一種高溫熔融渣回收系統的製作方法
2023-07-13 00:13:11
專利名稱：一種高溫熔融渣回收系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及高溫熔融渣回收技術領域，尤其涉及一種高溫熔融渣回收系統， 主要應用於高溫液態渣的處理，以回收其中的廢鋼鐵、顯熱和廢渣資源，尤其適用於回收如 鋼鐵行業的轉爐渣、電爐渣、高爐渣等的回收處理。
背景技術：
鋼鐵行業的高溫熔融渣的溫度一般達1600°C，渣中含有一定比例的廢鋼鐵，回收 廢鋼鐵後的廢渣還可以作為生產水泥的原料或者用於鋪路，由此可見，高溫熔融渣中蘊含 著大量的顯熱、廢鋼鐵和廢渣資源。以一臺60T轉爐年產約10萬噸鋼渣為例，其蘊含的顯熱 熱量約15000000萬KJ (千焦)，每年可生產約3. 9萬噸蒸汽；鋼渣中廢鋼鐵含量可達10 %， 如果全部回收則每年可回收廢鋼1萬噸；其廢渣每年生產約9萬噸以上，如果能提高其附加 價值，利益也十分可觀。傳統上通常採用水衝渣系統來對高溫熔融渣進行處理，即高溫熔融渣先經高壓水 水淬後進入沉渣池，之後將沉渣池中的水渣打撈出來脫水後供作為生產水泥或鋪路原料使 用，而沉渣池中的水先經過濾然後由泵加壓送入冷卻塔中冷卻，之後再用來對高溫熔融渣 進行水淬，這樣可實現水的循環使用。水量損失必須由新水補充。這種水衝渣系統存在很 多問題，其中最大一個問題是耗水太多，其次是水衝渣過程浪費了大量熱量，並且對周圍環 境也帶來汙染。鑑於傳統水衝渣工藝的種種弊端，近年來人們提出了幹法粒化及其熱能回收技 術，其基本思路是利用機械裝置的機械力將高溫熔融渣擊碎，之後再利用空氣對擊碎的 渣顆粒進行冷卻，並對被加熱了的熱空氣回收利用其熱量。例如，已授權的中國發明專利 200610054467公開了一種液態高爐渣熱量回收裝置及方法，其技術方案為熔融高爐渣先 在粒化器內進行換熱，然後再經過振動床進行熱量第二次回收，最後在流化床內進行熱量 的第三次回收，回收的熱能以熱風或發電的形式得到再利用或能量轉換。幹法粒化及其熱 能回收技術由於採用機械裝置的機械力來將高溫熔融渣擊碎，需要提供機械裝置，並且對 高溫熔融渣顯熱的回收的能量通常不能直接用於驅動該機械裝置，使得整個系統結構復 雜，能耗高，不能充分回收和利用高溫熔融渣的顯熱。此外，目前對高溫熔融渣的回收技術，通常只回收顯熱、廢鋼和廢渣中的其中一種。 回收熔融渣顯熱通常採用幹法粒化技術，回收廢鋼通常採用熱悶渣工藝，提高廢渣附加值通 常採用風碎法。熱悶渣可回收廢鋼10%，回收率90%以上，熱悶渣法生成的渣粒度小，但成分 十分穩定，也可以作為建材材料使用。風碎法廢渣產品的粒徑和物化成分可控，可作為水泥原 料使用。雖然上述各種方法單獨使用均可取得不錯的效果，但是，要將這三種方法整合到同一 個系統中，以充分回收高溫熔融渣的顯熱、廢鋼和廢渣，目前還存在技術上的困難。
發明內容本實用新型主要解決現有幹法粒化及其熱量回收技術中採用機械裝置來將高溫熔融渣打碎、不能充分回收和利用高溫熔融渣的顯熱的技術問題，提出一種將高溫熔融渣 的顯熱回收並循環使用的高溫熔融渣回收系統。為了解決其技術問題，本實用新型提供了一種高溫熔融渣回收系統，包括處理塔、 除塵裝置和汽水混合器，處理塔設有進渣口、出渣口、蒸汽入口和蒸汽出口，進渣口處設有 噴嘴，除塵裝置連接蒸汽出口和汽水混合器，汽水混合器連接噴嘴和蒸汽入口。本實用新型從噴嘴噴出的高壓蒸汽衝擊高溫的液態熔融渣，使之破碎並冷卻成較 細固體顆粒，降低了廢鋼的氧化率，為後續儘可能地回收廢鋼打下良好的基礎；從蒸汽入 口進入處理塔的蒸汽與汽碎後的渣顆粒進行熱交換，所交換的熱量又進一步利用以生產蒸 汽，蒸汽又內循環用於汽碎和熱交換，實現了高溫熔融渣顯熱的循環利用，並且採用蒸汽作 為熱交換的介質，汽水直接換熱，效率高投資省，安全可靠。進一步地，本實用新型高溫熔融渣回收系統還包括淺悶池，淺悶池對從出渣口排 出的渣顆粒進行淺悶渣處理。淺悶渣能穩定渣顆粒的成份，更宜於建材利用，並為後續回收 廢鐵進一步打好了基礎。更進一步地，本實用新型高溫熔融渣回收系統還包括磁選皮帶，通過磁選皮帶來 將淺悶渣處理後的渣顆粒中的廢鐵篩選出，本實用新型可回收渣顆粒中約10%的廢鋼，剩 餘廢渣可作為建材用途外運。這樣，本實用新型可全面徹底地回收高溫熔融渣所含有的顯 熱、廢鋼鐵和廢渣資源。
圖1為本實用新型高溫熔融渣回收系統的結構示意圖。
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。
具體實施方式
本實用新型高溫熔融渣回收系統包括處理塔4、旋風分離器9和汽水混合器12，處 理塔4設有進渣口 41、出渣口 42、蒸汽入口 43和蒸汽出口 44，進渣口 41處設有噴嘴3和流 槽2，旋風分離器9通過管道連接蒸汽出口 44和汽水混合器12，汽水混合12器連接蒸汽蓄 熱器13，蒸汽蓄熱器13通過管道連接噴嘴3和蒸汽入口 43，分別為噴嘴3和蒸汽入口 43 提供高壓蒸汽和蒸汽。處理塔4中設置篩板6，篩板6在進渣口 41和出渣口 42之間並且傾斜放置，振動 器5安裝在篩板6上。高溫熔融渣從排渣口依次經倒渣罐1和流槽2進入處理塔4中，從 噴嘴3噴出的高壓蒸汽衝擊高溫熔融渣，將高溫熔融渣流擊碎粒化成較細的渣顆粒。高壓 蒸汽優選為飽和蒸汽，壓力在0. 4Mpa-l. 2Mpa之間。當高壓蒸汽的壓力為0. 6Mpa時，汽碎 的效果比較好，所以高壓蒸汽的壓力優選為0. 6Mpa。汽碎後的渣顆粒散布落在篩板6上，在 振動器5的振動作用下渣顆粒被輸送出處理塔4。採用高壓蒸汽衝擊高溫的液態熔融渣，使 之破碎並冷卻成較細固體顆粒，降低了廢鋼的氧化率，為後續儘可能地回收廢鋼打下良好 的基礎。另一股蒸汽從蒸汽入口 43進入處理塔4，與篩板6上正在輸送出處理塔4的渣顆 粒進行熱交換，熱交換後蒸汽變成過熱蒸汽。蒸汽入口 43在篩板6的下方，使蒸汽與渣顆 粒的熱交換更充分。由於採用蒸汽作為熱交換的介質，汽水直接換熱，效率高投資省，安全可靠。為了使後續淺悶渣取得較好的處理效果，熱交換後從出渣口 42排出的渣顆粒溫度控 制在2000C _500°C之間。處理塔4的上部靠近蒸汽出口 44位置處設有擋板8，擋板8可以是一塊或一塊以 上。熱交換後的過熱蒸汽先經過擋板8初步除塵後再排出處理塔4。旋風分離器9通過管 道連接蒸汽出口 44和汽水混合器12，從蒸汽出口 44出來的過熱蒸汽再經過旋風分離器9 進一步除去粉塵後進入汽水混合器12，在汽水混合器12中進行汽水換熱生成蒸汽，汽水混 合器12可產生壓力為0. 4Mpa-l. 2Mpa的飽和蒸汽。蒸汽蓄熱器13通過管道連接汽水混 合器12、噴嘴3和蒸汽入口 43，汽水混合器12生成的蒸汽連續進入蒸汽蓄熱器13進行蓄 集。從蒸汽蓄熱器13分流出一大部分蒸汽循環至處理塔4參與下一過程的蒸汽與高溫熔 融渣的熱交換，這裡又分成兩股蒸汽一小股高壓蒸汽通往噴嘴3，用於對高溫熔融渣進行 汽碎，一大股從蒸汽入口 43進入處理塔4，用於與汽碎後的渣顆粒進行換熱，而從蒸汽蓄熱 器13出來的另一小部分成為富餘的蒸汽，可供外用。汽水混合器12的排汙經排汙閥174 與淺悶池11連接，以便回收利用其中的汙水資源(水、熱量、塵粒等)。本實用新型採用輔 助裝置為汽水混合器12提供給水，該輔助裝置包括依次連接的軟化水箱16、給水泵15和除 氧器14，除氧器14連接汽水混合器12，輔助裝置用於為汽水混合器12提供高品質的給水， 以用於蒸汽生產。本實用新型從蒸汽入口進入處理塔的蒸汽與汽碎後的渣顆粒進行熱交 換，所交換的熱量又進一步利用以生產蒸汽，蒸汽又內循環用於汽碎和熱交換，實現了高溫 熔融渣顯熱的循環利用，並且採用蒸汽作為熱交換的介質，汽水直接換熱，效率高投資省， 安全可靠。篩板6將汽碎且進行熱交換後的渣顆粒輸送出處理塔4，隨後皮帶10將渣顆粒運 輸到淺悶池11中，在淺悶池11中對渣顆粒進行淺悶渣處理。淺悶池11的結構與原理與傳 統的熱悶渣池類似，同樣包括噴水、排水、排汽、蓋頂等結構，但是池子數量與體積大小存在 差異。淺悶是指悶渣時間短，約悶渣半小時至一小時即出渣。淺悶渣處理能穩定渣顆粒的 成份，更宜於建材利用，並為後續回收廢鐵進一步打好了基礎，且單位時間內單個池的渣處 理量較大。悶渣後的廢渣由挖掘機18挖出，再經磁選皮帶19進行磁選，以回收其中的廢鋼 鐵20，剩餘的廢渣21可作建材材料外運。除了磁選皮帶，還可以採用能將廢渣中的廢鋼鐵 擇選出的其他磁選裝置。下面以-一臺60T轉爐年產約10萬噸鋼渣為例，介紹本實用新型的技術經濟性能。[0019]主要設計技術指標如下[0020](1)總渣量 100000噸/年[0021](2)熔融渣利用溫度 1500°C[0022](3)渣終溫 < 60°C[0023](4)飽和蒸汽參數過程循環用，一部分外供[0024]壓力0. 60Mpa[0025]溫度158. 83 °C[0026](5)處理塔內過熱蒸汽參數[0027]壓力0. 60Mpa[0028]溫度300. OO0C[0029](6)內循環飽和蒸汽量 50. 43噸/小時(7)汽碎用飽和蒸汽量 40m3/
(8)富餘外供飽和蒸汽(0. 6Mpa)
(9)回收廢鋼10000噸/
(10)可利用廢渣量 90000噸/
噸渣或1.81噸/小時 3. 96噸/小時
年 年
按最保守估計，其產生的經濟效益如下(1)回收廢鋼1萬噸/年*1000元/噸=1000萬元/年(2)回收蒸汽3. 96噸/小時*7000小時*0. 01萬元/噸=277萬元/年(3)廢渣利用9萬噸/年*15元/噸=135萬元/年合計回收收益1412萬元/年。上述實施例僅用於對本實用構思的理解，並非對本實用新型的限制，根據本實用 新型構思還可以有許多結構的變化。例如，可將汽水混合器直接連接噴嘴和蒸汽入口，以為 噴嘴和蒸汽入口提供高壓蒸汽和蒸汽；除了篩板，還可以採用皮帶等將汽碎後的渣顆粒輸 送出處理塔。這些結構上的簡單變化均屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述系統包括處理塔、旋風分離器和汽水混 合器，所述處理塔設有進渣口、出渣口、蒸汽入口和蒸汽出口，所述進渣口處設有噴嘴，所述 旋風分離器連接所述蒸汽出口和汽水混合器，所述汽水混合器連接所述噴嘴和蒸汽入口。
2.根據權利要求1所述的高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述系統還包括淺悶池， 所述淺悶池對從所述出渣口排出的渣顆粒進行淺悶渣處理。
3.根據權利要求2所述的高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述系統還包括磁選皮帶。
4.根據權利要求1所述的高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述處理塔在所述進渣 口和出渣口之間中設置傾斜放置的篩板，篩板上安裝振動器。
5.根據權利要求4所述的高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述蒸汽入口在所述篩 板的下方。
6.根據權利要求1所述的高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述系統還包括蒸汽蓄 熱器，所述蒸汽蓄熱器通過管道連接所述汽水混合器、噴嘴和蒸汽入口。
7.根據權利要求1所述的高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述系統還包括輔助裝 置，所述輔助裝置包括依次連接的軟化水箱、給水泵和除氧器，所述除氧器連接汽水混合器。
8.根據權利要求1所述的高溫熔融渣回收系統，其特徵在於，所述處理塔設有一塊或 一塊以上擋板。
專利摘要一種高溫熔融渣回收系統，包括處理塔、除塵裝置和汽水混合器，處理塔設有進渣口、出渣口、蒸汽入口和蒸汽出口，進渣口處設有噴嘴，除塵裝置連接蒸汽出口和汽水混合器，汽水混合器連接噴嘴和蒸汽入口。本實用新型從噴嘴噴出的高壓蒸汽衝擊高溫的液態熔融渣，使之破碎並冷卻成較細固體顆粒，降低了廢鋼的氧化率，為後續儘可能地回收廢鋼打下良好的基礎；從蒸汽入口進入處理塔的蒸汽與汽碎後的渣顆粒進行熱交換，所交換的熱量又進一步利用以生產蒸汽，蒸汽又內循環用於汽碎和熱交換，實現了高溫熔融渣顯熱的循環利用，並且採用蒸汽作為熱交換的介質，汽水直接換熱，效率高投資省，安全可靠。
文檔編號C21B3/06GK201785404SQ20102025557
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月8日 優先權日2010年7月8日
發明者談慶, 雷震東 申請人:無錫市東方環境工程設計研究所有限公司