液態渣顯熱短距離回收方法及設備的製作方法
2023-08-03 06:03:31 2
專利名稱：液態渣顯熱短距離回收方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金、火電、化工等行業中的液態渣顯熱的回收方法，特別是液態渣顯熱短距離回收方法及設備，屬餘熱回收方法和設備。
背景技術：
在冶金、火電、化工等行業中均產生大量的廢棄物——呈高溫、液態狀態的廢渣，本發明統稱「液態渣」。
例如在冶金行業中這種液態渣只有一部分採用風淬、水淬或自然冷卻等方法運往渣場回收其粒化渣作建築材料，大部分長期堆放沉化，佔用大量土地，液態渣的顯熱則白白全部損失浪費掉。據有關資料介紹，每年我國冶金行業高爐液態渣總量近億噸，液態渣的出爐溫度在1400℃以上，由液態渣帶走的熱損失總量相當500萬噸左右標準煤，其顯熱損失是相當巨大的。因此，對冶金液態渣顯熱的回收利用是長期以來尋求攻克的技術難題。
目前有採用風淬法，將裝有液態渣的渣罐運到集中風淬裝置處傾翻渣罐，液態渣經中間罐流出後，噴出高速空氣將液態渣吹散、破碎成微粒作建築材料，並回收高溫空氣。這種方法存在著佔地面積大、嚴重汙染環境、作業時間長等不足。此外，尚未發現更成熟、能構成獨立設備、便於推廣應用的液態渣顯熱回收技術。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種佔地面積小、環境汙染少、作業時間短、顯熱回收率高的液態渣顯熱短距離回收方法及設備。
實現本發明目的的液態渣顯熱短距離回收方法的技術方案是將液態渣沿溜渣道送入封閉的粒化室內，在液態渣散開下落過程中與下落方向反向吹入粒化風，迫使液態渣破碎成粒化渣飛向粒化室內表面反射回落，降落在粒化室底部可使粒化渣移動的篦式輸渣機構上；在粒化室底部的篦式輸渣機構下設置垂直向上的高溫冷卻風，使落在篦式輸渣機構上的粒化渣冷卻，並將其中的熱量吹向粒化室，在粒化風和高溫冷卻風的共同作用下使粒化渣中的熱量從粒化室頂部的高溫引風口排出收集；冷卻後的粒化渣經下料鬥送出收集。
所述的粒化風是將環境溫度的空氣和水經壓縮後，噴射出的可調節噴射方向的高壓高速風，粒化風的噴射方向與水平面的夾角在10-60度之間可調。
所述的粒化風中的水應使粒化風在粒化室中不產生蒸汽。
所述的粒化室的頂殼是由至少一片頂殼組合構成的拱形頂殼，使粒化渣按規定的方向反射回落到篦式輸渣機構上。
所述的粒化室的內表面是由至少一片弧面或平面組合構成的至少一面反射面，使粒化渣按規定的方向反射回落到篦式輸渣機構上。
為了提高顯熱回收率，還可在粒化室的另一側吹入與粒化渣回落方向反向的反吹風，在互為反向的粒化風、反吹風的協同作用下，進一步縮短回收距離並使回落的粒化渣散落均勻。
所述的反吹風是將環境溫度的空氣經壓縮後，噴射出的可調節噴射方向的高壓高速風，反吹風的噴射方向與水平面的夾角在0-60度之間可調。
所述的反吹風中也可加入使反吹風在粒化室中不產生蒸汽的環境溫度的水。
為了進一步提高顯熱回收率，提供不同品質的熱風，還可在粒化室的反吹風一側增設低溫回收室，並將粒化室底部的篦式輸渣機構延長到低溫回收室的底部，在低溫回收室底部的篦式輸渣機構下設置垂直向上的低溫冷卻風，當篦式輸渣機構上的粒化渣移動至低溫回收室下部時，低溫冷卻風使粒化渣進一步冷卻並將其中的剩餘熱量吹向低溫回收室頂部的低溫引風口排出收集，以更充分的回收顯熱。
本發明的另一個目的是提供液態渣顯熱短距離回收設備。
這種液態渣顯熱短距離回收設備，由封閉的粒化室構成，在粒化室的一端設有溜渣道，溜渣道的下方設有扇形的布渣盤，布渣盤的下方設有粒化風噴嘴，粒化室的頂部設有高溫引風口；在粒化室的下方設有可使粒化渣移動的篦式輸渣機，篦式輸渣機下設有形成垂直向上的高溫冷卻風的進風口，篦式輸渣機的末端設有下料鬥，下料鬥下方設有粒化渣輸送機。
所述的粒化室的頂殼是由至少一片頂殼組合構成的拱形頂殼。
所述的粒化室的內表面是由至少一片弧面或平面組合後構成的至少一面反射面。
所述的粒化室的頂殼和立壁中均設有水冷卻裝置。
所述的篦式輸渣機可以是篦床、鏈條機或鏈板機等。
在所述的粒化風噴嘴的對面，粒化室的另一端還可設有反吹風噴嘴。
在粒化室的反吹風一側還可增設低溫回收室，低溫回收室的頂部設有低溫引風口，在粒化室和低溫回收室之間設有隔離擋牆，並將粒化室底部的篦式輸渣機延長到低溫回收室的底部，低溫回收室下方的篦式輸渣機下設有形成垂直向上的低溫冷卻風的進風口，篦式輸渣機的末端設有下料鬥，下料鬥下方設有粒化渣輸送機。
本發明的回收方法和設備是將700-1600℃左右高溫的冶金、火電、化工等液態渣，在下落過程中被高壓高速的粒化風瞬間急速冷卻並擊碎、擊散形成表面固化的粒化渣，粒化渣高速飛向粒化室內表面後反射回落，回落的粒化渣在反吹風作用下均勻降落在篦式輸渣機構上，並將液態渣中的大量熱量從高溫引風口排出收集；落在粒化室下篦式輸渣機構上的粒化渣的餘熱被高溫冷卻風穿過粒化渣料層吹向高溫引風口進一步收集；輸送到低溫回收室下篦式輸渣機構上的粒化渣中的餘熱被低溫冷卻風穿過粒化渣料層吹向低溫引風口再次收集；經粒化室內表面反射，並且在互為反向的粒化風、反吹風以及高溫冷卻風的協同作用下使回收的距離大為縮短，同時達到全面回收液態渣高溫顯熱的目的。
與現有技術相比本發明方法及設備，工藝簡單、投資少、佔地面積小、容易實施、運行費用低、處理能力高、易於操作管理和實現自動化、作業時間短；經多級逐步回收，顯熱回收率可高達80％以上；液態渣的處理及顯熱回收在封閉的設備中完成，不產生有害氣體和物質，無環境汙染；回收的粒化渣質量高有良好的使用性能，便於綜合利用。本發明的設備可作為獨立的通用設備廣泛應用於多種冶金、火電、化工等液態渣的顯熱回收，並可根據不同用戶的需要為冶煉原料加熱預處理、發電、城市供暖以及製冷工藝等提供熱源，具有極大的推廣價值，實施後必將產生顯著的社會效益和經濟效益。
圖1是本發明方法一種實施例的工藝流程示意圖。
圖2是本發明設備一種實施例的結構示意圖。
圖3是本發明設備另一種實施例的結構示意圖。
圖4是本發明設備又一種實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和給出的實施例對本發明方法和設備作進一步描述。
實施例1參照圖2，本實施例給出的是具有粒化室、粒化風、反吹風以及篦床的液態渣顯熱短距離回收設備，由封閉的粒化室1構成，在粒化室的一端設有溜渣道103，溜渣道的下方設有下傾的扇形布渣盤104，布渣盤的下方設有粒化風噴嘴105，粒化室的頂部設有高溫引風口106；在粒化風噴嘴的對面，粒化室的另一端設有反吹風噴嘴107；在粒化室的下方設有可使粒化渣移動的篦床4，篦床下的風室7上設有高溫冷卻風進風口5。在篦床的首端設有斜坡401，末端設有下料鬥8，下料鬥下方設有粒化渣輸送機9。粒化室的頂殼和立壁102中均設有水冷卻裝置(為圖面簡潔圖中未繪出)。
在本實施例中粒化室的頂殼為拱形頂殼101，使粒化渣反射回落到篦床上，並且在互為反向的粒化風、反吹風以及高溫冷卻風的協同作用下使回收的距離大為縮短，達到全面回收液態渣高溫顯熱的目的。
實施例2參照圖3，本實施例給出的液態渣顯熱短距離回收設備的結構與實施例1基本相同，只是為了使粒化渣更準確、更均勻地反射回落到篦床上，粒化室頂殼的內表面是由一片弧面108和兩片平面109組合而構成的3面反射面，進一步縮短了回收的距離。
實施例3
參照圖4，本實施例給出的是具有粒化室、粒化風、反吹風、篦床以及低溫回收室的液態渣顯熱短距離回收設備，該設備以篦床4為界，分上下兩部分。
上部分由粒化室1、低溫回收室2兩部分連續布置構成，粒化室由拱形水冷頂殼101及水冷立壁102組成，在粒化室的首端(圖中左端)上部設有溜渣道103，溜渣道的下方設有下傾的扇形布渣盤104，在布渣盤的下方設有粒化風噴嘴105，在拱形水冷頂殼的頂部設有高溫引風口106，在粒化室的末端(圖中右端)設有反吹風噴嘴107。粒化風噴嘴的噴射方向與水平面的夾角在40-50度之間可調，反吹風噴嘴的噴射方向與水平面的夾角在30-50度之間可調。低溫回收室的頂部設有低溫引風口201，在粒化室與低溫回收室之間設有隔離擋牆3。
下部分是在粒化室和低溫回收室的下方設有連續的冷卻篦床4，在粒化室下方的篦床下的風室7上設有高溫冷卻風進風口5，在低溫回收室下方的篦床下的風室7上設有低溫冷卻風進風口6，高溫冷卻風進風口、低溫冷卻風進風口分別接高溫冷卻風風機、低溫冷卻風風機。在篦床的首端設有斜坡401，末端設有下料鬥8，下料鬥的下方設有皮帶輸送機9。
下面結合本實施例3設備並參照圖1對本發明方法進一步描述。
本發明方法是將冶金液態渣111沿溜渣道送入具有拱形水冷頂殼的粒化室內，經扇形布渣盤液態渣呈瀑布狀散開下落，在下落過程中與下落方向反向吹入的粒化風211迫使液態渣破碎成粒化渣112並飛向拱形水冷頂殼，粒化渣經拱形水冷頂殼反射回落；在粒化渣回落過程中與回落方向反向吹入的反吹風311使粒化渣凝固並降落在粒化室底部的可使粒化渣移動的冷卻篦床上；在粒化室底部的篦床下設置垂直向上的高溫冷卻風411使落在篦床上的粒化渣冷卻，並將其中的熱量512吹向粒化室，經粒化室拱形頂殼反射，並在互為反向的粒化風、反吹風以及高溫冷卻風的協同作用下，縮短回收距離並使粒化渣均勻散落在冷卻篦床上，同時驅使粒化渣中的熱量511、512從粒化室頂部的高溫引風口排出收集；當篦床上的粒化渣移動至低溫回收室下部時，在篦床下設置垂直向上的低溫冷卻風412的作用下，使粒化渣進一步冷卻並將其中的熱量513吹向低溫回收室頂部的低溫引風口排出收集；冷卻後的粒化渣經下料鬥送出收集。
高溫引風口和低溫引風口分別接引風機將回收的熱量集中後為餘熱利用系統等提供熱能；輸送機輸出的粒化渣可作建築材料等綜合利用。
根據本發明方法的要求，本專業技術人員採用現有技術、材料和設備，經設計、調整均能實施該回收方法和設備。
本發明的發明人按實施例3實施一套冶金行業的日產400噸粒化渣的液態渣顯熱短距離回收設備並用於液態渣顯熱短距離回收。粒化室長7米、寬1.5米、高3.5米，其中水冷拱形頂殼部分長3米、寬1.5米、高1.5米。粒化室水冷拱形頂殼和水冷立壁採用20號鍋爐鋼板焊接製成，內通冷卻水，並對迎渣面進行耐熱、耐磨、耐腐蝕處理。布渣盤的結構為耐熱鋼基座，其面層鑲砌高溫耐磨耐火材料，並配有角度調整機構。粒化風是環境溫度的空氣和水經空壓機、空氣射流發生器、高壓霧化射流噴嘴、噴嘴方向調整機構、自動控制系統等設備產生的高壓、高速的穩定氣流。粒化風噴嘴位於粒化室首端的底部距篦床2米處，其噴射方向與水平面的夾角為20-60度，壓縮空氣的壓力為50kg/cm3，每個噴嘴直徑1.5mm，流速為400m/s。反吹風噴嘴位於粒化室末端的底部距篦床1.5米處，與粒化風設置基本相同，其噴射方向與粒化風反向平行，壓縮空氣的壓力為30kg/cm3，每個噴嘴直徑1.5mm，流速為200m/s。低溫回收室長5米，寬1.5米、高2米，用耐火磚砌築。篦床及配套的高溫冷卻風風機和低溫冷卻風風機等均採用現有設備。1450℃高溫的液態渣以20噸/小時的流速被送入溜渣道，經粒化風、反吹風以及高溫冷卻風的協同作用後，粒化渣落在冷卻篦床上，再經30分鐘移動至低溫回收室下冷卻後，由進料時的1450℃降到出料時的85℃，整套設備能滿足連續回收顯熱和生產粒化渣的要求。餘熱回收率可達82％，餘熱回收高溫溫度穩定在900度左右。回收的粒化渣粒徑2-6mm之間的佔95％，大部分粒化渣粒徑2mm左右。粒化渣的游離CaO符合國家《用於水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉GBT18046-2000》和《砌築水泥GBT3183-2003》標準。
權利要求
1.一種液態渣顯熱短距離回收方法，其特徵在於將液態渣沿溜渣道送入封閉的粒化室內，在液態渣散開下落過程中與下落方向反向吹入粒化風，迫使液態渣破碎成粒化渣飛向粒化室內表面反射回落，降落在粒化室底部可使粒化渣移動的篦式輸渣機構上；在粒化室底部的篦式輸渣機構下設置垂直向上的高溫冷卻風，使落在篦式輸渣機構上的粒化渣冷卻，並將其中的熱量吹向粒化室，在粒化風和高溫冷卻風的共同作用下使粒化渣中的熱量從粒化室頂部的高溫引風口排出收集；冷卻後的粒化渣經下料鬥送出收集。
2.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於粒化風是將環境溫度的空氣和水經壓縮後，噴射出的可調節噴射方向的高壓高速風，粒化風的噴射方向與水平面的夾角在10-60度之間可調，粒化風中的水應使粒化風在粒化室中不產生蒸汽。
3.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於粒化室的頂殼是由至少一片頂殼組合構成的拱形頂殼；粒化室的內表面是由至少一片弧面或平面組合構成的至少一面反射面，使粒化渣按規定的方向反射回落到篦式輸渣機構上。
4.根據權利要求1所述的回收方法，其特徵在於將液態渣沿溜渣道送入封閉的粒化室內，在液態渣散開下落過程中與下落方向反向吹入粒化風，迫使液態渣破碎成粒化渣飛向粒化室內表面反射回落；在粒化室的另一側吹入與粒化渣回落方向反向的反吹風，在互為反向的粒化風、反吹風的協同作用下，縮短回收距離並使回落的粒化渣均勻散落在粒化室底部可使粒化渣移動的篦式輸渣機構上；在粒化室底部的篦式輸渣機構下設置垂直向上的高溫冷卻風，使落在篦式輸渣機構上的粒化渣冷卻，並將其中的熱量吹向粒化室，在粒化風和高溫冷卻風的共同作用下使粒化渣中的熱量從粒化室頂部的高溫引風口排出收集；冷卻後的粒化渣經下料鬥送出收集。
5.根據權利要求4所述的回收方法，其特徵在於反吹風是將環境溫度的空氣經壓縮後，噴射出的可調節噴射方向的高壓高速風，反吹風的噴射方向與水平面的夾角在0-60度之間可調；反吹風中也可加入使反吹風在粒化室中不產生蒸汽的環境溫度的水。
6.根據權利要求1或4所述的回收方法，其特徵在於在粒化室的反吹風一側增設低溫回收室，並將粒化室底部的篦式輸渣機構延長到低溫回收室的底部，在低溫回收室底部的篦式輸渣機構下設置垂直向上的低溫冷卻風，當篦式輸渣機構上的粒化渣移動至低溫回收室下部時，低溫冷卻風使粒化渣進一步冷卻並將其中的剩餘熱量吹向低溫回收室頂部的低溫引風口排出收集。
7.一種液態渣顯熱短距離回收設備，其特徵在於由封閉的粒化室構成，在粒化室的一端設有溜渣道，溜渣道的下方設有扇形的布渣盤，布渣盤的下方設有粒化風噴嘴，粒化室的頂部設有高溫引風口；在粒化室的下方設有可使粒化渣移動的篦式輸渣機，篦式輸渣機下設有形成垂直向上的高溫冷卻風的進風口，篦式輸渣機的末端設有下料鬥，下料鬥下方設有粒化渣輸送機。
8.根據權利要求7所述的回收設備，其特徵在於粒化室的頂殼是由至少一片頂殼組合構成的拱形頂殼；粒化室的內表面是由至少一片弧面或平面組合後構成的至少一面反射面；粒化室的頂殼和立壁中均設有水冷卻裝置；篦式輸渣機可以是篦床、鏈條機或鏈板機。
9.根據權利要求7或8所述的回收設備，其特徵在於在粒化風噴嘴的對面，粒化室的另一端設有反吹風噴嘴。
10.根據權利要求7或9所述的回收設備，其特徵在於在粒化室的反吹風一側還可增設低溫回收室，低溫回收室的頂部設有低溫引風口，在粒化室和低溫回收室之間設有隔離擋牆，並將粒化室底部的篦式輸渣機延長到低溫回收室的底部，低溫回收室下方的篦式輸渣機下設有形成垂直向上的低溫冷卻風的進風口，篦式輸渣機的末端設有下料鬥，下料鬥下方設有粒化渣輸送機。
全文摘要
本發明是將高溫液態渣，在下落過程中用反向的高壓高速粒化風瞬間急速冷卻並擊碎、擊散形成粒化渣，高速飛向粒化室的內表面反射回落在箅式輸渣機構上，在粒化風、反吹風等的作用下將液態渣中的熱量排出收集，使回收距離大為縮短。具有工藝簡單、投資少、佔地面積小、容易實施、運行費用低、處理能力高、易於操作管理、作業時間短；經多級逐步回收，顯熱回收率高；液態渣的處理及顯熱回收在封閉的設備中完成，不產生有害氣體和物質，無環境汙染；回收的粒化渣質量高有良好的使用性能，便於綜合利用等優點。可廣泛應用於冶金、火電、化工等液態渣的顯熱回收，為不同用戶提供熱源，具有極大的推廣價值，實施後必將產生顯著的社會效益和經濟效益。
文檔編號F27D17/00GK1773204SQ20051001720
公開日2006年5月17日 申請日期2005年10月17日 優先權日2005年10月17日
發明者鄒漢偉 申請人:鄒漢偉