爐渣粒化設備的製作方法

2023-06-25 06:40:36

爐渣粒化設備的製作方法
【專利摘要】一種爐渣粒化設備，包括中間罐（2）和粒化室（15）。該粒化室包括爐渣入口（4），並且該中間罐包括爐渣入口（8）和爐渣出口（3）。該中間罐爐渣出口聯接到室爐渣入口（4）。該設備還包括安裝在中間罐爐渣出口（3）中的流動控制設備（14、17）。
【專利說明】爐渣粒化設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種爐渣粒化設備，特別是用於帶有熱回收的乾式爐渣粒化的爐渣粒化設備。
【背景技術】
[0002]爐渣材料可以是任何類型，例如，諸如鐵之類的金屬基爐渣材料；諸如氧化鈦之類的金屬氧化物；諸如作為金屬生產過程中的副產品而產生的爐渣之類的非金屬；或以上幾者的混合物。在來源於金屬生產過程的爐渣的示例中，爐渣的粒化通過或者乾式粒化方法或者溼式粒化方法來實施。對於乾式爐渣粒化，也可以在該過程期間回收熱量。理想的是，能夠控制兩種類型的粒化中爐渣的流量，但也在爐渣流量能夠在帶有熱回收的乾式爐渣粒化期間被控制的情況下獲得特別的好處，因為這使能夠改善熱回收的效率。
[0003]在常規的乾式爐渣粒化中，爐渣通過連接到渣溝的管道從高爐輸送到粒化室。該管道被設計成大型的以處理爐渣的高峰流量，因此爐渣流通常不會填滿管道，從而允許空氣沿兩個方向中的任一方向穿過。這會對熱回收過程的效率產生負面影響。
實用新型內容
[0004]根據本實用新型，爐渣粒化設備包括中間罐和粒化室，該粒化室包括爐渣入口，並且該中間罐包括爐渣入口和爐渣出口，該中間罐爐渣出口聯接到該室爐渣入口 ；該設備還包括安裝在中間罐爐渣出口中的流動控制設備。
[0005]該流動控制設備在流動控制設備與中間罐爐渣出口之間通過一層爐渣形成密封，以防止氣流穿過該室爐渣入口，或控制穿過該中間罐爐渣出口的爐渣的流量。
[0006]優選地，該設備還包括工藝空氣供給入口和工藝空氣抽取出口。
[0007]優選地，該設備還包括連接到工藝空氣出口的熱回收機構。
[0008]儘管該設備對控制溼式爐渣粒化和乾式爐渣粒化兩者中的流動均有用，但其主要優勢在於與工藝空氣熱回收機構結合時的乾式爐渣粒化，因此，優選地，在粒化室中安裝旋轉霧化制粒機，以接納來自該室爐渣入口的爐渣。
[0009]優選地，該室爐渣入口包括具有對預定的最大流量而言足夠的直徑的管道。
[0010]優選地，該中間罐還包括爐渣物位傳感器、中間罐重量傳感器以及流動控制設備位置傳感器中的至少一者。
[0011]優選地，該流動控制設備包括止動器和致動器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]現在將參照附圖描述根據本實用新型的爐渣粒化設備及方法的示例，在附圖中:
[0013]圖1示出了應用於帶有熱回收的乾式爐渣粒化設備的本實用新型的示例；
[0014]圖2a和圖2b示出了應用於溼式爐渣粒化設備的本實用新型的示例；
[0015]圖3示出了在圖1和圖2的設備中的粒化期間控制爐渣的方法。【具體實施方式】
[0016]在用於粒化熔渣的常規幹法中，爐渣從渣溝排出到旋轉霧化設備，該旋轉霧化設備可以是平圓盤或淺杯或淺碟的形式。爐渣在盤的邊緣處被霧化並且產生的爐渣滴被部分地冷卻到其具有足夠堅硬的殼而使其不附著在周圍傾斜的水冷壁上並與水冷壁碰撞的點。在碰撞後，爐渣在排出前落入進行進一步冷卻的空冷床中。該設計使得離開粒化圍繞物的空氣溫度足夠高以允許熱工藝空氣的形式的有用的熱回收用於乾燥等或用於蒸汽形成。反過來，蒸汽可以用於發電。在高爐爐渣的情況下，粒化具有非常高比例的玻璃狀熔渣，從而使其適合於水泥生產。
[0017]為了允許爐渣流量的變化，特別是制粒機直接連接到高爐渣溝的一端時爐渣流量的變化，將爐渣引到旋轉盤上的以耐火材料襯裡的爐渣輸送管通常為大型的。因此，輸送管沒有滿載運行。制粒機室通常在正壓力下運行，從而導致熱空氣損失以及熱回收減少。類似地，如果制粒機室在吸力下運行，則冷空氣會被吸入，從而導致類似的回收熱的損失。不論發生何種情況，熱損失的大小都取決於操作室壓力以及爐渣輸送管中的自由空間。
[0018]在圖1的示例中，包括通常為盤狀或碟狀的旋轉元件5的旋轉霧化制粒機安裝在粒化室13中，該旋轉元件5在驅動軸6上沿箭頭7的方向旋轉。在同樣允許熱回收的該示例中，進氣口 10和出氣口 11提供了氣流穿過粒化室13到達熱交換器12的路徑。可以沿著粒化室的基部設置多個進氣口。該室也可以設置有水冷壁15和冷卻床16。在優選實施方式中，豎直的、以耐火材料襯裡的爐渣輸送管4通過中間罐2的出口 3而被聯接，該中間罐2接納來自渣溝8的爐渣9。該爐渣輸送管協助將熔渣引到粒化室中所需的位置。流動控制設備I—在該示例中為錐形塞的形式的止動杆一可移動地安裝在中間罐出口中。
[0019]該可移動的錐形塞調節流量，使得當爐渣開始在管道中凝固時，允許更多的流動以防止凝固的爐渣阻塞管道。高流量通常在2噸每分鐘至6噸每分鐘的範圍內。
[0020]該流量控制還通過在爐渣的乾式粒化期間施加爐渣流動控制而提高了熱回收過程的效率。通過利用流動控制設備控制爐渣流動，在流動控制設備I與中間罐出口 3之間形成了爐渣密封，從而防止空氣穿過爐渣輸送管4，因此避免了粒化室中熱空氣的損失，或避免冷空氣進入到該室中。該流動控制設備定位在通常為以耐火材料襯裡的內含熔渣3的中間罐2的出口 3上方。儘管可以使用其他形狀的流動控制設備來減小爐渣的橫截面以形成爐渣密封，但圖1中所示的流動控制設備I採用連接到止動器17的致動棒14的形式，在該示例中，該止動器14是圓錐臺。中間罐2的出口 3和管4同樣通常為耐火材料襯裡的。熔渣9從管4輸送到旋轉元件5上。在旋轉元件5的邊緣處，該爐渣被霧化。以耐火材料襯裡的管4被設計成將最大設計爐渣流量輸送到旋轉元件5上。例如頭計算、爐渣到開口尺寸的深度以及橫截面之類的爐渣性能可以被用來確定管4的設計，但是，由於爐渣在管內凝固，橫截面發生變化，因此需要大型的管。通過提升棒14將止動器17移動遠離中間罐出口 3使得增加的爐渣流能夠穿過管4。流動控制設備I被限制以在控制系統18的影響下移動，以保持中間罐2中的渣位高，因此提供了防止空氣穿過管4的密封。
[0021]當爐渣的表面被利用例如罩燃燒器(未示出)和高爐煤氣加熱時，爐渣的表面的溫度被保持以防止凝固爐渣的外殼的形成，但是允許在止動器與中間罐中的熔渣之間形成爐渣密封。隨後，可以使用中間罐中的物位傳感器(未示出)來向控制器提供數據。當物位降至其能夠允許的最低物位時，止動器移動得更靠近出口 3以防止空氣穿過止動器。當物位升高時，止動器17能夠在不損害爐渣密封的情況下進一步移動遠離出口，並且隨後能夠被用來控制爐渣流量。在沒有加熱中間罐中的爐渣的表面的情況下，爐渣外殼的形成使物位傳感器無效。在這種情況下，中間罐的重量可以被用來提供控制數據。這與止動器本身的位置結合而使控制器能夠根據需要來移動止動器。
[0022]本實用新型具有許多優勢。其使爐渣流更能夠被控制並且防止空氣或者從外部或者從爐渣室進入到爐渣輸送管中，從而導致冷卻空氣進入的減少或熱空氣損失的減少，並且因此，熱回收效率提高。
[0023]圖2a示出了本實用新型的流動控制設備在溼式爐渣粒化系統中的使用。儘管該流動控制設備由於其在溼式爐渣粒化的情況下不可用而無助於熱回收，但其確實通過使流量的峰值變得均衡而使粒化過程更有效以及阻止凝固的爐渣阻塞輸送管4。在溼式粒化系統的一個示例中，爐渣由渣溝8供給到中間罐2——該中間罐2會被如上所述加熱以防止爐渣的固態層的形成——使得形成在熔渣31與流動控制設備之間的爐渣密封30在止動器17朝向或遠離入口 3移動到爐渣輸送管4時被保持。當爐渣9從爐渣輸送管流出而進到第一粒化槽32中時，由水源34提供的高壓噴水33快速地冷卻爐渣以使發生粒化。水和粒化爐渣流35越過唇緣36流出第一粒化槽而進入另一槽37，並且隨後螺旋輸送機(未示出)從水中獲取粒化爐渣。噴水可以由圍繞爐渣9的流動成角度設置的板38供應，其中，該爐渣9如圖2b中從上面所示自爐渣輸送管露出。所提供的冷卻水和粒化之後的冷卻水的溫度可以由溫度傳感器(未示出)測得並且通過控制器進行比較。如果溫差增大，則爐渣流被假定增大。如果這種增大降到預定範圍外，則止動器可以被移動以改變爐渣流量。
[0024]圖3為示出了本實用新型的方法的流程圖。熔渣被供給20到中間罐。熔渣的物位、或中間罐的重量以及流體控制止動器的位置由中間罐中的傳感器或中間罐重量系統監測21，並且該高度、或重量和位置被反饋回控制器18。與給出的止動器位置所需的最低物位進行比較22，並且如果該物位處於或低於該止動器位置所需的最低值，則該止動器移動得更靠近出口 3。如果該止動器不處於或不低於該最小值，則該止動器會遠離出口移動以增加到制粒機的流量並控制到制粒機的爐渣流。流入制粒機的爐渣被粒化24並且被冷卻25。對於乾式爐渣粒化來說，隨後執行使工藝空氣在爐渣被冷卻時流過26爐渣並使被加熱的空氣傳到27熱回收設備的額外步驟。對於乾式爐渣粒化來說，在我們共同待審的專利GB1221126.4中描述的測量旋轉霧化制粒機驅動馬達的功率或電流的機構可以被用來向用於流體控制的控制器提供反饋。
[0025]本實用新型的包括中間罐和粒化室的爐渣粒化設備可以用來在粒化室中執行旋轉霧化乾式爐渣粒化過程，該過程包括向粒化室提供熔渣，粒化熔渣，將中間罐中的流動控制設備移動穿過一位置範圍以控制穿過中間罐的爐渣輸送出口到達粒化室的爐渣流量，以及在流動控制設備與爐渣輸送出口之間形成爐渣密封以防止空氣穿過爐渣輸送出口。此夕卜，工藝空氣可以穿過粒化室以冷卻粒化的熔渣，從而加熱工藝空氣。熱量可以利用熱回收機構從工藝空氣回收。中間罐中爐渣的物位可以用流動控制設備測量並且與所需的最小值對比，其中，如果測得的物位降至低於所需的最小值，則會使該流動控制設備朝向中間罐爐渣輸送出口移動。
【權利要求】
1.一種爐渣粒化設備，所述設備包括中間罐和粒化室，所述粒化室包括爐渣入口，並且所述中間罐包括爐渣入口和爐渣出口，所述中間罐爐渣出口聯接到所述室爐渣入口 ；所述設備還包括安裝在所述中間罐爐渣出口中的流動控制設備。
2.根據權利要求1所述的設備，還包括工藝空氣供給入口和工藝空氣抽取出口。
3.根據權利要求2所述的設備，還包括連接到所述工藝空氣出口的熱回收機構。
4.根據權利要求1至3中的任一項所述的設備，其中，在所述粒化室中安裝有旋轉霧化制粒機，以接納來自所述室爐渣入口的爐渣。
5.根據權利要求1至3中的任一項所述的設備，其中，所述室爐渣入口包括管道，所述管道具有對預定的最大流量而言足夠的直徑。
6.根據權利要求1至3中的任一項所述的設備，其中，所述中間罐還包括爐渣物位傳感器、中間罐重量傳感器以及流動控制設備位置傳感器中的至少一者。
7.根據權利要求1至3中的任一項所述的設備，其中，所述流動控制設備包括止動器和致動器。
【文檔編號】C04B5/02GK203741354SQ201320752142
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2012年11月23日
【發明者】威廉·巴裡·費瑟斯通 申請人:西門子Vai金屬科技有限責任公司