном колпаке 24, который расположен по вертикали над грануляционным резервуаром 18. Этот паросборный колпак 24 (в дальнейшем коротко "колпак 24") оборудован системой конденсации пара. Как показано на фиг. 1, колпак 24 является небольшим сооружением по сравнению с традиционной конденсационной башней, как она показана на фиг. 2. Колпак 24 имеет внешний корпус, который является, типично, но не обязательно, сварной конструкцией из листовой стали. Колпак 24 имеет заданные высоту и диаметр, величины которых соответствуют минутному расходу испускаемого пара.
Колпак 24 не содержит каких-либо водо-инжекционных устройств для конденсации пара, как в обычной конденсационной башне.
В процессе работы пар поднимается от грануляционного резервуара 18 в колпак 24.
Как показано на фиг. 1, смешанный с грануляционной водой отвержденный шлаковый песок отводят у основания грануляционного резервуара 18 через дренажный трубопровод 26. Смесь (пульпу) подают в осушающий модуль 28. Назначение этого осушающего модуля 28 состоит в отделении гранулированного материала (т.е. шлакового песка) от воды, т.е. в обеспечении раздельного получения шлакового песка и технической воды. Подходящая по существу конфигурация осушающего модуля 28 является известной по существующим установкам ΙΝΒΑ® или описана, например, в патенте И8 4204855 и поэтому не рассматривается здесь более подробно. Такой осушающий модуль содержит ротационный фильтрующий барабан 30, как он описан более подробно, например, в патенте И8 5248420. Для осушения мелких гранул отвержденного расплава также может быть использовано и любое другое статическое или динамическое устройство. Как показано, кроме того, на фиг. 1, накопительный резервуар 32 для грануляционной воды (зачастую называемый "резервуаром для горячей воды") связан с осушающим модулем 28 для сбора отделенной от гранулированного шлакового песка воды. В большинстве случаев этот накопительный резервуар 32 для воды спроектирован в виде осадительного резервуара с осадительным отделением и с отделением чистой воды (не показано), в которое переливается в значительной степени освобожденная от песка ("чистая") вода. Вода от накопительного резервуара 32 для воды подается через трубо- 4 029389
провод 34 к системе 36 охлаждения, которая имеет одну или несколько градирен.
Охлажденная техническая вода от системы 36 охлаждения возвращается через трубопровод 22 к грануляционной установке 10 для повторного использования в процессе. Более конкретно, холодная вода предпочтительно подается в водо-инжекционное устройство 20 через один питающий трубопровод 22. Питающий трубопровод 22 оборудован вышеупомянутым насосом(ами).
Хотя такая "замкнутая" конфигурация для технической воды является предпочтительной, изобретением также охвачены альтернативные разомкнутые контуры, в которых поставляемую инжекционным устройствам 20 воду сбрасывают после использования.
Согласно выгодному аспекту соответствующий изобретению колпак 24 оборудован тремя отводящими устройствами 38 для отвода пара и газа из колпака 24. Эти отводящие устройства 38, как схематично показано на фиг. 1, являются вакуумными насосами, которые функционально связаны с колпаком 24. Более конкретно, показанное на фиг. 1 отводящее устройство 38 имеет входное отверстие 40, выполненное для сообщения с колпаком 24 таким образом, что созданный отводящим устройством 38 вакуум отводит любые содержащиеся в колпаке 24 газы и/или пары.
Такое отводящее устройство 38 предпочтительно содержит вакуумный насос, также называемый эжекторным струйным насосом, который использует кинетическую энергию одной жидкости для создания потока другой жидкости и действует на основе базовых принципов гидрогазодинамики. Эжекторные струйные насосы содержат сходящееся сопло, корпус и диффузор, а своим внешним видом напоминают сифоны. При работе энергия давления движущей жидкости преобразуется в кинетическую энергию посредством сходящегося сопла. Полученный высокоскоростной поток жидкости увлекает всасываемую текучую среду. Полное смешивание движущей жидкости и всасываемой текучей среды происходит в корпусе и диффузорной секции. Смесь жидкости/текучей среды затем, после прохождения через диффузор, преобразуется обратно к промежуточному давлению.
Предпочтительно входное отверстие 40 отводящего устройства 38 расположено поблизости от вершины колпака 24.
Хотя на фиг. 1 изображены три отводящих устройства 38, подразумевается, что и другое число таких отводящих устройств может быть размещено на колпаке 24. Такие отводящие устройства 38 могут, например, быть размещены в виде кольца вокруг вершины колпака 24, т.е. в одной горизонтальной плоскости, они могут быть размещены в вертикальной плоскости, т.е. одно выше другого, или рядами, один выше другого, вокруг вершины колпака 24.
Показанная на фиг. 1 конструкция отводящего устройства 38 может без труда поддерживаться несущей структурой внешнего корпуса и/или, при желании, частично или полностью быть подвешенной к несущей структуре колпака 24. Соответственно, отсутствует какая-либо потребность в дополнительной несущей конструкции или в значительной толщине стенок колпака 24.
В показанном на фиг. 1 варианте осуществления отводящие устройства 38 расположены вне колпака, но понятно, что такое отводящее устройство(а) 38 может также быть размещено и внутри колпака 24.
Отводящее устройство 38 присоединено к трубопроводу водоснабжения, и вода в этом питающем трубопроводе 42 используется для приведения в действие отводящих устройств 38 и создания вакуума для отвода пара и газов, содержащихся в колпаке 24, а также для конденсации пара и смешивания сконденсированного пара и газа с водой, используемой для приведения в действие отводящих устройств 38. Для малоразмерной конденсационной системы может быть необходимо примерно 10-20 м3/ч воды под давлением примерно 4 бар. Для более крупной системы может быть необходимо примерно 300 м3/ч воды под давлением примерно 4 бар.
Прежде всего, как станет более очевидным ниже, отводящее устройство 38 обеспечивает отвод и конденсацию пара, равно как отвод любых нежелательных газов, таких как водород из колпака 24. Поскольку отводящее устройство 38 не требует какого-либо электроснабжения, а также не содержит какихлибо движущихся деталей, опасность создания искр или горячих поверхностей отсутствует, и угроза пожара или взрыва, таким образом, устранена.
Кроме того, поскольку отводящее устройство 38 не требует какого-либо электроснабжения, монтаж такого устройства является простым и малозатратным.
Очевидно, что подходящее задание размеров в зависимости от числа отводящих устройств 38 задает объем пара и газа, который может быть надежно отведен через отводящее устройство 38 (без опасности противотока пара). В случае установки 10, выполненной для работы со шлаком доменной печи, соответствующие отводящие устройства 38 легко обеспечивают расход, позволяющий отводить и скомпенсировать пар, сгенерированный в процессе грануляции шлака в объеме 4-6 т/мин. Требуется примерно четыре больших эжектора длиной примерно 6 м для отвода объема пара, произведенного при гранулировании с расходом примерно 4-6 т/мин при полном потреблении воды эжекторами 1000 м3/ч. Так или иначе, производство пара для производства 1-2 т/мин шлака может быть обработано с помощью трех эжекторов среднего размера, потребляющих примерно 200-600 м3/ч воды.
Расход отводимого из колпака 24 через отводящее устройство 38 газа/пара непосредственно зависит от расхода и давления воды, используемой для приведения в действие отводящего устройства 38. Подобное клапану (не показано) устройство управления для регулирования расхода и/или давления воды, ис- 5 029389
пользуемой для приведения в действие отводящего устройства 38, может, таким образом, быть использовано для регулирования расхода газа/пара, отводимого из колпака 24.
Вода из трубопровода 42, которая используется для приведения в действие отводящего устройства 38, смешивается в отводящем устройстве 38 с паром, отведенным из колпака 24. Пар конденсируется, а какие-либо отведенные газы, по меньшей мере, частично растворяются в воде и отводятся к системе охлаждения через отводящий трубопровод 44. В данном конкретном случае, как изображено на фиг. 1, отводящий трубопровод 44 направляет воду из отводящего устройства 38 к нижней части системы 36 охлаждения. За счет этого обеспечен отвод любого водородного газа из колпака 24 к местоположению, которое расположено на большом расстоянии от грануляционной установки, таким образом, что устраняется опасность пожара и взрыва в грануляционной установке. В других вариантах осуществления трубопровод 44 может также быть присоединен к дренажному трубопроводу 26 и транспортировать к системе охлаждения 56 также и воду от устройства 42 охлаждения воды.
С целью обеспечения эффективной конденсации и минимального загрязнения при любых расходах отводящие устройства 38 на фиг. 1 оборудованы вышеупомянутым устройством управления. Это устройство управления служит для "отключения" отводящего устройства 38, т.е. для перекрытия или, по меньшей мере, значительного ограничения расхода воды, используемой для приведения в действие отводящего устройства 38 всякий раз, когда грануляционная установка 10 работает при номинальном или еще более низком расходе. Другими словами, устройство управления используется для избирательного отвода пара через отводящее устройство 38 только тогда, когда это является необходимым или желательным в зависимости от фактически сгенерированного объема пара и/или в зависимости от содержания/концентрации водорода в колпаке 24.
В обычной системе, как она показана на фиг. 2, всякий раз, когда расходы расплава превышают производительность колпака 24, опыт указывает на серьезную опасность противотока (обратного потока) пара, например, в горячий шлаковый желоб и даже в литейное отделение (не показано) вверх по потоку от наконечника 16 шлакового желоба. Даже при использовании обеспечивающих некоторое сопротивление противотоку клапанов сброса избыточного давления в верхней крышке, а также внутреннего колпака, как они показаны на фиг. 2, опасность противотока все еще сохраняется. В известном способе внутренний колпак (показан на фиг. 2) выполнен, главным образом, для уплотнения башни против вхождения "неправильного" атмосферного воздуха.
В противоположность такой обычной конструкции, предложенное отводящее устройство 38 предоставляет надежное решение для безопасного отвода и конденсации любых объемов пара. Следует понимать, что объемы пара, генерируемые в процессе гранулирования, существенно варьируются, например, в случае пиков расплавленного шлака вследствие проблем с леткой доменной печи. Производство расплавленного материала в рамках металлургических процессов типично является цикличным и подвергается значительным колебаниям с точки зрения производимых материальных потоков. Например, в процессе операции по выпуску металла из доменной печи расход шлака далек от постоянного. Он показывает пиковые значения, которые могут более чем в четыре раза превосходить расход шлака, усредненный по полной продолжительности операции по выпуску металла. Такие пики происходят, эпизодически или регулярно, на протяжении кратких промежутков времени, например нескольких минут.
Подобное отводящее устройство 46 может быть использовано для обслуживания дополнительных задач по отводу. Прежде всего, осушающий модуль 28 имеет паросборный колпак 48 над осушающим барабаном 30. Отводящее устройство 46 может быть размещено для отсасывания пара и газа из осушающего модуля 28 и/или из паросборного колпака 48. Особенность с использованием двух отдельных колпаков позволяет лучше приспосабливаться к различным объемам и качеству пара, произведенного, с одной стороны, в грануляционной установке и, с другой стороны, в осушающем модуле. Кроме того, в некоторых случаях осушающий модуль может быть расположен весьма удаленно от грануляционной установки таким образом, что в таком случае не представляется возможным обрабатывать пар и загрязненный воздух в конденсационной башне, как это предложено в ЕР 0573769. Эта конфигурация обладает преимуществом надлежащей отвода пара и газа из осушающего модуля 28 и конденсации пара, что тем самым уменьшает проблемы с видимостью в окрестности осушающего модуля 28 и установки 10 в целом.
Предпочтительно отводящее устройство(а) 38, 46, присоединено(ы) к контроллеру, который может быть встроен в систему управления производственным процессом всего оборудования. Контроллер управляет отдаленным управляемым автоматическим клапаном, присоединенным к выходному отверстию насоса, который питает отводящее устройство(а) 38, 46. Соответственно, путем управления открыванием и закрыванием клапана контроллер управляет функционированием отводящего устройства (устройств) 38, 46 для избирательного ограничения или позволения прохода пара и газа через отводящее устройство.
В заключение следует отметить, что настоящее изобретение не только обеспечивает существенное повышение эксплуатационной безопасности основанной на использовании воды грануляционной установки 10, прежде всего, для шлака доменной печи. Кроме того, изобретение обеспечивает надежную работу при уменьшенных капитальных и эксплуатационных затратах.
- 6 029389
Список ссылочных обозначений:
10 - грануляционная установка;
12 - струи воды;
14 - поток расплава;
16 - наконечник горячего шлакового желоба; 18 - грануляционный резервуар;
20 - водо-инжекционное устройство;
22 - питающий трубопровод (к 20);
24 - паросборный колпак;
26 - дренажный трубопровод;
28 - осушающий модуль;
30 - ротационный фильтрующий барабан;
32 - накопительный резервуар для воды;
34 - трубопровод;
36 - система охлаждения;
38 - отводящее устройство;
40 - входное отверстие;
42 - питающий трубопровод;
44 - отводящий трубопровод;
46 - отводящее устройство
48 - паросборный колпак.

Claims (11)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Грануляционная установка (10) для гранулирования расплавленного материала, произведенного в металлургической установке, причем грануляционная установка содержит
    водоинжекционное устройство (20) для инжекции грануляционной воды в поток расплавленного материала (14) и, таким образом, гранулирования расплавленного материала;
    грануляционный резервуар (18) для сбора грануляционной воды и гранулированного материала; осушающий модуль, прежде всего осушающий модуль (28) с ротационным фильтрующим барабаном (30),
    отличающаяся расположенным над осушающим модулем (28) паросборным колпаком (48) и размещенным вне колпака (48) отводящим устройством (46) для отвода пара и газов из колпака (48), конденсации пара и выпуска сконденсированного пара и газов, причем отводящее устройство имеет входное отверстие и выходное отверстие, причем отводящее устройство с помощью его входного отверстия присоединено к паросборному колпаку (48), а его выходное отверстие размещено для отвода сконденсированного пара и газов в атмосферу.
  2. 2. Грануляционная установка (10) для гранулирования расплавленного материала, произведенного в металлургической установке, причем грануляционная установка содержит
    водоинжекционное устройство (20) для инжекции грануляционной воды в поток расплавленного материала (14) и, таким образом, гранулирования расплавленного материала;
    грануляционный резервуар (18) для сбора грануляционной воды и гранулированного материала, отличающаяся расположенным над водоинжекционным устройством (20) паросбориым колпаком
    (24) и размещенным вне колпака (48) отводящим устройством (38) для отвода пара и газов из колпака, конденсации пара и выпуска сконденсированного пара в атмосферу, причем отводящее устройство (38) имеет входное отверстие (40), размещенное для сообщения с колпаком (24) так, чтобы отводить пар и газы из колпака, и выходное отверстие, размещенное для отвода сконденсированного пара и газов в атмосферу.
  3. 3. Грануляционная установка (10) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отводящее устройство (38, 46) оборудовано устройством для управления избирательным отводом пара через отводящее устройство (38, 46), прежде всего регулирующим устройством для регулирования расхода отводящего устройства (38, 46).
  4. 4. Грануляционная установка (10) по п.1 или 2, отличающаяся тем, что отводящее устройство (38, 46) содержит эжекторный струйный насос, который создает вакуум посредством эффекта Вентури.
  5. 5. Грануляционная установка (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отводящее устройство (38, 46) поддерживается колпаком (24, 48).
  6. 6. Грануляционная установка (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отводящее устройство (38, 46) присоединено к водному питающему трубопроводу (42).
  7. 7. Грануляционная установка (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отводящее устройство (38, 46) содержит устройство управления, регулирующее расход и/или давление воды, используемой для приведения в действие отводящего устройства (38, 46).
  8. 8. Грануляционная установка (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что
    - 7 029389
    сконденсированный пар отводят к системе (36) охлаждения или подобному.
  9. 9. Грануляционная установка (10) по одному из предшествующих пунктов, содержащая, кроме того, датчик, измеряющий содержание водорода и/или содержание пара, причем датчик размещен в колпаке (24, 48).
  10. 10. Грануляционная установка (10) по одному из предшествующих пунктов, содержащая, кроме того, контроллерное устройство, которое присоединено для приведения в действие уплотняющего устройства таким образом, чтобы избирательно ограничивать или разрешать проход пара и газа через отводящее устройство (38, 46).
  11. 11. Установка доменной печи, содержащая грануляционную установку (10) по одному из предшествующих пунктов.
    - 8 029389
EA201600079A 2013-07-01 2014-06-27 Пароконденсационная система для грануляционной установки EA029389B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU92236A LU92236B1 (en) 2013-07-01 2013-07-01 Steam condensation system for a granulation installation
PCT/EP2014/063713 WO2015000809A1 (en) 2013-07-01 2014-06-27 Steam condensation system for a granulation installation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201600079A1 EA201600079A1 (ru) 2016-06-30
EA029389B1 true EA029389B1 (ru) 2018-03-30

Family

ID=48795880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201600079A EA029389B1 (ru) 2013-07-01 2014-06-27 Пароконденсационная система для грануляционной установки

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20160169584A1 (ru)
EP (1) EP3017070B1 (ru)
JP (1) JP2016528461A (ru)
KR (1) KR20160027131A (ru)
CN (1) CN105358717B (ru)
BR (1) BR112015032868A2 (ru)
CA (1) CA2916571A1 (ru)
EA (1) EA029389B1 (ru)
ES (1) ES2607816T3 (ru)
LU (1) LU92236B1 (ru)
PL (1) PL3017070T3 (ru)
TW (1) TWI646200B (ru)
UA (1) UA115816C2 (ru)
WO (1) WO2015000809A1 (ru)
ZA (1) ZA201509312B (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU92235B1 (en) * 2013-07-01 2015-01-02 Wurth Paul Sa Steam condensation tower for a granulation installation
LU92891B1 (en) * 2015-12-01 2017-06-20 Wurth Paul Sa Steam condensation system for a granulation installation
CN108384908B (zh) * 2018-03-28 2023-09-19 马鞍山市方正机械制造有限责任公司 一种水渣池蒸汽冷凝装置及其集气罩和使用方法
CN109457071A (zh) * 2018-12-27 2019-03-12 中冶京诚工程技术有限公司 一种高炉水渣系统过滤池蒸汽消白装置
CN111500802A (zh) * 2020-01-09 2020-08-07 河北中科朗博环保科技有限公司 闷渣池烟气捕集装置
CN113694713A (zh) * 2021-09-17 2021-11-26 云南云铜锌业股份有限公司 一种锌浸出渣回转窑烟气和水淬渣水雾的处理系统及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0573769A1 (fr) * 1992-06-02 1993-12-15 Paul Wurth S.A. Procédé pour la désulfuration de gaz formé lors de la granulation du laitier de haut fourneau
WO2012079797A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-21 Paul Wurth S.A. Steam condensation tower for a granulation installation

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU79466A1 (fr) * 1978-04-18 1979-05-25 Sidmar Nv Procede et installation de traitement et de manutention de laitier metallurgique
JPS5950058A (ja) * 1982-09-16 1984-03-22 月島機械株式会社 水滓製造用圧力水制御方法
US5540895A (en) * 1994-06-03 1996-07-30 Paul Wurth S.A. Device for the treatment of mixture of steam and air contaminated with sulphurous gases, formed during the granulation and dehydration of blast furnace slag
JP3404623B2 (ja) * 1999-03-15 2003-05-12 住友重機械工業株式会社 ロータリーキルンシステム
US20100242683A1 (en) * 2009-03-26 2010-09-30 Tetsuo Yamaki Process for treating exhaust gas generated during water-granulation of slag and system for said treatment
CN102268494B (zh) * 2011-06-29 2015-10-07 保尔沃特冶金技术(北京)有限公司 熔融物料处理装置
GB2501122A (en) * 2012-04-13 2013-10-16 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Slurry dewatering and filtering device
CN103060497B (zh) * 2013-01-08 2015-02-04 北京世纪源博科技股份有限公司 一种高炉冲渣水余热发电系统
LU92235B1 (en) * 2013-07-01 2015-01-02 Wurth Paul Sa Steam condensation tower for a granulation installation

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0573769A1 (fr) * 1992-06-02 1993-12-15 Paul Wurth S.A. Procédé pour la désulfuration de gaz formé lors de la granulation du laitier de haut fourneau
WO2012079797A1 (en) * 2010-12-14 2012-06-21 Paul Wurth S.A. Steam condensation tower for a granulation installation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160027131A (ko) 2016-03-09
PL3017070T3 (pl) 2017-03-31
ZA201509312B (en) 2016-11-30
ES2607816T3 (es) 2017-04-04
CA2916571A1 (en) 2015-01-08
TW201512410A (zh) 2015-04-01
TWI646200B (zh) 2019-01-01
LU92236B1 (en) 2015-01-02
CN105358717A (zh) 2016-02-24
UA115816C2 (uk) 2017-12-26
US20160169584A1 (en) 2016-06-16
EP3017070B1 (en) 2016-09-21
BR112015032868A2 (pt) 2017-07-25
EA201600079A1 (ru) 2016-06-30
WO2015000809A1 (en) 2015-01-08
CN105358717B (zh) 2017-07-07
JP2016528461A (ja) 2016-09-15
EP3017070A1 (en) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA029389B1 (ru) Пароконденсационная система для грануляционной установки
EA029741B1 (ru) Пароконденсационная башня для грануляционной установки
US9085809B2 (en) Steam condensation tower for a granulation installation
CN108220511A (zh) 一种铁合金矿热炉底滤法渣处理方法
EP3384056B1 (en) Steam condensation system for a granulation installation
CN205441515U (zh) 一种用于超临界水处理系统的高温流体紧急泄放装置
KR101697095B1 (ko) 더스트 막힘을 방지할 수 있는 배가스 청정 라인의 실탱크
RU2575893C2 (ru) Конденсационная колонна для грануляционной установки
JP2007205606A (ja) 発塵抑制装置
CN218989297U (zh) 一种高炉冲渣水烟气空冷消白塔用的变径烟道
CN203284414U (zh) 高炉渣粒化蒸气冷凝装置
CN110975499A (zh) 一种高炉水渣环保消白装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): KZ RU