專利名稱：高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐沖渣水余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種利用液體除濕技 術(shù)回收高爐沖渣水余熱的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)在高爐煉鐵工序中，沖制一噸水渣大約消耗新水1 1. 2噸，循環(huán)用水量 約為10噸左右，循環(huán)水溫約為85°C左右，由沖渣水帶走的高爐渣的物理熱量占煉鐵能耗的 8%左右。傳統(tǒng)的高爐沖渣水處理工藝是將沖渣后的高溫沖渣水經(jīng)過水渣池和沉淀池的簡 單處理后，進(jìn)入冷卻塔冷卻降溫到55 °C左右，降溫后的沖渣水再次沖渣。傳統(tǒng)的沖渣水循環(huán) 系統(tǒng)，將熱量通過冷卻塔排放到外界環(huán)境，造成了巨大的余熱浪費。但是，要把高爐沖渣水 的大量余熱回收利用，目前還沒有行之有效的余熱回收系統(tǒng)，其主要原因在于1.高爐沖渣水溫度較低，一般處理后約為70 85°C左右，不能采用溴化鋰吸收式 制冷機(jī)組回收這部分余熱；2.沖渣水的溫度較低，不能使用汽輪機(jī)或者螺桿膨脹機(jī)等動力機(jī)組回收這部分余 熱用于發(fā)電；3.高爐沖渣水含有大量的固體雜質(zhì)及多種離子，水處理成本高，且在處理過程水 溫進(jìn)一步降低，余熱品位更低。液體除濕技術(shù)可以利用低品位的熱源，已成為工業(yè)余熱回收的一種新技術(shù)。液體 除濕技術(shù)的原理為某些鹽類(如氯化鈣、氯化鋰)水溶液中，由于混有鹽類分子，水分子的 濃度降低，溶液表面上的飽和空氣層中的水蒸汽分子數(shù)也相應(yīng)減少。當(dāng)空氣中的水蒸汽分 壓力大于鹽溶液表面的水蒸汽分壓力時，空氣中的水蒸汽分子將向鹽溶液轉(zhuǎn)移，利用這個 性質(zhì)，可以達(dá)到使空氣減濕的目的。減濕后的干空氣可以繼續(xù)利用多種冷卻方法，將其處理 到滿足室內(nèi)送風(fēng)要求狀態(tài)點。液體除濕技術(shù)可以利用低品位的余熱廢熱作為驅(qū)動熱源，如太陽能熱水、工業(yè)余 熱廢熱等，對驅(qū)動熱源的溫度最低要求在65°C以上。應(yīng)用高爐沖渣水驅(qū)動液體除濕系統(tǒng)，可 以獲得大量的干空氣，用于滿足企業(yè)辦公樓、廠房等對空氣調(diào)節(jié)的要求，同時又回收了高爐 沖渣水的余熱，具有良好的節(jié)能環(huán)保效益。因此，提出一種利用液體除濕技術(shù)來回收高爐沖 渣水余熱的系統(tǒng)以充分利用高爐沖渣水余熱實為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種利用液體除濕技術(shù)回收高爐沖渣水余熱的高爐沖渣 水余熱回收系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，包 括再生塔和除濕塔，再生塔中設(shè)置用于噴淋稀鹽溶液的噴淋器、填料以及連通沖渣水循環(huán) 系統(tǒng)的水管，除濕塔中設(shè)置用于噴淋濃鹽溶液的噴淋器、填料以及通入冷水的水管，從除濕 塔出來的干冷空氣通入通風(fēng)室。
本發(fā)明把高爐沖渣水作為液體除濕的驅(qū)動熱源，將沖渣水的余熱回收以用來制造 用于通風(fēng)的干空氣，避免了大量的熱量向外界環(huán)境排放，減小了環(huán)境污染，且變廢為寶，節(jié) 約了能源。


圖1為高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)和沖渣水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。
具體實施例方式參見圖1，在虛線框1中的為沖渣水循環(huán)系統(tǒng)，在虛線框2中的為高爐沖渣水余熱 回收系統(tǒng)。沖渣水循環(huán)系統(tǒng)主要對沖渣水進(jìn)行凈化處理，并為沖渣水的循環(huán)提供動力。高 爐渣從高爐11出來后通過沖渣槽12沖渣后進(jìn)入水渣池13，在水渣池13中高爐渣被撈渣機(jī) 取走，之后，高溫的沖渣水進(jìn)入沉淀池14經(jīng)過一系列凈化處理后進(jìn)入沖渣水循環(huán)水池15， 最后再由循環(huán)泵16打入余熱回收系統(tǒng)的再生塔21。本發(fā)明的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)主要利用液體除濕技術(shù)來對高爐沖渣水的余 熱回收利用。該系統(tǒng)主要包括再生塔21、除濕塔22、冷卻塔23和鹽溶液箱25。再生塔21 主要用于將濃度低的稀鹽溶液再生為濃溶液，同時降低沖渣水的溫度。再生的原理是通過 高溫的沖渣水加熱噴淋的稀鹽溶液，提高鹽溶液表面水蒸氣分壓力，使溶液中的水分子向 再生空氣轉(zhuǎn)移，達(dá)到將溶液再生的目的。在再生塔21中自上而下設(shè)置有噴淋器211和填 料213，水管212設(shè)置在填料213之間。在再生塔21中同時流動有鹽溶液、空氣和沖渣水 這三種流體。在鹽溶液箱25中的稀鹽溶液經(jīng)泵24輸送到噴淋器211，從再生塔21的上部 向填料213噴淋，在再生塔21中完成傳熱后再從再生塔21的下部流回鹽溶液箱25。從循 環(huán)泵16出來的高溫沖渣水進(jìn)入再生塔21中的水管212，降低溫度后流回沖渣水循環(huán)系統(tǒng)， 再循環(huán)用于沖高爐渣。熱濕空氣從再生塔21的底部進(jìn)入，再從頂部排出。在填料213中， 低濃度的稀鹽溶液與熱空氣進(jìn)行熱質(zhì)交換，稀鹽溶液的水分向空氣側(cè)轉(zhuǎn)移成為高濃度鹽溶 液，同時降低了水管212中的沖渣水溫度。從沖渣水循環(huán)系統(tǒng)出來的高溫沖渣水成為系統(tǒng) 中鹽溶液再生的驅(qū)動熱源，降溫后的高爐沖渣水再次進(jìn)入高爐的沖渣系統(tǒng)，可以回收溫度 為65 °C -95 °C的沖渣水余熱。除濕塔22的主要作用是利用高濃度的濃鹽溶液對空氣除濕，潮濕空氣經(jīng)過除濕 后成為干空氣?？諝獬凉襁^程是升溫過程，冷卻塔23負(fù)責(zé)消除這部分熱負(fù)荷，使空氣除濕 保持為等溫減濕過程。從除濕塔22出來的鹽溶液吸收了空氣中的水分，成為稀溶液供再生 塔21使用，經(jīng)過再生塔再生成濃溶液，這樣可實現(xiàn)鹽溶液的循環(huán)使用。除濕塔22的大部 分結(jié)構(gòu)與再生塔21相同，也自上而下設(shè)置有噴淋器221和填料223，水管222設(shè)置在填料 223之間，區(qū)別僅在于在噴淋器221的上部還設(shè)置有過濾器224。室外熱濕空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)225 加壓后進(jìn)入除濕塔22，在鹽溶液箱25中的濃鹽溶液經(jīng)泵26輸送到噴淋器221并從上部噴 淋。濃鹽溶液在填料層和濕空氣進(jìn)行熱濕交換，吸收空氣中的水分成為稀溶液流回鹽溶液 箱25，熱濕空氣經(jīng)過除濕成為干空氣從除濕塔22的上部排出。冷卻塔23提供的冷卻水經(jīng) 過水泵27進(jìn)入水管222，用于消除除濕過程的溫升。
除濕塔22和再生塔21的結(jié)構(gòu)形式多樣其外形可以為方形或圓形；其結(jié)構(gòu)形式 可以為立式或臥式；濕空氣和液體的接觸方式可以為順流式、逆流式或叉流式。鹽溶液可以 為氯化鈣、氯化鋰、溴化鋰等鹽類，以及其他類似性質(zhì)的鹽類物質(zhì)，溶液的質(zhì)量濃度區(qū)間為 30% -65%。從除濕塔出來的干空氣可以用于設(shè)備房、廠房等通風(fēng)，還可以經(jīng)過進(jìn)一步冷卻降 溫后供辦公樓、生活樓等使用。這樣，可以充分利用從高爐沖渣水回收回來的余熱，變廢為 寶且保護(hù)環(huán)境。鋼鐵企業(yè)設(shè)備房、廠房一般對室內(nèi)空氣的溫濕度有一定的要求，但是空氣 品質(zhì)又不需要達(dá)到舒適性空調(diào)的要求，因此可以將干空氣用于這些廠房、設(shè)備房的通風(fēng)、降
ilm o圖1示出了將從除濕塔出來的干空氣用于設(shè)備房、廠房通風(fēng)的實施例。參見圖1， 從除濕塔22出來的干空氣直接通過送風(fēng)管道31，送入廠房(或設(shè)備房)28，改善廠房(或設(shè) 備房)28的內(nèi)部熱濕環(huán)境，房間內(nèi)的濕熱空氣通過排風(fēng)管道32送入再生塔21，吸收稀溶液 水分后排出。鋼鐵企業(yè)中一部分廠房、設(shè)備房需要維持一定的溫濕度要求，而且空氣需求量 較大，目前一般采用大型通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，或者是在一些設(shè)備房內(nèi)布置制冷空調(diào)。這兩種方 式的能耗都比較高，而且有時候僅僅通過通風(fēng)機(jī)通風(fēng)還不能完全滿足要求。而本發(fā)明采用 液體除濕技術(shù)，回收高爐沖渣水的余熱，制得干空氣，用于這些廠房、設(shè)備房的通風(fēng)，可以保 證室內(nèi)的空氣質(zhì)量要求，同時可以減小的風(fēng)機(jī)功率，可以取消設(shè)備房設(shè)置的制冷空調(diào)機(jī)組， 減小了能耗。辦公樓、生活樓對室內(nèi)空氣的舒適性要求較高，傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)采用制冷機(jī)組制備 溫度很低的冷凍水(一般7°C左右)對空氣進(jìn)行冷卻除濕。傳統(tǒng)制冷空調(diào)方式存在問題 1、傳統(tǒng)方式一般要求冷凍水溫度為7°C，制冷機(jī)組蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度較低，使得機(jī)組的制冷 效率(COP值)也較低，能耗較高；2、傳統(tǒng)空調(diào)的水系統(tǒng)溫度較低，保溫要求較高，投資比較 大；3、傳統(tǒng)空調(diào)的空氣冷卻方式為濕式冷卻，冷卻器不但要降低空氣溫度，還要將空氣中的 水分析出，因此系統(tǒng)會出現(xiàn)凝結(jié)水，凝水一方面會造成滴水漏水現(xiàn)象，而且容易滋生細(xì)菌， 影響空氣品質(zhì)。鋼鐵企業(yè)可以采用高處沖渣水驅(qū)動液體除濕系統(tǒng)獲得含濕量較低的干空氣，采用 制冷機(jī)組(或其他冷源)制備溫度較高的冷凍水對干空氣進(jìn)行冷卻就可以為空調(diào)房間送 風(fēng)。圖2示出了將從除濕塔出來的干空氣用于辦公樓(或生活樓)的實施例。參見圖2，在 送風(fēng)管道31之間設(shè)置組合式空調(diào)箱41，組合式空調(diào)箱41設(shè)置有冷卻器42，冷源為制冷機(jī) 組43制得的冷凍水。從除濕塔22出來的干空氣通過送風(fēng)管道31進(jìn)入組合式空調(diào)箱41， 干空氣在冷卻器42中與冷凍水換熱，等濕降溫達(dá)到空調(diào)送風(fēng)要求，再通過送風(fēng)管道31送入 辦公樓(或生活樓)29的空調(diào)房間。房間排風(fēng)通過排風(fēng)管道32送入再生塔21，吸收稀溶 液的水分后排出。與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，本實施例中的制冷機(jī)組只是輔助冷源，減小了制冷 機(jī)組的容量，減小了設(shè)備初投資；制冷機(jī)組需要制得的冷水溫度不需要低到7°C，一般12°C 以上，機(jī)組的蒸發(fā)溫度提高了 5°C。一般蒸發(fā)溫度每提高1°C，機(jī)組的制冷效率(COP值)上 升約3 4%，因此和傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比提高了制冷機(jī)組的制冷效率，節(jié)約了空調(diào)的運行費 用；空氣冷卻方式為干式冷卻，沒有凝結(jié)水析出，空氣質(zhì)量比較好，避免滴水漏水現(xiàn)象；系 統(tǒng)的保溫要求不高，節(jié)省了保溫成本。
權(quán)利要求
高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)包括再生塔和除濕塔，所述再生塔中設(shè)置用于噴淋稀鹽溶液的噴淋器、填料以及連通沖渣水循環(huán)系統(tǒng)的水管，所述除濕塔中設(shè)置用于噴淋濃鹽溶液的噴淋器、填料以及通入冷水的水管，從所述除濕塔出來的干冷空氣通入通風(fēng)室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述高爐沖渣水余 熱回收系統(tǒng)還包括設(shè)置在除濕塔和通風(fēng)室之間的制冷機(jī)組，從所述除濕塔出來的干冷空氣 先經(jīng)過所述制冷機(jī)組后再通入通風(fēng)室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述高爐沖渣水 余熱回收系統(tǒng)還包括連通所述除濕塔中的水管的冷卻塔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述高爐沖渣水余 熱回收系統(tǒng)還包括鹽溶液箱，所述鹽溶液箱分別向所述再生塔和除濕塔的噴淋器通入稀鹽 溶液和濃鹽溶液，并接受分別從所述再生塔和除濕塔回流的濃鹽溶液和稀鹽溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽溶液為氯化 鈣、氯化鋰或溴化鋰溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽溶液的質(zhì)量 濃度為30% 65%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，從所述通風(fēng)室出 來的濕熱空氣通入所述再生塔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，所述除濕塔或再 生塔的外形為方形或圓形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高爐沖渣水余熱回收系統(tǒng)，包括再生塔和除濕塔，再生塔中設(shè)置用于噴淋稀鹽溶液的噴淋器、填料以及連通沖渣水循環(huán)系統(tǒng)的水管，除濕塔中設(shè)置用于噴淋濃鹽溶液的噴淋器、填料以及通入冷水的水管，從除濕塔出來的干冷空氣通入通風(fēng)室。高爐沖渣水作為液體除濕的驅(qū)動熱源，將沖渣水的余熱回收用來制造用于通風(fēng)的干空氣，避免了大量的熱量向外界環(huán)境排放，減小了環(huán)境污染，且變廢為寶，節(jié)約了能源。
文檔編號F24F3/14GK101798607SQ20101012253
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者陳軍 申請人:無錫市東方環(huán)境工程設(shè)計研究所有限公司