液态高炉渣热量回收装置及方法制造方法及图纸

液态高炉渣热量回收装置，包括密闭容器、液渣浇口、粒化装置和冷却气体喷吹装置；液渣浇口设于圆筒型密闭容器顶部；圆筒型密闭容器内，液渣浇口的下部设有由电机及传动系统带动的粒化装置；圆筒型密闭容器顶部设有出气口。其热量回收方法是将液态高炉渣通过液渣浇口通入圆筒型密闭容器内；由粒化装置将液渣粒化成较小的颗粒；高温粒渣在流态化逐渐下落的过程中，与冷却气体进行热交换；经过热交换的压缩空气或氮气从圆筒型密闭容器顶部的出气口排出，进行再利用。采用本发明专利技术可在较短的时间范围内，将在液渣粒化成较小的颗粒的过程和随后的高温粒渣在流态化逐渐下落的过程中，液渣中所含有的热量在密闭容器内能够有效地与冷却气体进行热交换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶金过程节能、二次能源的回收利用技术，具体涉及一种。
技术介绍
钢铁工业是一个能源和资源消耗巨大的行业。在炼铁过程中，消耗大量焦炭等的热量进入铁水和钢液、煤气或烟气、液态高炉渣中。其中液态渣所含有的物理热占有的比例较大。对高温液态高炉渣，由于温度高，积存的热量大，其物理热的利用是目前钢铁企业最重要的节能方向之一。对冶金二次资源和能源进行充分和高附加值的利用，是冶金工业可持续发展的关键之一，也是降低环境污染的有效措施。以2002年年产400万吨钢的济南钢铁公司为例，其排放的高炉渣72万吨，出渣时液态高炉渣的温度为1450℃左右，其可回收的余热每年达4.28万吨标准煤。可见，高温液态高炉渣中含有大量的能量。但是由于高炉渣的数量最大，出渣的时间短、出渣速度大，热量回收的难度较大。目前，国内外对高温渣热量利用的研究主要集中在燃煤锅炉的高温灰渣等方面，几乎没有高温液态高炉渣热量利用方面的文献发表。对燃煤电厂等用煤作燃料的锅炉燃烧过程所排放的高温灰渣，国内刚刚开始进行风(空气)等冷却和热量回收技术的研究。国内外的研究主要集中在灰渣的风冷、风或烟气和水联合冷却、冷渣器的设计和实验研究、数值仿真及如何提高锅炉的热效率等方面。也可以用向前推进的螺旋叶轴以及壳体夹套内的冷却水带走渣的热量，并回收冷却水带走的热来完成对渣中热量的回收。在炼铁炼钢过程产生的冶金渣热量的利用方面，研究表明高温液态的高炉渣可作为热源，可用于煤的气化。可对液态渣在电炉内的流动和传热进行三维数值模拟研究，以探讨电炉冶炼的热效率和热量利用。由于液态钢铁渣含有大量的能源，可用熔盐介质进行回收其热量。目前，在冶金企业中，回收热量唯一成功的例子是干法熄焦。此法普遍采用的是用惰性气体(CO2、N2)作为吸收炽热焦炭的介质。即在一个密闭装置里，大约经过2.5h的冷却，N2将1000℃左右的高温焦炭冷却到250℃左右，再由废热锅炉回收提高了温度的惰性气体的热量。经降温和除尘后的气体，继续循环用于干法熄焦。而我国高炉渣全部采用水淬，还没有采用空冷(或惰性气体冷却)的企业；对转炉钢渣有2-3个厂家进行气碎，但没有对液态炉渣的大量热量进行回收利用。并且炉渣采用水淬，将耗费大量的水量，其水渣比在8-15∶1左右。国外(主要是日本)在转炉钢渣方面有风冷方法的研究，并能同时进行热量的回收(冷却的主要目的是渣的粒化)，但其技术没有公开；对高炉渣还未开展相关的研究工作。由于液态高炉渣能量利用存在相当的难度和其它方面的原因，从国内外已发表的文献和已申报的专利看，对高温炉渣显热的利用，国内还没有开展此方面的研究工作，没有成熟的和可资借鉴的技术；国外对此方面的研究也未见相关报道。即在世界范围内，对高炉炼铁产生的高温液态高炉渣含有的物理热和相变热等均没有有效的工业化回收方法。对液态高炉渣的热量回收，存在两个关键问题一是液渣的粒化；二是如何最有效地进行高温炉渣与冷却气体的热交换，使回收的热效率最高。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种液态高炉渣热量回收装置，以达到有效地回收利用高温液态高炉渣物理热的目的。本专利技术的另一个目的是提供使用所述装置回收液态高炉渣热量的方法。本专利技术解决了液渣热量回收的两个关键问题一是液渣的粒化；二是如何最有效地进行高温炉渣与冷却气体的热交换，使回收的热效率最高。本专利技术的目的是这样实现的液态高炉渣热量回收装置，其特征在于主要由圆筒型密闭容器、液渣浇口、粒化装置、冷却气体喷吹装置、粒渣的密封和清渣装置组成；液渣浇口设于密闭容器顶部，浇口的外沿与密闭容器间密封；圆筒型密闭容器内，液渣浇口的下部设有由电机及传动系统带动的粒化装置；圆筒型密闭容器顶部设有出气口；所述粒化装置采用罩杯式粒化装置或轮辐式粒化装置，通过高速旋转和离心力的作用，将液态高炉渣沿粒化装置上部甩出、碰撞破碎；所述粒化装置为轮辐式圆盘或罩杯式圆盘结构，中心部位为实心圆盘或罩杯；圆盘或罩杯四周呈辐射状往外设置菱条；圆盘或罩杯在整个轮辐菱条中心往下凹；圆盘或罩杯的底部通过传动系统与电机连接；所述轮辐菱条的断面为三角形，菱条上间隔横向和向上布置5-7个刺。冷却气体喷吹装置成环状设于密闭容器的圆筒锥形部分的下部靠近存放被冷却后粒渣的位置，气体从成环状的气体喷吹装置喷出；所述气体喷吹装置是在密闭容器的内部壁面设置的环形耐热钢管，在环形钢管的同一水平截面的不同角度上加工小孔，两个相邻孔的角度为30度，最中间的孔的角度是垂直向上的；采用压缩空气对高温液态高炉渣和粒化后的渣进行冷却。密封和清渣装置设于密闭容器的底部。所述密闭容器上、下部分做成锥筒体，上部的锥筒体尺寸应相对下部较短；用耐热钢板制作，中间可通水冷却或直接采用耐火材料内衬。所述密封和清渣装置为上、下两块重力锤平衡绞链结构的钢板开关，上、下钢板开关之间为下一个密封箱；上、下两块钢板的开和关设为相反。液态高炉渣热量回收方法，其特征在于包括如下步骤1)将液态高炉渣通过液渣浇口流入圆筒型密闭容器内；2)由位于密闭装置上方的粒化装置将液渣粒化成较小的颗粒；3)液渣在粒化过程中、以及高温粒渣在流态化逐渐下落的过程中，与冷却气体进行热交换；4)经过热交换的高温气体从圆筒型密闭容器顶部的出气口排出，采用有关方法对高温气体的热量进行回收利用。采用本专利技术具有如下优点1、采用本专利技术可在较短的时间范围内，将在液渣粒化成较小的颗粒的过程和随后的高温粒渣在流态化逐渐下落的过程中，液渣中所含有的热量能够有效地与冷却气体进行热交换。从液渣被粒化、高温粒渣逐渐被冷却的过程中，通过本专利技术的装置，使粒化的渣的粒度比较细小；使高温粒渣在密闭容器内的停留时间比较长(密闭装置的筒体高度较高、粒渣在容器内尽可能实现流态化)，从而保证液态高炉渣与冷却气体(一般采用空气或氮气)间热交换的有效性；从而能够有效回收液态高炉渣含有的热量。2、在较短的时间范围内使液渣粒化成较小的颗粒，是保证回收液渣热量效果的关键之一。采用本专利技术装置能够在较短的时间范围内获得比较均匀、细小的颗粒渣。颗粒越细，渣与气体进行有效热交换的时间就越短，颗粒渣内部的热量就越容易传出到颗粒的表面而与气体进行热交换。颗粒越细小，颗粒被急冷的速度就越快，颗粒渣的质量(包括强度、活性等指标。强度越高；粒渣储存的表面能越大，活性越好)就越好。3、本专利技术采用气冷技术冷却液态高炉渣，经热交换后的高温气体用作余热锅炉发电、用于热风炉等，气体经补充一部分新的气体后循环对高炉渣进行冷却。本专利技术能回收大量的能源，同时将液态高炉渣等的冷却由水冷改为气冷，显著节省冷却水量，可节约大量的水资源；可消除冷却水的二次污染，保证冷却后渣的物化性质与水淬的渣相似或更好，并可在国内各冶金企业推广应用。附图说明图1是本专利技术液态高炉渣热量回收装置的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是本专利技术中冷却气体喷吹装置结构示意图。具体实施例方式如图1所示，液态高炉渣热量回收装置，主要由圆筒型密闭容器1、液渣浇口2、粒化装置3、冷却气体喷吹装置4、粒渣的密封和清渣装置5组成；液渣浇口2设于圆筒型密闭容器1顶部，浇口的外沿与密闭容器间密封；圆筒型密闭容器1内，液渣浇口2的下部设有由电机及传动系统7带动的粒化装置3；圆筒型密闭容器1顶部设有出本文档来自技高网...

【技术保护点】
液态高炉渣热量回收装置，其特征在于主要由圆筒型密闭容器（１）、液渣浇口（２）、粒化装置（３）、冷却气体喷吹装置（４）、粒渣的密封和清渣装置（５）组成；液渣浇口（２）设于密闭容器（１）顶部，浇口的外沿与密闭容器间密封；圆筒型密闭容器（ １）内，液渣浇口（２）的下部设有由电机及传动系统（７）带动的粒化装置（３）；圆筒型密闭容器（１）顶部设有出气口（６）；冷却气体喷吹装置（４）成环状设于密闭容器（１）的圆筒锥形部分的下部靠近存放被冷却后粒渣的位置，气体从成环状的气体喷 吹装置喷出；密封和清渣装置（５）设于密闭容器（１）的底部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈登福，刘清才，佐祥均，邱贵宝，温良英，董凌燕，孙善长，白晨光，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]