[发明专利]高炉渣余热梯级利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热利用系统，尤其涉及一种高炉渣余热梯级利用系统。

背景技术

钢铁工业是能源密集型产业，其能耗约为中国总能耗的10%～15%。高炉渣是钢铁工业中最主要的废弃物，吨铁约产生300kg高炉渣，其出炉温度通常在1400℃以上，含有非常丰富的热量，回收利用高炉渣的余热对炼铁行业节能减排，提高能源利用效率，有重要的作用。

目前，从高炉排出的高温熔渣，主要采用水冲渣工艺进行淬冷和粒化，得到的冷渣经脱水后用作水泥生产的原料。冲渣水余热可用于供热或预热进入热风炉的冷风。这种工艺的主要不足是将高温熔渣的高品位热能变成了冲渣水的低品位热能，使得能量品位大幅下降，回收利用的效率不高。

高炉渣的干法粒化和余热回收工艺的研究和应用还很少，现有工艺主要是通过气力雾化、水力雾化、转盘机械雾化等方式，将高炉渣粒化，然后与冷风进行流态化换热，得到热风用于钢铁生产过程，或生产中蒸汽用于发电。这种工艺有待解决的问题是熔融高炉渣粒化过程得到的渣粒形态和粒径分布不均匀，会引起渣粒在流化床中流化不稳定，流化风压较高，风机电耗也高，换热管磨损快，排渣温度高，热回收效率有待进一步提高。

因此，进一步研究开发新的高炉渣余热利用技术和设备，对高炉渣的高品位热能进行梯级利用，提高余热利用效率、设备经济性和可靠性，是推动高炉炼铁过程的节能降耗的迫切需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉渣余热梯级利用系统，该系统可稳定地进行高炉渣粒化，并实现高炉渣余热的梯级利用，有效降低排渣温度，提高高炉渣余热回收的数量和质量，改善设备运行的经济性和可靠性，控制粉尘排放，克服现有高炉渣处理技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种高炉渣余热梯级利用系统，包括分离器、熔融高炉渣粒化装置、余热锅炉、汽轮机、凝汽器、发电机、集气罩一、集气罩二、渣坑、风室二、送风机、冷却机、风室一、循环风机、除尘器，所述熔融高炉渣粒化装置连接分离器，使熔融高炉渣和雾化介质进入熔融高炉渣粒化装置进行粒化，产生的高温渣粒和热风进入分离器中进行气固分离；所述分离器渣粒排出管与集气罩一相连，分离器气体排出管与余热锅炉入口二连接，使高温渣粒经分离器渣粒排出管穿过集气罩一落到位于集气罩一内的冷却机前端，热风经分离器气体排出管进入余热锅炉；所述冷却机下方气体入口前部连接风室一出口，风室一入口连接循环风机出口，集气罩一入口连接冷却机上方气体出口前部，集气罩二入口连接冷却机上方气体出口后部，冷却机下方气体入口后部连接风室二出口，风室二入口连接送风机出口，使高温渣粒随冷却机从前端往后端缓慢移动过程中，来自下方风室一的循环冷却风和来自风室二的环境冷风向上穿过渣粒层进行换热，冷却后的渣粒掉入冷却机末端连接的渣坑内；所述余热锅炉尾气出口连接除尘器入口，除尘器出口连接循环风机入口，集气罩一出口连接余热锅炉入口一，使高温的热风经集气罩一收集后进入余热锅炉，热风放出热量后进入除尘器除去粉尘后经循环风机再次送入风室一，另一部分较低温度的热风经集气罩二收集后送往热风炉使用；所述余热锅炉通过凝汽器连接汽轮机，使来自凝汽器凝结水出口的凝结水进入余热锅炉中吸热，转变为额定参数的蒸汽后进入汽轮机膨胀做功，汽轮机通过轴与发电机连接，带动发电机发电。

所述熔融高炉渣粒化装置的雾化介质为空气或携带有水滴的空气。所述冷却机为移动床换热型式。所述风室一和风室二之间设有风压平衡孔。

所述循环风机为可调节风量的循环风机，所述送风机为可调节送风量的送风机，通过调节循环风机和送风机的风量控制余热锅炉的蒸汽参数和送往热风炉的热风温度。