專利名稱：熔融高爐渣顯熱回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源回收利用領(lǐng)域，尤其涉及鋼鐵、有色冶金行業(yè)中的熔融高爐渣顯熱回 收方法及裝置。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供重要的基礎(chǔ)原材料，屬于能源、資源消耗大的資源密 集型產(chǎn)業(yè)。在生產(chǎn)鋼鐵制品的同時(shí)也排放大量的廢棄物，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。雖然鋼 鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)的耗能和排污大戶，但同時(shí)也是極具節(jié)能減排潛力的產(chǎn)業(yè)之一。 其中，回收利用各種余熱是鋼鐵工業(yè)進(jìn)一步節(jié)能的重要突破口。高爐渣是在高爐冶煉過程 中，由礦石中的脈石、燃料中的灰分和熔劑中非揮發(fā)組分形成的副產(chǎn)物。目前我國(guó)冶煉一 噸生鐵約產(chǎn)生0. 3 0. 6噸高爐渣。2008年我國(guó)產(chǎn)鐵4. 71億噸，即使按0. 3t渣/t鐵計(jì)算， 高爐渣的生成量也在1.4億噸，同時(shí)熔態(tài)高爐渣的溫度大于150(TC，由此可見高爐渣具 有取材易，顯熱高等特點(diǎn)，是余熱回收前景最廣的材料之一。但是目前其處理大多采用水 淬法，將熔融的高爐渣倒入水中，水遇高溫發(fā)生爆炸，將高爐渣破碎成微粒，并產(chǎn)生大量 蒸汽，此法的缺點(diǎn)是不僅高爐渣的顯熱無(wú)法利用，而且造成水資源的大量浪費(fèi)，對(duì)大氣、 水和土壤也造成了嚴(yán)重的污染，惡化了工作環(huán)境，因此，如何高效地回收高爐渣的高溫顯 熱，減少其處理過程中對(duì)環(huán)境造成的污染，就成為一個(gè)急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熔融高爐渣顯熱回收方法及裝置，高效地回收高爐渣的高溫 顯熱，減少其處理過程中對(duì)環(huán)境造成的污染，而且處理后的高爐渣可滿足制造水泥的要求。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
熔融高爐渣顯熱回收方法，其特征在于，熔融高爐渣先在粒化器內(nèi)進(jìn)行熱量第一次回 收，再經(jīng)過振動(dòng)床進(jìn)行熱量第二次回收，最后在流化床內(nèi)進(jìn)行熱量的第三次回收，回收的 熱能以熱風(fēng)或發(fā)電的形式得到再利用或能量轉(zhuǎn)換，其實(shí)現(xiàn)的步驟如下
1)溫度達(dá)1400 1500。C的熔融高爐渣經(jīng)渣罐流入粒化器，在轉(zhuǎn)速為1800 2000轉(zhuǎn)/ 分鐘的離心作用下破碎成直徑為1 5mm的顆粒打在?；鞯乃浔谏侠鋮s凝固，完成第一次熱量交換；
2) 上述高溫高爐渣顆粒在傾角為10 30° ，振幅為10 25mrn的振動(dòng)床上移動(dòng)，換 熱空氣一由振動(dòng)床下部向上穿越高爐渣顆粒層帶走熱量，將高爐渣顆粒溫度降至700 900 °C，完成第二次熱量交換；
3) 上述高爐渣顆粒進(jìn)入流化床，換熱空氣二在流化床內(nèi)部高爐渣顆粒層間攪動(dòng)帶走 熱量，將高爐渣顆粒溫度降至15(TC，完成第三次熱量交換；
4) 升溫后的換熱空氣一和換熱空氣二分別經(jīng)除塵裝置進(jìn)入發(fā)電機(jī)一和發(fā)電機(jī)二，將 熱能轉(zhuǎn)化為電能加以儲(chǔ)存和利用，溫度較高的換熱空氣一也可以直接以熱風(fēng)的形式供高爐 使用。
所述熔融高爐渣顯熱回收方法采用的裝置，其特征在于，包括渣罐、?；?、振動(dòng)床、 流化床、除塵裝置、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)，?；魃喜吭O(shè)置有渣罐，?；饕来闻c振動(dòng)床、流 化床相連接，鼓風(fēng)機(jī)分別與振動(dòng)床、流化床底部相連接，換熱空氣經(jīng)除塵裝置與發(fā)電機(jī)相 連接，發(fā)電機(jī)通過回風(fēng)管路、除塵裝置和鼓風(fēng)機(jī)相連接。
所述的?；鲀?nèi)壁設(shè)有水冷壁。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過干式?；?、顯熱回收和能量轉(zhuǎn)換 三個(gè)過程，按照能級(jí)匹配的原則，逐級(jí)回收、梯級(jí)利用熔融高爐渣顯熱，分別以余熱蒸汽 發(fā)電和高爐熱風(fēng)的形式進(jìn)行熱能利用，冷卻后的高爐渣可以作為水泥原料，與現(xiàn)有的水淬 法相比，每處理lt熔渣可節(jié)約1.0 1.2t新水，沒有硫化物H2S和S02產(chǎn)生，節(jié)約相當(dāng)于 47kg標(biāo)準(zhǔn)煤的能源。


圖1是本發(fā)明的熔融高爐渣顯熱回收裝置實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的熔融高爐渣顯熱回收裝置實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1-渣罐2-水冷壁3-?；?-振動(dòng)床 5-流化床6-發(fā)電機(jī)一 7-發(fā)
電二 8-除塵裝置 9-回風(fēng)管路 10-鼓風(fēng)機(jī)一 11-鼓風(fēng)機(jī)二 12-換熱空氣一
13-換熱空氣二 14-高爐
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明
熔融高爐渣顯熱回收方法，熔融高爐渣先在粒化器內(nèi)進(jìn)行熱量第一次回收，再經(jīng)過振 動(dòng)床進(jìn)行熱量第二次回收，最后在流化床內(nèi)進(jìn)行熱量的第三次回收，回收的熱能以熱風(fēng)或發(fā)電的形式得到再利用或能量轉(zhuǎn)換，其實(shí)現(xiàn)的步驟如下
1) 溫度達(dá)1400 1500。C的熔融高爐渣經(jīng)渣罐流入?；?，在轉(zhuǎn)速為1800 2000轉(zhuǎn)/ 分鐘的離心作用下破碎成直徑為1 5mm的顆粒打在?；鞯乃浔谏侠鋮s凝固，完成第 一次熱量交換；
2) 上述高溫高爐渣顆粒在傾角為10 30° ，振幅為10 25mm的振動(dòng)床上移動(dòng)，換 熱空氣一由振動(dòng)床下部向上穿越高爐渣顆粒層帶走熱量，將高爐渣顆粒溫度降至700 900 'C，完成第二次熱量交換；
3) 上述高爐渣顆粒進(jìn)入流化床，換熱空氣二在流化床內(nèi)部高爐渣顆粒層間攪動(dòng)帶走 熱量，將高爐渣顆粒溫度降至15(TC，完成第三次熱量交換；
4) 升溫后的換熱空氣一和換熱空氣二分別經(jīng)除塵裝置進(jìn)入發(fā)電機(jī)一和發(fā)電機(jī)二，將 熱能轉(zhuǎn)化為電能加以儲(chǔ)存和利用，溫度較高的換熱空氣一也可以直接以熱風(fēng)的形式供高爐 使用。
見圖1，本發(fā)明的熔融高爐渣顯熱回收裝置實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖，包括渣罐1、?；?器3、振動(dòng)床4、流化床5、除塵裝置8、發(fā)電機(jī)一6、發(fā)電機(jī)二7、鼓風(fēng)機(jī)一IO、鼓風(fēng)機(jī) 二ll、粒化器3上部設(shè)置有渣罐1，?；?依次與振動(dòng)床4、流化床5相連接，鼓風(fēng)機(jī) 一 10與振動(dòng)床4底部相連接、鼓風(fēng)機(jī)二 11與流化床5底部相連接，由振動(dòng)床4頂部排出 的換熱空氣一 12經(jīng)除塵裝置8與發(fā)電機(jī)一 6相連接，由流化床5頂部排出的換熱空氣二 13經(jīng)除塵裝置8與發(fā)電機(jī)二7相連接，發(fā)電機(jī)一6、發(fā)電機(jī)二7通過回風(fēng)管路9、除塵裝 置8分別和鼓風(fēng)機(jī)一 10、鼓風(fēng)機(jī)二 11相連接，?；?內(nèi)壁設(shè)有水冷壁2。振動(dòng)床4頂 部排出的換熱空氣一 12還與高爐相連接。鼓風(fēng)機(jī)一 10與鼓風(fēng)機(jī)二 11使流化床5內(nèi)形成 攪動(dòng)的氣流，使高爐渣充分散發(fā)顯熱。
本發(fā)明中熔融高爐渣從渣罐1流到垂直下方的高速旋轉(zhuǎn)的?；?中進(jìn)行破碎，破 碎后的渣粒經(jīng)水冷壁2冷卻凝固，由具有一定傾斜角度的振動(dòng)床4移動(dòng)至流化床5。在此 過程中經(jīng)過三次熱量交換回收，通過發(fā)電機(jī)一6、發(fā)電機(jī)二7和高爐7能量得到合理的利 用。當(dāng)流化床5下部渣粒溫度降至15(TC后，從流化床5排出運(yùn)至水泥廠制造水泥。發(fā)電 機(jī)一6、發(fā)電機(jī)二7采用汽輪發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明采用?；?，利用離心力進(jìn)行熔渣干式破碎，節(jié)約水耗，大大減少污染物排放。
本發(fā)明采用熔融高爐渣顯熱回收裝置經(jīng)?；?、振動(dòng)床4、流化床5進(jìn)行熱量的三
5次交換回收，有利于實(shí)現(xiàn)能量充分回收、合理利用的目的。
本發(fā)明采用熔融高爐渣顯熱回收裝置經(jīng)流化床5排出的高爐渣可以用來(lái)生產(chǎn)水泥，有 利于實(shí)現(xiàn)廢棄物的"零排放"。
本發(fā)明采用熔融高爐渣顯熱回收裝置中產(chǎn)生的煙塵經(jīng)除塵器8去除粉塵后再進(jìn)入發(fā) 電系統(tǒng)和高爐7中。
見圖2，本發(fā)明的熔融高爐渣顯熱回收裝置實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖，包括渣罐1、?；?器3、振動(dòng)床4、流化床5、除塵裝置8、發(fā)電機(jī)一6、鼓風(fēng)機(jī)一IO、鼓風(fēng)機(jī)二1K?；?3上部設(shè)置有渣罐1，?；?依次與振動(dòng)床4、流化床5相連接，鼓風(fēng)機(jī)一10與振動(dòng)床 4底部相連接、鼓風(fēng)機(jī)二 11與流化床5底部相連接，由振動(dòng)床4和流化床5頂部排出的換 熱空氣12匯合經(jīng)除塵裝置8與發(fā)電機(jī)一6相連接，發(fā)電機(jī)一6通過回風(fēng)管路9、除塵裝 置8分別和鼓風(fēng)機(jī)一 10、鼓風(fēng)機(jī)二 11相連接，粒化器3內(nèi)壁設(shè)有水冷壁2。
本實(shí)施例適用于小規(guī)模生產(chǎn)情況，熱風(fēng)不能直接利用，全部匯總用于發(fā)電，此方法會(huì) 造成熱量的熵值損失，因此按能級(jí)匹配的原則，逐級(jí)回收、梯級(jí)利用熔融高爐渣顯熱，才 能保證更好的利用率。
權(quán)利要求
1、熔融高爐渣顯熱回收方法，其特征在于，熔融高爐渣先在?；鲀?nèi)進(jìn)行熱量第一次回收，再經(jīng)過振動(dòng)床進(jìn)行熱量第二次回收，最后在流化床內(nèi)進(jìn)行熱量的第三次回收，回收的熱能以熱風(fēng)或發(fā)電的形式得到再利用或能量轉(zhuǎn)換，其實(shí)現(xiàn)的步驟如下1)溫度達(dá)1400～1500℃的熔融高爐渣經(jīng)渣罐流入?；?，在轉(zhuǎn)速為1800～2000轉(zhuǎn)/分鐘的離心作用下破碎成直徑為1～5mm的顆粒打在?；鞯乃浔谏侠鋮s凝固，完成第一次熱量交換；2)上述高溫高爐渣顆粒在傾角為10～30°，振幅為10～25mm的振動(dòng)床上移動(dòng)，換熱空氣一由振動(dòng)床下部向上穿越高爐渣顆粒層帶走熱量，將高爐渣顆粒溫度降至700～900℃，完成第二次熱量交換；3)上述高爐渣顆粒進(jìn)入流化床，換熱空氣二在流化床內(nèi)部高爐渣顆粒層間攪動(dòng)帶走熱量，將高爐渣顆粒溫度降至150℃，完成第三次熱量交換；4)升溫后的換熱空氣一和換熱空氣二分別經(jīng)除塵裝置進(jìn)入發(fā)電機(jī)一和發(fā)電機(jī)二，將熱能轉(zhuǎn)化為電能加以儲(chǔ)存和利用，溫度較高的換熱空氣一也可以直接以熱風(fēng)的形式供高爐使用。
2、 權(quán)利要求l所述熔融高爐渣顯熱回收方法采用的裝置，其特征在于，包括渣罐、?；?、振動(dòng)床、流化床、除塵裝置、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)，?；魃喜吭O(shè)置有渣罐，粒化器依次與振動(dòng)床、流化床相連接，鼓風(fēng)機(jī)分別與振動(dòng)床、流化床底部相連接，換熱空氣經(jīng)除塵裝置與發(fā)電機(jī)相連接，發(fā)電機(jī)通過回風(fēng)管路、除塵裝置和鼓風(fēng)機(jī)相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔融高爐渣顯熱回收裝置，其特征在于，所述的?；鲀?nèi)壁設(shè)有水冷壁。
全文摘要
本發(fā)明涉及能源回收利用領(lǐng)域，尤其涉及熔融高爐渣顯熱回收方法及裝置，其特征在于，熔融高爐渣先在?；鲀?nèi)進(jìn)行熱量第一次回收，再經(jīng)過振動(dòng)床進(jìn)行熱量第二次回收，最后在流化床內(nèi)進(jìn)行熱量的第三次回收，回收的熱能以熱風(fēng)或發(fā)電的形式得到再利用或能量轉(zhuǎn)換，其實(shí)現(xiàn)的步驟如下1)熔融高爐渣入?；髦屏?；2)高爐渣顆粒在振動(dòng)床上熱量交換；3)高爐渣顆粒入流化床熱量交換；4)換熱后空氣發(fā)電或直接以熱風(fēng)的形式利用。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明分別以余熱蒸汽發(fā)電和高爐熱風(fēng)的形式將熔融高爐渣顯熱利用，與現(xiàn)有的水淬法相比，每處理1t熔渣可節(jié)約1.0～1.2t新水，沒有硫化物H₂S和SO₂產(chǎn)生，節(jié)約相當(dāng)于47kg標(biāo)準(zhǔn)煤的能源。
文檔編號(hào)C21B3/00GK101660014SQ20091018758
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者順 李, 蔡九菊, 謝國(guó)威, 門傳政 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司