[发明专利]用于造粒装置的蒸汽冷凝塔

说明书

技术领域

本发明大致涉及一种用于熔融物料尤其是冶炼熔融物(诸如高炉炉渣)的造粒装置。更具体地，本发明涉及一种用于此类装置中的改进的蒸汽冷凝塔设计。

背景技术

所附图5中示出了这中类型的尤其是用于熔融高炉炉渣的现代造粒装置的一个实例，图5是一篇发表于2005年8月发行的Iron & Steel Technology(钢铁技术)中的题为“Slag granulation system-Environmental process control”(炉渣造粒系统——环境工艺控制)的论文的一部分。从图5可看出，这类装置通常包括注水装置2(也称为鼓风箱(blowing box))，用于将造粒水注入熔融物料流中(如经流道端1接收的炉渣)。从而实现熔融物料的造粒。该装置还具有造粒槽3，用于收集造粒水和已造粒物料，并在注水装置2下方用大量水来冷却颗粒。蒸汽冷凝塔通常具有由顶盖封闭的圆柱形外壳，蒸汽冷凝塔位于造粒槽上方，用于收集和冷凝造粒槽中产生的蒸汽。实际上，因为熔融物料的温度很高且淬火所需的水量很大，所以根据图5的装置通常会产生大量的蒸汽。为避免蒸汽排入大气造成污染，蒸汽冷凝塔包括一蒸汽冷凝系统，通常为逆流式的。蒸汽冷凝系统具有：喷水装置5，用于将水滴喷入蒸汽冷凝塔内产生的蒸汽中；以及集水装置6，位于喷水装置5下方，用于收集喷淋的冷凝液滴和已冷凝的蒸汽。

冶炼工艺中熔融物料的产生通常是循环的，且产生的流速会有相当大的波动。例如，在高炉的出渣操作期间，炉渣流速决不是恒定的。它显示的峰值可能是出渣操作期间的炉渣平均流速的四倍。这种峰值在短时间(例如几分钟)内会偶尔或定期发生。由此推定，在当前发展水平的典型的基于水的造粒装置中，存在引入炉渣导致的引入热流速的重要波动，因此，在此期间产生的蒸汽量也存在同样的波动。为了实现装置尺寸和成本之间的适当折衷，蒸汽冷凝能力通常不设计为处理峰值炉渣流量时可能产生的全部蒸汽流量。这种情况下可预见到过压释放活门(从图5所示顶盖中可看到)打开，以便将过量蒸汽排放到大气中。

然而，观察表明，实践中此类过压活门在过量的熔融物流速时并不总能可靠地打开。由此推定蒸汽被部分阻挡而无法通过过压活门排出，原因之一就是注水装置2不断产生的水“幕(curtain)”形成了“屏障(barrier)”。在蒸汽速度很高时，集水装置6也可能形成对蒸汽流的阻力。因此，过量蒸汽滞留在塔内，且随即产生过压。这可能导致冷凝塔下部入口处的蒸汽在造粒槽3进口处部分回流。尽管特别预见到内排风罩(hood)将内外隔离且从而避免不必要的空气进入塔内，但也阻止了蒸汽排出塔外。

这种逆向蒸汽流至少可能导致出铁场的能见度很低，这对操作人员来说显然是严重的安全风险。更不利的是，通过内排风罩回流的蒸汽可能引起蒸汽与炉渣流道口内的液态高温熔融物接触时生成大量的低密度炉渣颗粒(所谓的“爆米花”(popcorn))。这种高温颗粒在投入出铁场中时会产生甚至更严重的安全风险。

发明内容

因此，本发明的第一个目的在于提供一种蒸汽冷凝塔，其能够在造粒期间在峰值流速时更可靠地排放过量蒸汽，同时仅需较低的额外成本与现有造粒设备设计相匹配。该目的通过根据本发明的造粒装置和蒸汽冷凝塔实现。

本发明的另一个目的在于提供一种能够缩减设备的安装和运行成本的冷凝塔。

本发明大致涉及一种造粒装置和一种冷凝塔。

为了克服上述问题，本发明提出了一种烟囱或烟窗，下文称为通道(stack)，用于选择性地将过量蒸汽(不是烟气)排放到大气中。根据本发明的通道具有一个布置成与冷凝塔的下部区相连通的入口以及一个出口，该出口布置成在通道上方(例如在等于或高于冷凝塔的顶盖的高度处)将蒸汽释放到大气中。此外，根据本发明，为了允许按要求或需要来选择性地排放，通道优选地配备有任何适当的用于控制蒸汽通过通道的选择性排放的装置。有助于或限制排放的适当装置可包括任何类型的封闭装置，例如特别设计的“水幕”封闭装置和/或通道内侧的冷凝喷嘴和/或强制通风鼓风机或风扇。尽管这种排放控制装置的结构不太重要，但能够选择性地控制蒸汽通过通道的排放的可行方案是非常有利的。