用于粒化设备的蒸汽冷凝系统技术方案

本发明专利技术涉及一种粒化设备(10)，用于将冶金装置中产生的熔融材料粒化，所述设备包括：注水装置(20)，用于将粒化水注入到熔融材料(14)的流中并且从而将熔融材料粒化；粒化箱(18)，用于收集粒化水和粒化的材料；以及蒸汽冷凝系统，该蒸汽冷凝系统包括：位于所述粒化箱(18)上方的蒸汽收集罩(24)，用于收集在所述粒化箱(18)中产生的蒸汽，布置在所述蒸汽收集罩(24)和充水塔之间的气体管道(38)，以及布置在所述气体管道(38)内的气体压缩机(40)，用于在将所述蒸汽馈送到所述充水塔之前压缩所述蒸汽。

Steam condensing system for granulating equipment

The invention relates to a granulating device (10) for the granulation of molten material produced in a metallurgical device, which includes a water injection device (20), which is used to inject the granulated water into the flow of the molten material (14) and then grained the molten material; the granulation box (18) is used to collect materials for granulation and granulation; and the condensation of steam. The steam condensing system comprises a steam collecting cover (24) above the granulated box (18) for collecting steam generated in the granulated box (18), a gas pipe (38) arranged between the steam collecting cover (24) and the water filling tower, and a gas compressor (40) arranged in the gas pipe (38), for use in the gas condensing chamber (40), and used for the gas compressor (40) arranged in the gas pipe (38). The steam is fed to the water tower before the steam is compressed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粒化设备的蒸汽冷凝系统
本专利技术大体上涉及用于熔融材料的粒化设备，特别是用于冶金熔融物(melt)诸如高炉炉渣的粒化设备。更具体地，本专利技术涉及用于在这种设备中使用的改进的蒸汽冷凝系统设计。
技术介绍
在附图2中示出了这种类型的、特别是用于熔融的高炉炉渣的现代的粒化设备的实例，其是期号为2005年4月、在Iron&SteelTechnology中出版的题为“Slaggranulationsystem-Environmentalprocesscontrol”的论文的一部分。如图2所见，这种设备通常包括：注水装置[2](也称为喷箱)，用于将粒化水注入到通过流槽(浇道)末端[1]接收的熔融材料例如炉渣的流中。由此，实现熔融材料的粒化。该设备还具有在注水装置[2]下方的粒化箱(罐)[3]，用于收集粒化水和经粒化的材料并用于使颗粒在大量水中冷却。通常具有由顶盖封闭的柱形壳的蒸汽冷凝塔位于粒化箱的上方，用于收集和冷凝在粒化箱中产生的蒸汽。实际上，由于熔融材料的高温和所需的大量淬火水，根据图2的设备通常产生相当数量的蒸汽。为了避免简单地将蒸汽排放到大气中造成污染，蒸汽冷凝塔包括通常为逆流型的蒸汽冷凝系统。蒸汽冷凝系统具有用于将水滴喷射到在蒸汽冷凝塔内上升的蒸汽中的喷水装置[5]，以及位于喷水装置[5]下方的集水装置[6]，用于收集喷射的冷凝液滴和冷凝的蒸汽。在冶金过程中熔融材料的生产通常是循环的，并且在产生的流量(或流速)方面经受相当大的波动。例如，在高炉的出渣操作过程中，炉渣流量远不是恒定的。这表明，在出渣操作的持续期间，峰值可能会超过平均的炉渣流量的四倍。这样的峰值偶尔地或规律地在短时间例如几分钟内出现。因此，在典型的本领域基于水的粒化设备中，存在由于进入的炉渣引起的进入的热流量的重大波动，相应地，存在随着时间的推移产生的蒸汽量的同等或对应波动。为了在设备尺寸和成本之间找到合适的折衷，蒸汽冷凝能力或容量通常不被设计为处理在峰值炉渣流期间可以产生的全部蒸汽流。在这样的情况下，可以预见将过压释放片(或超压缓解封盖)(如在图2的顶盖中可见的)打开，以便将过多的蒸汽排放到大气中。还可以打开这些过压释放片，用于排放氢(气)以及突然爆燃的情况。然而，观察已表明，在实践中，这种过压片在过量的熔融物流量下不总是可靠地打开。从理论上说，因为除了其他之外，由注水装置[2]不断产生的水“幕”形成的“屏障”，蒸汽被部分阻挡，不能通过过压片离开。可能地，在高蒸汽速率下，还存在由集水装置[6]形成的对蒸汽流的阻力。因此，过量的蒸汽留在塔内，并且随后产生过压。这可以导致蒸汽在冷凝塔的下部进口、在粒化箱[3]的入口处的部分回流。特别地预见了内部罩将内部与外部分开，并从而避免不想要的空气进入塔内，并且还防止蒸汽被吹出塔外。这种反向蒸汽流可以最至少导致铸造车间内的可见度差，这对于操作人员来说显然是严重的安全风险。更为不利的是，当蒸汽与炉渣流槽喷口内的液态热熔融物接触时，通过内部罩回吹或倒流的蒸汽可以导致低密度炉渣颗粒(所谓的“爆米花”)的大量产生。这种热颗粒当投射到铸造车间时会产生甚至更加严重的安全风险。WO2012/079797A1也解决了这个问题，并且提出选择性地将过量的蒸汽通过烟囱排到大气中。该烟囱具有与冷凝塔的下部区域连通的进口和被布置在冷凝塔上方的将蒸汽排放到大气的出口。此外，烟囱装配有闭塞(obturator)装置，用于通过烟囱选择性排出蒸汽。WO2015/000809A1也解决了这个问题，但是通过在专用的排防装置内将从蒸汽收集罩排出的蒸汽直接冷凝并将剩余的气体释放到大气中。在优选的实施方式中，排放装置包括真空泵，诸如通过文丘里效应产生真空的喷射式射流泵。在某些情况下，已经注意到冷凝塔中的空气量比通常预期的要显著得多。结果，冷凝塔内的温度确实比通常预期的要低得多。代替由于“纯蒸汽”的存在而具有接近100℃的温度，该温度可以非常接近环境温度，这是由于存在较少的蒸汽和大量的漏入空气。大量的漏入空气因此被视为对冷凝塔的良好功能的阻碍。技术问题因此，本专利技术的第一个目的是提供蒸汽冷凝系统，该系统能够在峰值流量下在粒化期间更加可靠地排出过量的蒸汽，同时以相对较低的附加成本与现有的粒化装置设计相兼容。该目的通过如权利要求1所要求保护的粒化设备和蒸汽冷凝系统来实现。本专利技术的另一个目的是提供蒸汽冷凝系统，其能够降低装置的安装和操作成本。本专利技术的一般描述本专利技术通常涉及如权利要求1的前序特征部分所阐述的粒化设备以及蒸汽冷凝系统。为了克服上述问题，本专利技术提出了蒸汽冷凝系统，该系统包括：位于粒化箱上方的蒸汽收集罩，用于收集粒化箱中产生的蒸汽；在蒸汽收集罩和充水塔(水柱，充水的柱形装置)之间布置的气体管道；以及在气体管道内布置的气体压缩机，用于在将蒸汽馈送到(通过)充水塔之前压缩蒸汽。因而，本专利技术提出使用蒸汽收集罩来收集蒸汽和空气以及它们中布置的任何其他组分，诸如氢或硫。冷凝塔由布置在将压缩的蒸汽和气体混合物馈送到充水塔的气体管道内的气体压缩机取代。气体压缩机吸入来自蒸汽收集罩的蒸汽和空气，增加气体混合物的压力，并将其注入已经现有的贮水箱诸如例如脱水单元的水回收箱(通常称为“热水箱”)或冷却塔的水回收箱(通常称为“冷水箱”)的充水塔中。尽管使用已经现有的贮水箱在成本、空间和维护原因上当然是优选的，但是也可以设想并因此包括提供新的专用的贮水箱。由气体压缩机产生的压力可以调整并且应该足以克服这些箱中的充水塔的压力，使得气体混合物作为这些充水塔内的气泡而上升。这一移动为有效冷凝和硫溶解创造了重要的表面。因而冷凝不再发生在单独的冷凝塔中，而是转换至已经存在的水箱中，因而产生较低的投资成本，以及由于用于有效冷凝的增加的表面的潜在地更好的结果。因此本专利技术上下文中的充水塔具有其普遍含义，并且应理解为水体或水量具有足够的高度以提供气体混合物气泡在充水塔内的合适的停留时间。因此，充水塔的合适的高度通常被包括在几分米与几米之间。用于将蒸汽和气体注入这种充水塔的底部的合适的气体压力通常在0.05和2.0巴(g)之间的范围，优选为在0.1和1.0巴(g)之间。所述充水塔内的水量由技术人员根据除了其他的之外，从蒸汽中提取的热量的量、温差、待溶解的组分的量等来容易地确定。上述气态混合物的较低温度使得能够将气体注入到脱水单元的水回收箱的底部。考虑到水回收箱中水的温度通常会升高并且气态混合物的温度接近于周围环境，保证了这两种物质之间的明显的温差。这个温差以及气体混合物中水汽和硫的低浓度促进了水量内部的溶解和冷凝。蒸汽中含有的任何含硫化合物将会在水中溶解和中和。计算表明，需要大约385l水来溶解1t蒸汽中所含的H2S，且需要大约142l水来溶解1t蒸汽中所含的完全的SO2。此外，通过在脱水单元的水回收箱中注入水汽和气态硫，气态混合物与固化的高炉炉渣接触，因而能够使气态硫和固体炉渣之间反应以通过与Ca2+离子重组形成石膏。尽管上面主要讨论了将气体混合物注入热水箱中，但也可以设想将气体混合物注入冷水箱中，作为替代或作为补充。在本专利技术的进一步改进中，可以在充水塔中在气态混合物被注入的区域中布置偏离板，以便偏离气体并因而在液体环境内产生更长的停留时间。气体管道也可以连接至布置在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粒化设备(10)，用于将冶金装置中产生的熔融材料粒化，所述设备包括：注水装置(20)，用于将粒化水注入熔融材料(14)的流中，并因此粒化所述熔融材料；粒化箱(18)，用于收集所述粒化水和经粒化的材料；其特征在于，蒸汽冷凝系统，所述蒸汽冷凝系统包括：蒸汽收集罩(24)，位于所述粒化箱(18)的上方，用于收集所述粒化箱(18)中产生的蒸汽，气体管道(38)，布置在所述蒸汽收集罩(24)和充水塔之间，气体压缩机(40)，布置在所述气体管道(38)内，用于在将所述蒸汽馈送通过所述充水塔之前压缩所述蒸汽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.01 LU 928911.一种粒化设备(10)，用于将冶金装置中产生的熔融材料粒化，所述设备包括：注水装置(20)，用于将粒化水注入熔融材料(14)的流中，并因此粒化所述熔融材料；粒化箱(18)，用于收集所述粒化水和经粒化的材料；其特征在于，蒸汽冷凝系统，所述蒸汽冷凝系统包括：蒸汽收集罩(24)，位于所述粒化箱(18)的上方，用于收集所述粒化箱(18)中产生的蒸汽，气体管道(38)，布置在所述蒸汽收集罩(24)和充水塔之间，气体压缩机(40)，布置在所述气体管道(38)内，用于在将所述蒸汽馈送通过所述充水塔之前压缩所述蒸汽。2.根据权利要求1所述的粒化设备(10)，还包括脱水单元(28)，特别是具有旋转式滤筒(30)的脱水单元(28)，所述脱水单元具有水回收箱(32)，其特征在于，所述气体管道(38)所连接的所述充水塔是所述脱水单元(28)的所述水回收箱(32)。3.根据权利要求1或2所述的粒化设备(10)，还包括冷却系统(36)，特别是冷却塔(36)，所述冷却系统具有水回收箱(32’)，其特征在于，所述气体管道(38)通过分支(38’)所连接的所述充水塔是所述冷却系统(36)的所述水回收箱(32’)。4.根据权利要求1所述的粒化设备(10)，其特征在于，所述气体管道(38)所连接的所述充水塔是专用的贮水箱。5.根据前述权利要求中任一项所述的粒化设备(10)，还包括布置在所述充水塔中的偏离板，以便将进入的蒸汽偏离，用于在所述充水塔内有较长的停留时间。6.根据前述权利要求中任一项所述的粒化设备(10)，其中，所述气体管道(38)连接至布置在所述充水塔内的分配管，所述分配管包括多个穿孔，用于将所述蒸汽分配到所述充水塔的不同的位置。7.根据权利要求2至6中任一项所述的粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·米歇尔斯，
申请(专利权)人：保尔伍斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU