一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置的製作方法

2023-09-16 10:12:10 3

專利名稱：一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種爐渣處理方法，尤其涉及一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
爐渣是煉鋼過程中的必然副產物，其排出量約為粗鋼產量的15%_20%。爐渣的形成溫度為1500°C -1700°C，具有很高的顯熱，因此鋼渣是鋼鐵生產過程中主要產品之一，屬於高品位的餘熱資源，具有很高的回收利用價值。合理利用和有效回收爐渣可以實現鋼鐵行業可持續發展，降低生產成本，提高企業經濟效益，同時也可以減少汙染，變廢為寶。·液態爐渣需要通過冷卻處理使其冷卻形成粒度小於30mm的塊渣。目前常用的冷卻方式有水淬法、熱潑法、餘熱自解法、淺盤潑法、風淬法等。目前國內的處理方法主要是採用水淬的方法生產水渣，液態爐渣的熱量往往得不到有效的回收利用，甚至完全散失，而且會消耗大量的水資源。同時水淬法還會產生環境汙染。液態鋼渣的粒化以及餘熱利用對於鋼渣這樣的固體廢棄物的再利用有著重要意義。目前還沒有一種高效利用鋼渣及其餘熱、系統簡單、成本較低的高溫鋼渣粒化和餘熱回收的技術與裝置。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提出一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，利用液態爐渣的餘熱，在冷卻爐渣的同時回收熱量，用於產生蒸汽，帶動蒸汽輪機發電。本實用新型解決以上技術問題的技術方案是一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，包括由粒化組件、儲渣罐、尾氣分離器、餘熱鍋爐、蒸汽輪機、除塵器、引風機、煙囪、鬥提機、氣固分離冷卻室、轉爐、送風機；粒化組件上設有高壓空氣或高壓水入口、液態爐渣入口和粒化爐渣出口，粒化爐渣出口與儲渣罐相連，儲渣罐底部設有空氣入口，儲渣罐下部通過高溫固渣落料管與鬥提機相連，儲渣罐頂部通過粒化粗尾氣連接管與尾氣分離器相連，尾氣分離器下部及鬥提機頂部與氣固分離冷卻室相連，氣固分離冷卻室下部與轉爐爐渣入口相連，尾氣分離器上部通過粒化尾氣連接管和餘熱鍋爐相連，氣固分離冷卻室上部通過高溫空氣連接管和餘熱鍋爐相連；轉爐的一端設有爐渣入口，另一端設有空氣入口以及爐渣顆粒出口，轉爐裝有電機；餘熱鍋爐的蒸汽出口通過管道連接蒸汽輪機，餘熱鍋爐的低溫氣體出口通過管道依次連接除塵器和引風機至煙囪。本實用新型進一步限定的技術方案是前述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，粒化組件由依次連接的入口腔室、收縮段、爐渣入口段、放大段和出口連接端構成；所述高壓空氣或高壓水入口設在入口腔室。前述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，所述氣固分離冷卻室由提升管、旋風分離器、一級冷卻室、二級冷卻室、三級冷卻室和立管構成；立管的進口連接尾氣分離器下部及鬥提機頂部，立管的出口連通提升管，提升管的上部連通旋風分離器，下部連通一級冷卻室，旋風分離器上部連接高溫空氣連接管，一級冷卻室、二級冷卻室和三級冷卻室從上至下依次連通，三級冷卻室的下部連接轉爐。前述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，氣固分離冷卻室由提升管、三級氣固分離冷卻器、二級氣固分離冷卻器、一級氣固分離冷卻器和立管構成；立管的進口連接尾氣分離器下部及鬥提機頂部，立管的出口連通提升管，提升管上部連通三級氣固分離冷卻器，下部連通二級氣固分離冷卻器，三級氣固分離冷卻器上部連接高溫空氣連接管，三級氣固分離冷卻器、二級氣固分離冷卻器和一級氣固分離冷卻器從下至下依次連通，一級氣固分離冷卻器的下部連接轉爐。前述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，固分離冷卻室由進料立管、擋板、折流床、氣固分離冷卻器、布風板和落料連接管構成；進料立管的進口連接尾氣分離器下部及鬥 提機頂部，折流床內從上至下依次設有多層布風板，進料立管的出口連接位於頂部的布風板，連接處設有擋板，折流床的上部連通氣固分離冷卻器，氣固分離冷卻器上部連接高溫空氣連接管，下部連接布風板，折流床的下部連接轉爐。前述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，所述轉爐呈傾斜放置，轉爐爐渣入口的高度高於爐渣顆粒出口的高度。本實用新型的有益效果是⑴與傳統採用水作為冷卻介質的方法相比，本實用新型可採用高壓空氣作為冷卻介質，水冷卻不僅不利於熱量的回收利用，而且可能造成環境的汙染，採用空氣冷卻，可以有效的收集這部分高溫氣體，通過餘熱鍋爐利用高溫氣體的熱量產生蒸汽；⑵本實用新型對於爐渣的冷卻可分為三個階段第一階段採用粒化組件及儲渣罐，對液態爐渣進行激冷粒化，此階段不僅降低了爐渣溫度，更重要是通過粒化組件使液態爐渣粒化成為固態顆粒，粒化效果好，渣粒尺寸小且均勻，便於後續對於爐渣的回收利用；第二階段通過氣固分離冷卻室對爐渣顆粒進行二次冷卻，空氣回收餘熱；第三階段採用轉爐對爐渣顆粒進行三次冷卻，轉爐不斷迴旋，渣粒與空氣的接觸更加充分，因此餘熱也得到了更充分利用；⑶本實用新型裝置最終可產生高於600 V的高溫空氣，採用餘熱鍋爐，回收600 V以上的高溫空氣所含的餘熱，產生蒸氣發電；⑷本實用新型裝置與水淬法爐渣處理工藝相比，沒有外排廢氣，不會產生環境汙染；水耗小，能耗低，餘熱回收率高，運行穩定。

圖I是本實用新型裝置的連接示意圖。圖2是粒化組件結構示意圖。圖3-1是實施例I的氣固分離冷卻室結構示意圖。圖3-2是實施例2的氣固分離冷卻室結構示意圖。圖3-3是實施例3的氣固分離冷卻室結構示意圖。圖I中(I)粒化組件；(2 )儲渣罐；(3 )粒化粗尾氣連接管；(4 )預冷進料管；(5 )尾氣分離器；(6)粒化尾氣連接管；(7)高溫空氣連接管；(8)餘熱鍋爐；(9)蒸汽輪機；
(10)除塵器；(11)引風機；(12)煙囪；(13)高溫固渣落料管；(14)鬥提機；(15)氣固分離冷卻室；(16)電機；(17)轉爐；(18)送風機；圖2中(I)粒化組件；(1-1)入口腔室；(1-2)收縮段；(1-3)爐渣入口段；(1-4)放大段；(1-5)出口連接端；圖3_1、2、3中(7)高溫空氣連接管；(15)氣固分離冷卻室；(15_1)提升管；(15-2)旋風分離器；(15-3) —級冷卻室；(15-4) 二級冷卻室；(15_5)三級冷卻室；(15-6)立管；(15-7)三級氣固分離冷卻器；(15-8)提升管；(15_9)立管；(15-10)二級氣固分離冷卻器；(15-11) —級氣固分離冷卻器；(15-12)進料立管；(15-13)擋板；(15-14)折流床；(15-15)氣固分離冷卻器；(15-16)布風板；(15-17)落料連接管； -~來自轉爐熱空氣; -熱爐渣進轉爐。
具體實施方式
實施例I本實施例提供一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，連接如圖I所示，包括由粒化組件I、儲渣罐2、尾氣分離器5、餘熱鍋爐8、蒸汽輪機9、除塵器10、引風機11、煙囪12、鬥提機14、氣固分離冷卻室15、轉爐17、送風機18 ;粒化組件I上設有高壓空氣或高壓水入口 A、液態爐渣入口 B和粒化爐渣出口，粒化爐渣出口與儲渣罐2相連，儲渣罐2底部設有空氣入口 C，儲渣罐2下部通過高溫固渣落料管13與鬥提機14相連，儲渣罐2頂部通過粒化粗尾氣連接管3與尾氣分離器5相連，尾氣分離器5下部及鬥提機14頂部與氣固分離冷卻室15相連，氣固分離冷卻室15下部與轉爐17爐渣入口相連，尾氣分離器5上部通過粒化尾氣連接管6和餘熱鍋爐8相連，氣固分離冷卻室15上部通過高溫空氣連接管7和餘熱鍋爐8相連；轉爐17的一端設有爐渣入口，另一端設有空氣入口 D以及爐渣顆粒出口 E，轉爐裝有電機16 ;餘熱鍋爐8的蒸汽出口通過管道連接蒸汽輪機9，餘熱鍋爐8的低溫氣體出口通過管道依次連接除塵器10和11至煙囪12。如圖2所示，粒化組件I由入口腔室1-1、收縮段1-2、爐渣入口段1_3、放大段1_4和出口連接端1-5構成；高壓空氣或高壓水從入口 A進入入口腔室1-1，經收縮段1-2提速形成高速噴射流體，流體到達臨界狀態，在放大段1-4內高速的流體進一步提速，產生壓降，使得液態爐渣從入口 B被吸入粒化組件I中，液態爐渣變為小液滴，爐渣小液滴被快速冷卻並固化形成小顆粒，最後經出口連接端1-5進入儲渣罐2中；粒化組件I採用耐高溫材料，表面有耐熱耐磨塗層，如碳化矽等。轉爐17呈傾斜放置，轉爐爐渣入口的高度高於爐渣顆粒出口的高度。空氣從轉爐17的空氣入口 D進入，空氣流向與爐渣顆粒運動方向相反，轉爐有一定傾斜度，顆粒進口端高於顆粒出口段，且不斷旋轉，爐渣連續向轉爐17出口端移動，並從顆粒出口 E排出。液態爐渣粒化處理及餘熱利用方法，包括粒化組件I的入口 A通入高壓空氣或高壓水，液態爐渣從粒化組件I的爐渣入口 B被通入的高壓空氣或高壓水卷吸，淬冷粒化後進入儲渣罐2中；儲渣罐2下部進口 C通入流化空氣，爐渣在儲渣罐2中冷卻降溫，儲渣罐2中較大的爐渣顆粒沉降到儲渣罐2下部，經高溫固渣落料管13進入鬥提機14中，鬥提機14將這部分固態爐渣顆粒提升，並經預冷進料管4送至氣固分離冷卻室15中進一步冷卻；儲渣罐2中產生的較小的爐渣顆粒被加熱後的高溫氣體攜帶，通過粒化粗尾氣連接管3進入尾氣分離器5中氣固分離，分離出的固體顆粒送入氣固分離冷卻室15中，氣體則經尾氣分離器5上端粒化尾氣連接管6進入餘熱鍋爐8 ；爐渣顆粒在氣固分離冷卻室15中經過多級分離冷卻進入轉爐17，在轉爐17中隨著轉爐的不斷迴旋，進一步冷卻，最終冷卻後的爐渣由轉爐顆粒出口 E排出；氣固分離冷卻室15中用來冷卻爐渣的空氣由送風機18從轉爐17的空氣入口 D通入，冷卻過程中空氣與爐渣顆粒相向運動，即空氣依次經過轉爐17、氣固分離冷卻室15吸收爐渣顆粒的餘熱得到多級加熱，最終經氣固分離冷卻室15上部高溫空氣連接管7進入餘熱鍋爐8 ；自來粒化尾氣連接管6和高溫空氣連接管7的這兩部分高溫氣體在餘熱鍋爐8中和水交換熱量並產生蒸汽，蒸汽通過汽輪機9可以發電；低溫氣體經除塵器10除塵後，經引·風機11送入煙囪12，最終排入大氣中。本實施例的氣固分離冷卻室15由提升管15-1、旋風分離器15-2、一級冷卻室15-3、二級冷卻室15-4、三級冷卻室15-5和立管15_6構成；立管15_6的進口連接尾氣分離器5下部及鬥提機14頂部，立管15-6的出口連通提升管15-1，提升管15_1的上部連通旋風分離器15-2，下部連通一級冷卻室15-3，旋風分離器15-2上部連接高溫空氣連接管7，一級冷卻室15-3、二級冷卻室15-4和三級冷卻室15-5從上至下依次連通，三級冷卻室15_5的下部連接轉爐17。來自鬥提機14和尾氣分離器5的高溫爐渣顆粒由立管15-6進入氣固分離冷卻室15的立管15-6中，經上升的空氣攜帶冷卻，通過提升管15-1進入旋風分離器15-2中冷卻；分離後的冷卻爐渣顆粒落下依次進入一級冷卻室15-3、二級冷卻室15-4和三級冷卻室15-5中冷卻，再進入轉爐17進一步冷卻；轉爐17出來的熱空氣依次進入三級冷卻室15-5、二級冷卻室15-4、一級冷卻室15-3、提升管15_1和旋風分離器15_2升溫變成高溫空氣後，經過高溫空氣連接管7進入餘熱鍋爐8。實施例2本實施例與實施例I的不同之處在於，氣固分離冷卻室15的結構不一樣，本實施例的氣固分離冷卻室15由提升管15-8、三級氣固分離冷卻器15-7、二級氣固分離冷卻器15-10、一級氣固分離冷卻器15-11和立管15-9構成；立管15_9的進口連接尾氣分離器5下部及鬥提機14頂部，立管15-6的出口連通提升管15-8，提升管15-8上部連通三級氣固分離冷卻器15-7，下部連通二級氣固分離冷卻器15-10，三級氣固分離冷卻器15-7上部連接高溫空氣連接管7，三級氣固分離冷卻器15-7、二級氣固分離冷卻器15-10和一級氣固分離冷卻器15-11從下至下依次連通，一級氣固分離冷卻器15-11的下部連接轉爐17。來自鬥提機14和尾氣分離器5的高溫爐渣顆粒進入氣固分離冷卻室15的立管15-9中，被來自二級氣固分離冷卻器15-10的熱空氣夾帶進入三級氣固分離冷卻器15-7中冷卻；依次經過二級氣固分離冷卻器15-10和一級氣固分離冷卻器15-11冷卻，再進入轉爐17進一步冷卻；來自轉爐17的熱空氣，依次進入一級氣固分離冷卻器15-11、二級氣固分離冷卻器15-10、提升管15-8和三級氣固分離冷卻器15-7上行，吸收爐渣顆粒的熱量升溫變成高溫空氣後，經過高溫空氣連接管7進入餘熱鍋爐8。實施例3[0041]本實施例與實施例I的不同之處在於，氣固分離冷卻室15的結構不一樣，本實施例的固分離冷卻室15由進料立管15-12、擋板15-13、折流床15-14、氣固分離冷卻器15-15、布風板15-16和落料連接管15-17構成；進料立管15-12的進口連接尾氣分離器5下部及鬥提機14頂部，折流床15-14內從上至下依次設有多層布風板15-16，進料立管15-12的出口連接位於頂部的布風板15-16，連接處設有擋板15-13，折流床15-14的上部連通氣固分離冷卻器15-15，氣固分離冷卻器15-15上部連接高溫空氣連接管7，下部連接布風板15-16，折流床15-14的下部連接轉爐17。來自鬥提機14和尾氣分離器5的高溫爐渣顆粒進入氣固分離冷卻室15的上部立管15-12中，在重力的作用下，沿著折流床15-14內設置的多層布風板15-16向折流床15-14下部下落；在下落過程中，鋼渣顆粒被從來自轉爐17的空氣冷卻，最終鋼渣在折流床15-14下部進入轉爐17 ;來自轉爐17的熱空氣，在折流床15-14內向上流動，依次經過各層布風板15-16，吸收爐渣顆粒的熱量升溫變成高溫空氣後，進入氣固分離冷卻器15-15中氣固分離；分離出的鋼渣細顆粒落回折流床15-14中，高溫空氣則經過高溫空氣連接管7進入餘熱鍋爐8。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變 換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。
權利要求1.一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，其特徵在於包括由粒化組件(I)、儲渣罐(2)、尾氣分離器(5)、餘熱鍋爐(8)、蒸汽輪機(9)、除塵器(10)、引風機(11)、煙囪(12)、鬥提機(14)、氣固分離冷卻室(15)、轉爐(17)、送風機(18);所述粒化組件(I)上設有高壓空氣或高壓水入口(A)、液態爐渣入口(B)和粒化爐渣出口，所述粒化爐渣出口與儲渣罐(2)相連，儲渣罐(2)底部設有空氣入口(C)，儲渣罐(2)下部通過高溫固渣落料管(13)與鬥提機(14)相連，儲渣罐(2 )頂部通過粒化粗尾氣連接管(3 )與尾氣分離器(5 )相連，尾氣分離器(5)下部及鬥提機(14)頂部與氣固分離冷卻室(15)相連，氣固分離冷卻室(15)下部與轉爐(17)爐渣入口相連，尾氣分離器(5)上部通過粒化尾氣連接管(6)和餘熱鍋爐(8)相連，氣固分離冷卻室(15)上部通過高溫空氣連接管(7)和餘熱鍋爐(8)相連；轉爐(17)的一端設有爐渣入口，另一端設有空氣入口(D)以及爐渣顆粒出口(E)，轉爐裝有電機(16);所述餘熱鍋爐(8)的蒸汽出口通過管道連接蒸汽輪機(9)，所述餘熱鍋爐(8)的低溫氣體出口通過管道依次連接除塵器(10 )和引風機(11)至煙囪(12 )。
2.如權利要求I所述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，其特徵在於所述粒化組件(I)由依次連接的入口腔室(1-1)、收縮段(1-2)、爐渣入口段(1-3)、放大段(1-4)和出口連接端(1-5)構成；所述高壓空氣或高壓水入口(A)設在入口腔室(1-1)。
3.如權利要求I所述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，其特徵在於所述氣固分離冷卻室(15)由提升管(15-1)、旋風分離器(15-2)、一級冷卻室(15-3)、二級冷卻室(15-4)、三級冷卻室(15-5)和立管(15-6)構成；所述立管(15_6)的進口連接尾氣分離器(5)下部及鬥提機(14)頂部，所述立管(15-6)的出口連通提升管(15-1)，所述提升管(15-1)的上部連通旋風分離器(15-2)，下部連通一級冷卻室(15-3)，所述旋風分離器(15-2)上部連接高溫空氣連接管(7)，所述一級冷卻室(15-3)、二級冷卻室(15-4)和三級冷卻室(15-5)從上至下依次連通，所述三級冷卻室(15-5)的下部連接轉爐(17)。
4.如權利要求I所述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，其特徵在於所述氣固分離冷卻室(15)由提升管(15-8)、三級氣固分離冷卻器(15-7)、二級氣固分離冷卻器(15-10)、一級氣固分離冷卻器(15-11)和立管(15-9)構成；所述立管(15_9)的進口連接尾氣分離器(5)下部及鬥提機(14)頂部，所述立管(15-6)的出口連通提升管(15-8)，所述提升管(15-8)上部連通三級氣固分離冷卻器(15-7)，下部連通二級氣固分離冷卻器(15-10)，所述三級氣固分離冷卻器(15-7)上部連接高溫空氣連接管(7)，所述三級氣固分離冷卻器(15-7)、二級氣固分離冷卻器(15-10)和一級氣固分離冷卻器(15-11)從下至下依次連通，所述一級氣固分離冷卻器(15-11)的下部連接轉爐(17)。
5.如權利要求I所述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，其特徵在於所述固分離冷卻室(15)由進料立管(15-12)、擋板(15-13)、折流床(15-14)、氣固分離冷卻器(15-15)、布風板(15-16)和落料連接管(15-17)構成；所述進料立管(15-12)的進口連接尾氣分離器(5)下部及鬥提機(14)頂部，所述折流床(15-14)內從上至下依次設有多層布風板(15-16)，所述進料立管(15-12)的出口連接位於頂部的布風板(15-16)，連接處設有擋板(15-13)，所述折流床(15-14)的上部連通所述氣固分離冷卻器(15-15)，所述氣固分離冷卻器(15-15)上部連接高溫空氣連接管(7)，下部連接布風板(15-16)，所述折流床(15-14)的下部連接轉爐(17)。
6.如權利要求1-5中任一權利要求所述的液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，其特徵在於所述轉爐(17)呈傾斜放置，轉爐爐渣入口的高度高於爐渣顆粒出口的高度。
專利摘要本實用新型公開一種液態爐渣粒化處理及餘熱利用裝置，液態爐渣在粒化組件中被通入的高壓空氣或高壓水激冷粒化，粒化顆粒進入儲渣罐中；爐渣顆粒通過鬥提機提升送入氣固分離冷卻室中；儲渣罐上端出口的粒化粗尾氣通過尾氣旋風分離器後，分離的固體顆粒送入氣固分離冷卻室，粒化尾氣送入餘熱鍋爐；氣固分離冷卻室後接轉爐，空氣從轉爐空氣進口進入，依次經過轉爐和氣固分離冷卻室，使固體爐渣顆粒進一步冷卻；吸收爐渣餘熱後的氣體從氣固分離冷卻室上端排出，進入餘熱鍋爐，最終冷卻的爐渣從轉爐顆粒出口排出；餘熱鍋爐產生的蒸汽進入汽輪機發電。
文檔編號F27D17/00GK202730144SQ20122033705
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月11日 優先權日2012年7月11日
發明者向文國, 肖軍, 顧昊 申請人:江蘇東能環保能源科技有限公司