由高爐爐渣製造爐渣砂(粒狀體)的方法和裝置的製作方法

2023-05-28 06:09:06 1

專利名稱:由高爐爐渣製造爐渣砂(粒狀體)的方法和裝置的製作方法
本發明涉及一種由高爐爐渣通過將一個噴頭裡的水噴入到液態渣流內粒化爐渣來製造爐渣砂(粒狀體)的方法，其中使形成的粒狀體-水-混合物在後面的一臺脫水設備內脫水，將粒狀體輸入到一臺分配設備內，使循環水在補償由於汽化和存留在粒狀體內殘餘水分在循環中形成的損耗以後再輸入到噴射頭內，而粒化時形成的蒸汽和氣體則被吸收在一個粒狀體-水-混合物收集器上面的一個室內，發明還涉及到一種對實施上述方法有利的裝置。
已知從鐵礦石轉化成生鐵時在高爐內除了液態生鐵外還在很大範圍內形成高爐渣。每當開爐出鐵時所形成的渣量，其重量約相當於生鐵重量的三分之一，而爐渣的體積部分則由於爐渣比重較小而大於生鐵的體積部分。
已知有各種不同的方法可用於把高爐爐渣通過粒化液態爐渣而直接在高爐內產生一種高質量粒狀體，這種粒狀體具有較高的透明部分百分含量，均勻的顆粒組成和良好的磨碎性。然後可將已製成的粒狀體貯存並運走以繼續加工成建築材料。
加工粒狀體的一個重要步驟是脫水。對此已知有各種不同的方法和裝置。(DE-PS 1583，949，DE-PS2260，924)以及現代具有鬥輪的脫水機，在這些脫水機內可使爐渣砂-水-混合物脫水到含有很少的殘留水分，而循環水則可送回繼續使用(DE-OS 2749.143，DE-OS 2807.441和DE-OS2911.903)。用這些已知方法進行爐渣粒化是使大約1500℃的液態爐渣被一個由多個單股流組成的、來自噴頭的溫度為35-40℃動力流所噴射，從而被加工成微小的粒狀體。用這種方法時形成的水蒸汽帶有大量H2S和H2O特別是在利用含硫礦石時。尤其在驟冷爐渣時形成的水蒸汽所含有的有害物質H2S和SO2，它們留在蒸汽中直到經過一個煙囪排走。
因此本發明的任務是，按開上面所述方式研製一種下述的方法分離出有害物質組分H2S和SO2或使之溶介於水中。
這個任務按照本發明通過下列措施基本上得到介塊，將高壓水流直接輸入到一個貯水器內，使此時發生的蒸汽和氣體部分地在貯水器內冷凝並用水噴灑餘汽和餘氣從而使其冷凝，然後將那時還存留的餘氣再輸回到噴頭去。
通過上述本發明的措施，將摻有水蒸汽-氣體和粒狀體的壓力驅動流直接噴射到一個大型貯水器內。此時由高壓液流引起的貯水器內的衝擊將促成劇烈混合同時改善散熱。在貯水器上面的一個冷凝器內用噴射水進行逆流冷卻並冷凝還存留下的餘汽和還末洗淨的有害物質H2S和SO2，由水吸收並結合到冷卻水裡的具有一定氧化作用的鈣化物上。噴入到冷凝器內的水與從蒸汽和氣體中所吸收的有害物質相結合通過一個泵站輸送到冷卻塔接著到噴射器。在那裡發生粒化過程期間所形成的石膏粒都積聚在形成的粒狀體上面並與粒狀體一起排出。
蒸汽冷凝後存留的餘氣由空氣以及微量的H2S和SO2組成，將其由冷凝器頂端排走，並經過回流管道再輸到噴射器內，因此最後形成一個連續的氣體循環。因為粒化噴射器並不需要新鮮空氣，所以其他不可避免產生的廢氣流就不加考慮。
發明還涉及到一種由高爐爐渣通過粒化爐渣來製造爐渣砂(粒狀體)的裝置，它具有一個使高爐爐渣輸送到一個噴射器(噴頭)去的出渣槽，用噴頭可把水噴入到液態渣流內，還具有一個後面帶脫水裝置的粒狀體收集器，以及一個配置在粒狀體收集器上方的風罩來吸收在粒化過程中形成的蒸汽和氣體。這種裝置特別適用於實施本發明的方法。
按照本發明將這樣一種裝置的煙囪做成冷凝器形式，在一個通風裝置內有一個盤形閥，為使貯水器噴灑蒸汽和氣體而裝有噴嘴並在冷凝器的頂端至噴射器中間配置一個餘氣回流管道。
特別合適的是若按發明的一個延伸即在回程管道內設置一個節流閥。
此外為了防止發生聚爆，還在回程管道內設置一個負壓閥。
按照發明的另一個有利布置是在冷凝室內設置一個(多個)集水槽。
特別合適的是將若干噴嘴上下多排地裝在冷凝器殼體內。
藉助於附圖來詳述發明方法的措施和發明裝置的特徵及優點。
圖1為一個爐渣粒化設備的流程圖。
圖2為一個粒化裝置的示意圖。
由圖1的爐渣粒化設備的流程圖可知，從高爐1來的液態爐渣通過出渣槽2輸入到具有一個噴頭3和一個噴頭5的噴射器4中。在圖1所示的實施例中設置有二個粒化裝置，裝置是按同一方式構成的並在其內按同一方式進行各種反應，所以在以後僅僅描述一個粒化裝置。
爐渣在槽2的一端經過一個孔落到噴射器4內。而從噴頭5來的高壓水流裹夾住爐渣並一起前進促使其向貯水器6方面加速流動。噴射器4的噴頭5基本上由一個噴射板組成，板上則有許多直徑較小的噴嘴。
噴頭5的高壓水流向上並由另一組噴頭3的水流所覆蓋。因此可以避免氣體或蒸汽反衝到槽2上。噴頭5的高壓水流和噴頭3的高壓水流推動爐渣和流入到噴頭內的氣體一起進到貯水器6的水中。
爐渣由於壓高壓水流的影響被粒化成很細的顆粒。在貯水器6以後所形成的粒狀體-水-混合物通過一個最好具有某個坡度的排出管道18輸入到一個脫水裝置19內。脫水裝置19可由一個或多個料倉容器組成，粒狀體就在其內沉積。然而脫水也可在(未示出的)脫水機內(例如藉助於鬥輪)進行。
貯水器6的上面配置有一個冷凝器9，其壁內配置有排成行的噴嘴10。冷凝器9裝有一個通風裝置13，其內設有一個平板式擋汽裝置12。
噴嘴排列10的下面配置有一個或多個集水槽11，由槽通過一個回水管道21使冷凝水輸入到一個(未示出)回水冷卻器內。
通過一個噴水管道20給噴嘴10提供循環水。
高壓水流輸入到噴射器4或噴頭5和噴頭3通過高壓水流輸送管道8來進行。
冷凝器9具有一個頂端15，頂端上連有一個回流管道14，該管把冷凝器9中出來的餘氣再輸入到噴射器4內。在回程管道14內配置有一個節流閥16以及一個負壓閥17。
使循環水進入循環系統，以補償揮發耗損和由於存留在粒狀體中的殘餘水分的耗損。同樣還形成了一個連續的封閉氣體循環系統。
新方法和新的粒化裝置的作用方式藉助於圖2來詳細闡述，圖2示意地表示這種粒化裝置的一個橫截面圖。
爐渣粒化是通過下列措施來進行的，使噴射器4內從出渣槽2來的約為1500℃的液態爐渣經受一個由多個單股流形成的壓力驅動流驅動而被加工成細小的粒狀體。此後這個壓力驅動流由爐渣粒狀體，水、水蒸汽和一些空氣組成。在驟冷爐渣形成的水蒸汽內均含有H2S和SO2的組分。
摻有水蒸汽、粒狀體和硫排出物的高壓液流被直接地吹入到貯水器6內。因此引起了劇烈混合併增加了散熱。還存留的餘汽和還末洗淨的H2S和SO2組分在冷凝器9內被噴嘴來的噴水逆流冷卻並冷凝。氣態硫排出物由水來吸收並且經過冷卻水排出，此時硫排出物與在其內的鈣相化合。
蒸汽冷凝後存留的餘氣由空氣以及微量H2S和SO2組成，其在冷凝器9的頂端被排走並經過回流管道14再輸入噴射器4內。
出渣槽2裝有一個護罩7。這個護罩7的下面形成一個靜的負壓。
壓力驅動流和噴頭3水射流的衝擊要選成如此大，使由回流管14出來流入到噴射器內包括爐渣在內的氣體能捲入到貯水器6的水中。冷凝器內設置有一個一直伸進到貯水器6內構成一個水封的壁，因此可以防止氣體和蒸汽逸出，並且冷凝器9內的負壓還能保持。
爐渣在貯水器b內與高壓水流混合，此時發生了一個相應的熱平衡。要是渣流很小則貯水器6的水溫保持低於沸點。要是爐渣流入多則一部分水就在貯水器內蒸發。這種蒸汽和由噴射器輸入到貯水器6中的氣體向上升起並經集水槽11進入冷凝室內。用噴嘴10使輸入的噴水霧化並與上升的氣體-蒸氣流混合。所以在此也引起了熱平衡和在氣體-蒸汽流與噴水之間的物質交換。此時蒸汽被冷凝並用向下落的噴水衝洗再通過集水槽11和回水管道21繼續輸送到回水冷卻器。可能繼續上升的剩餘氣體與一部分剩餘的蒸汽一起被收集在冷凝器頂部15內並經過回流管道14再輸到噴射器4中。
為了防止在操作故障時可能發生聚爆，在回流管道14內配置一個負壓閥17。
起動過程期間冷凝器9內的溫度和環境溫度相同。接通高壓水流和噴射水以後冷凝器9裡的空氣溫度升高到水溫。冷凝器裡的空氣此時作等壓膨脹。相應的體積經過起閥門作用的平板擋汽裝置12流到通風裝置13內，並在那裡排到大氣中。這樣逸出的空氣是沒有任何有害物質的。
通過把爐渣-壓力驅動水-混合物推到貯水器6處在其水面下的水中和在冷凝室9內用噴嘴的噴射水的冷凝，使氣態硫放出的H2S和SO2實際上完全被分離或被沉澱。存留的餘量通過封閉循環內的回流管道14再輸入到循環中，所以就沒有可能使有害物質排放到大氣中。一些位於粒化裝置之後的粒化設備的部件，諸如熱水器、冷卻塔冷水器、裝卸設備和類似部件不再詳述，因為這些均不是本發明的主題內容。
在附圖中也末示所需的泵、閥和類似部件。
但是發明並不局限於所示和所述的一些實施例或工藝步驟。發明還包括所有本領域專業人員易做的變動，深化和簡化所述措施和特徵的部分和從屬組合。
符號表1.高爐2.出渣槽3.噴頭4.噴射器5.噴頭6.收集器7.護罩(出渣槽)8.壓力水輸入管道9.冷凝器10.噴嘴11.集水槽12.平板擋汽裝置13.通風裝置14.回流管道15.冷凝器頂端16.節氣閥17.負壓閥18.排出管道19.脫水裝置20.(噴)水管
權利要求
1.由高爐爐渣通過並藉助於一個噴頭的水噴入到液態渣流內粒化爐渣來製造爐渣砂的方法，其中使形成的粒狀一水一混合物在後面的一臺脫水設備內脫水，然後將粒狀體輸入到一臺分配設備內，使循環水起補償由於汽化和存留在粒狀體內的殘餘水份，在循環中引起的損耗以後再輸入到噴射頭內，而粒化時形成的蒸汽和氣體則被吸收到一個粒狀體一水一混合物收集器上面的一個室內，本發明的特徵在於，將高壓水流直接導入到一個貯水器內，使此時產生的蒸汽和氣體部分地在貯水器內冷凝並用水噴灑餘汽和餘氣，從而使其冷凝，將那時還存留的餘氣再輸回到噴頭上。
2.按照權利要求
1的方法，其特徵在於，在噴水作用下形成的冷凝物H2S和SO2被收集在貯水器上面的一個集水裝置內並輸入到水循環中。
3.按照權利要求
1或2的方法，其特徵在於，在噴灑面下方的冷凝室內保持正壓而在噴灑面上方則保持負壓。
4.按照權利要求
1至3之一的方法，其特徵在於，將粒化過程中形成的粒狀體-水-混合物輸入到一臺(或多臺)脫水機內。
5.按照權利要求
1至3之一的方法，其特徵在於，將形成的粒狀體-水-混合物輸入到一個(或多個)料倉容器內。
6.由高爐爐渣通過粒化爐渣製造爐渣砂(粒狀體)的裝置，具有一個使高爐爐渣輸送到一個噴射器(噴頭)上的出渣槽，用噴頭可將水噴入到液態渣流內，具有一個後面帶脫水裝置的粒狀體集器以及一個配置在粒狀體收集器上方的煙囪來吸收其在粒化過程中形成的蒸汽和爐氣，特別是用於實施按照權利要求
1至5其中之一的方法的裝置，其特徵在於，將煙囪做成冷凝器，在一個通風裝置中有一個盤形閥，設置有由收集器噴灑蒸汽和爐氣用的噴嘴，還在冷凝器的頂端至噴射器配置有一個餘氣回流管道。
7.按照權利要求
6的裝置，其特徵在於，在回流管道內設置有一個節氣閥。
8.按照權利要求
6或7的裝置，其特徵在於，在回流管道內裝有一個負壓閥。
9.按照權利要求
6至8之一的裝置、其特徵在於冷凝器內有一個或多個集水槽。
10.按照權利要求
6至8之一的裝置，其特徵在於將噴嘴疊置成若干排裝在冷凝器的殼體內。
專利摘要
一種由高爐爐渣通過藉助於一種高壓水流粒化爐渣來製造爐渣砂(粒狀體)的方法，為了減小或避免氣態有害物質H
文檔編號C04B5/00GK86102603SQ86102603
公開日1987年11月4日 申請日期1986年4月21日
發明者戴特·格羅普, 卡爾·維迪默, 科恩拉迪·穆勒 申請人:Ajo鋼鐵製造有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan