[发明专利]一种冶金熔渣粒化热能回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金熔渣粒化热能回收装置，属于冶金熔渣处理与余热回收利用技术领域。

背景技术

熔渣是在冶金生产过程中的高温、熔融态产物，如液态的高炉渣、钢渣、铜渣等，其中蕴含着丰富的热能资源。

例如液态高炉渣是一种典型的熔渣，急冷处理的高炉渣形成大量的玻璃相的非晶态物质，具有较高的水合活性，是生产水泥等建筑材料的优质原料。同时，液态高炉渣温度在1300℃到1600℃之间，具有很高的热能回收利用价值。

目前，液态高炉渣主要采用水淬法处理，水淬后的高炉渣可用于制作水泥等建筑材料，水淬法存在的主要问题有：耗水量大；产生H₂S和SO_x造成大气污染；热能没有得到回收；水淬渣含水率高，研磨需进行干燥处理；循环水中所含微细颗粒对水泵和阀门等部件的磨损和堵塞非常严重，系统维护工作量大，增加了维护费用。

20世纪70年代国外已经开始研究干式粒化熔渣的方法，比较有代表性的有风淬法和离心法。风淬法是用大功率造粒风机产生高速气流吹散液态高炉渣，其主要缺点是动力消耗大、设备庞大复杂、占地面积大、投资和运行费用高，在液态高炉渣流量变化时，风速和风量不易协调，且大量的冷风进入系统也降低了热量回收的品质。离心法是依靠转盘或转杯高速旋转产生的离心力将液态高炉渣粒化，虽然不需要造粒风机这样的高耗能设备，但是高速旋转的转盘或转杯与高温熔渣直接接触，因此降低了粒化设备运行的可靠性，加之粒化效果对液态高炉渣的温度和流量变化较为敏感，仅靠调节转速效果并不理想，并且熔渣向四周高速飞散也不利于设备的紧凑设计，高温熔渣集中高速撞击设备内部某一部位，也易造成设备的局部过热而损坏设备。

国内的部分科研团队也对熔渣的粒化工艺进行相关的研究，例如转杯粒化、机械轮粒化、高压气体粒化等，但大部分研究仅局限于熔渣粒化工艺本身，或是分体设置热能回收工艺装置。分体设置方式不紧凑、工艺整体性差、设备占地面积较大、热能回收率相对较低，尤其是包含高温渣粒中间输送转运环节的工艺设置，增加了工艺整体的不稳定性与安全隐患，同时也使工艺运行控制难度加大。

发明内容

针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种可满足当前行业需求的冶金熔渣粒化及热能回收一体化装置。

本发明的技术方案如下：

一种冶金熔渣粒化热能回收装置，包括熔渣粒化固热回收室和气热回收室；所述熔渣粒化固热回收室包括熔渣粒化腔和布置在熔渣粒化腔下方的渣粒热回收腔；所述的熔渣粒化腔的顶部布置熔渣槽和熔渣粒化设备，熔渣粒化腔的底部一侧设置导渣口，与所述的渣粒热回收腔的顶部连通；所述熔渣粒化腔的底部设有冷却风系统；所述的渣粒热回收腔的顶部布置上表面倾斜的渣粒导流板，渣粒导流板设置在导渣口下方；所述的熔渣粒化固热回收室的四壁采用水冷壁，熔渣粒化固热回收室外侧布置至少一个旋风分离器，熔渣粒化固热回收室通过旋风分离器及气体连接管与气热回收室连接。

熔渣粒化腔的下部布置第一埋管、冷却风系统，所述冷却风系统包括倾斜的布风板和风室；所述的第一埋管布置在布风板的上方；所述的风室布置在布风板的下方。所述布风板上设置至少一个风帽。所述导渣口设置在布风板最低侧；所述渣粒导流板的上表面的倾斜方向与布风板的倾斜方向相反；所述的渣粒热回收腔的内部布置第二埋管，渣粒热回收腔的底部布置排渣口，排渣口设有排渣阀；所述的熔渣粒化固热回收室的四壁采用水冷壁，熔渣粒化固热回收室外侧布置至少一个旋风分离器，熔渣粒化固热回收室通过旋风分离器及气体连接管与气热回收室连接。

上述技术方案中，所述的第一埋管和第二埋管都为盘旋管组；第一埋管与水平面的倾斜夹角α为0~45°；第二埋管与水平面的倾斜夹角θ为0~45°；所述布风板与水平面的夹角β为3~45°；所述渣粒导流板坡面板，上表面为坡面，坡面与水平面的夹角φ为3~60°。

上述技术方案中，熔渣粒化固热回收室外侧布置两个旋风分离器时，两个旋风分离器对侧布置在熔渣粒化固热回收室两侧，两个旋风分离器通过气体连接管与气热回收室连接。

上述技术方案中，所述的气热回收室内从上往下依次布置过热器换热装置和省煤器换热装置。

本发明与现有技术相比具有以下优点：采用熔渣粒化与热能回收一体化布置结构，且采用水冷壁和埋管换热，在工艺装置结构紧凑的同时强化了换热效果；一体化装置内部没有高温渣粒输送转运环节，且高温工艺段均无传动设备或部件，工艺整体性和可靠性得到进一步加强。

附图说明