[发明专利]一种低压下盘管式闪蒸装置及闪蒸方法

说明书

技术领域

本发明属于蒸发器技术领域，尤其涉及一种低压下盘管式闪蒸装置及闪蒸方法。

背景技术

炼铁生产过程中，焦炭在高炉内部燃烧，将铁矿石融化并产生还原反应，产生1450℃左右的铁水和高炉渣。高炉渣和铁水经分离后，铁水进入炼钢的下一个生产流程；高炉渣是主要的副产品，需要从高炉流出，其包含的能量相当大。目前，高炉每炼出1t生铁约产生0.05t炉渣，排出的温度在1450℃左右。1t高炉渣约含1700MJ的热量，相当于0.058t标准煤的发热值。仅2012年中国的粗钢总产量约为7.28亿吨，这些高炉渣如果不加以资源化处理，日积月累，造成资源极大浪费，污染环境等一系列严重问题。因此，高炉渣资源化既可以变废为宝、又可以减少环境的污染，从而达到经济效益和社会效益双赢的局面。

目前，高炉渣处理工艺一般有湿法和干法两种，干法处理工艺主要包括风淬法工艺、双冷却转筒粒化工艺、机械粒化法工艺等。湿法处理工艺又称水淬工艺。其主要处理工艺有：底虑法、因巴法、拉萨法等，钢铁公司利用湿法处理高炉渣的比较多。水淬法消耗的水量虽然大，经过水淬产生的80℃的热水经过适当处理可产生蒸汽加以利用。此类方法在高炉冲渣水利用及热能的回收技术过程中要求合理的控制水的进出温度及闪蒸箱的结构形式和合理的尺寸。

发明内容

本发明提供了一种低压下盘管式闪蒸装置及闪蒸方法，所述装置针对高炉冲渣水所含有的热量交换后进行闪蒸，采用本发明所述装置可以避免热量的流失，经过冷热水间的换热可以大大提高高炉冲渣水的利用率，充分利用高炉渣内含的巨大能量。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种低压下盘管式闪蒸装置，它包括密封的闪蒸箱体，所述闪蒸箱体内设有由多层盘管组成的热水通道，所述多层盘管穿出闪蒸箱体右侧壁设有热水进水口，所述多层盘管穿出闪蒸箱体左侧壁设有热水出水口；所述闪蒸箱体上端偏左的位置设有冷水进水口，闪蒸箱体下端偏左位置设有饱和水出水口；所述箱体内还设有冷水喷头，冷水喷头与冷水进水口通过冷水进水管道连通，所述闪蒸箱体上端偏右位置设有蒸汽出口；所述蒸汽出口处设有抽气装置，所述热水进水口、热水出水口、冷水进水口、饱和水出水口和蒸汽出口处均设有控制开合的阀门。

本发明还提供了利用所述的闪蒸装置的闪蒸方法，它包括以下步骤：

（1）开始前整个装置所有阀门均处于关闭状态，开始工作时，首先打开蒸汽出口处的阀门，使用抽气装置将箱体内抽成压强为0.02-0.05MPa的低压环境，此时蒸汽出口处的阀门立即关闭；

（2）然后热水进水口处的阀门打开，换热前的热水由热水进水口进入盘管，换热后的热水流经盘管后从热水出水口处流出；

（3）然后冷水进水口处的阀门打开，换热前的冷水由冷水进水口进入流经冷水喷头洒落到盘管上，冷水与热水通过盘管换热，换热后的冷水在所述压强的环境下闪蒸成蒸汽，所述蒸汽经过滤后从蒸汽出口抽出；在抽取蒸汽的过程中箱体内压强再次达到步骤（1）中所述压强条件时，蒸汽出口处阀门立即关闭，闪蒸过程中产生的不能闪蒸的饱和水达到饱和水液位时，从饱和水出水口处的阀门抽出；

在抽取蒸汽的过程中冷水与热水持续不断流入，箱体内的压力跟随变化，换热后的冷水闪蒸成蒸汽，换热后的热水再经过冷凝用作再循环的冷水，循环往复直至完成闪蒸过程。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、本发明针对高炉冲渣水和蒸汽的特性，采用内设盘管的闪蒸装置，实现冷热水间的高效换热，最大限度的利用高炉冲渣水资源。

2、本发明所述蒸汽出口与抽真空口为同一出口，闪蒸前此出口作为抽真空口，当闪蒸箱体内达到一定的低压时，此时箱体内即为真空状态，此后不再需要抽取真空，因此闪蒸过程中此出口作为蒸汽出口。闪蒸过程中箱体内产生蒸汽量的变化导致箱体内压力的变化。

3、本发明所述的冷水经喷头喷淋到盘管上，冷水依次从小直径的喷头喷下，冷水与所述的盘管接触换热，热水进水口侧喷出的水量较大，随着热水的不断流动，盘管内热水的温度将会逐渐降低。在热水的出水口侧喷出的冷水量较少，避免了普通闪蒸箱内换热温度不均匀的情况。

4、本发明还通过压力传感器实时检测闪蒸箱内的压力，并通过传递控制器信号来实时控制蒸汽出口（抽真空口）处自动阀门的开关，更好的控制蒸汽的闪蒸量及蒸汽出口的温度，达到冷水与热水充分进行换热并能最大程度产生蒸汽量的效果。