一种高温工业渣研磨余热利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高温工业渣研磨余热利用系统，包括研磨设备、研磨介质储存筒、余热发电设备和引风机，所述研磨设备和研磨介质储存筒连通形成介质循环回路，所述研磨介质储存筒、余热发电设备和引风机依次连通形成余热发电回路。由此，研磨媒介对高温工业渣进行研磨并跟工业渣热交换后，通过介质循环回路回至研磨媒介筒，通过余热发电回路将空气引入研磨媒介筒中与研磨媒介进行热交换，从而既实现了工业渣的研磨，又能对高温工业渣的高热能进行利用。

【技术实现步骤摘要】
一种高温工业渣研磨余热利用系统
本技术涉及工业废渣处理
，尤其涉及一种高温工业渣研磨余热利用系统。
技术介绍
在工业领域，采矿和冶炼工业生产过程中会产生各种工业废渣。工业渣绝大部分出炉时具有较高温度，比如锅炉渣（700-1000℃），冶金渣（1200-1600℃），化工渣（600-1200℃）。 随着社会经济的迅速发展，工业废渣日益增多，它不仅对城市环境造成巨大压力，而且限制了城市的发展。目前通常采用“冷却+分选+综合利用”三步法对工业高温渣进行处理和利用。工厂生产产生的高温工业渣往往采用自然或强制冷却，这会造成大量的热能浪费，据相关研究报告显示：锅炉渣每个单位年节能价值在30-500万元，冶金渣在500-8000万元，甚至上亿元。工业渣的分选往往先采用破碎、筛分工艺进行，主要是为了从废渣中回收附加值高的金属元素，同时为后续综合利用提供条件，而分选的前提是废渣需要研磨至粒径在20mm以下，更优粒径在10mm以下，最优粒径在5mm以下。工业渣的综合利用往往根据工业渣的类别、成分进行变废为宝。比如用作建材、制作水泥及制品、微晶玻璃、钙镁磷肥等。现有技术中有少量高温工业渣热能利用的研究。主要分为两类，一是热交换，二是热功转化。热交换技术是最直接的经济方式，主要是以热水、热风形式回收。热功转换技术可提高余热的品位，获得最大经济价值，如以水为工质的蒸汽透平发电，和以低沸点工质的有机工质发电热功转化。不管哪种热能利用技术，都需要冷却介质跟高温工业渣直接接触或者间接接触，从而获得热交换能量。间接接触技术一般是在高温工业渣容器或者出渣溜槽外壁敷设管道，管道内通入水或者空气从而跟高温工业渣进行间接热交换。但是往往受管道铺设方式的限制，管道铺设空间有限，从而导致热交换效率有限，无法做到工业应用，同时后续对冷却后的工业渣的分选利用前还是需要配置研磨设备（破碎机、磨机等）。直接接触技术即在高温工业渣放流过程中，精确控制渣流速度，采用空气或者水对高温工业渣进行冷却，高温工业渣被冷却的同时也被粒化。但是这个冷却方式对工业渣的适应性差，即流动性不好的工业渣很难被粒化，后续对工业渣的分选利用前仍然需要配置研磨设备（破碎机、磨机等）才能得到满足要求粒径的产品。除此之外，还有以下弊端：对于用空气作为冷却介质来说，效率低，污染大，工业渣中的金属（铁、镁等）容易氧化，不利于后续金属回收，热能难以收集利用；而用水作为冷却介质来说，高温工业渣遇水容易发生爆炸，危险性大，同时水中含有大量颗粒杂质和悬浮物（0-0.25mm），如果是处理碱性大的工业渣（PH=7-13）的，进行热能利用时，换热器和输送管道内表面结垢现象十分严重，直接影响热换器的使用性能，也最终影响后续热能利用效果。对于冷却后的工业渣，分选利用之前，必须利用研磨设备对其进行研磨，现有技术中的研磨设备通常使用磨机，根据筒体中心轴与水平面的相对关系，分为卧式磨机和立式磨机。其工作原理分别如下：卧式磨机一般为一焊接筒体，物料由磨机进料端空心轴装入筒体内，当磨机筒体转动时候，研磨介质和物料由于惯性和离心力作用，摩擦力的作用，使它附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时候，由于其本身的重力作用而被抛落，下落的研磨介质像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。立式磨机一般为一焊接筒体，内壁附有保护衬板、筒体中心设置一搅拌轴，搅拌轴的径向设有间隔排列的若干旋叶（或推杆），利用搅拌轴及旋叶（或推杆）带动研磨介质做强制机械剪切研磨作用，使物料与研磨介质充分接触、研磨。所以这两种方式研磨的关键是研磨介质需要快速运动。这两种方式磨机缺点分别如下：现有卧式磨机：1）工作效率低，据相关资料显示，输入的功率用于粉碎物料(做有用功)的功率消耗只占整体设备电能消耗的一小部分，约5%～7%，而绝大部分电能消耗于其他方面，主要是转变为热能和声能而消失掉，这是一项很大的浪费。2）体型笨重，大型的总重量可达几百吨以上，这样一次性投资必然很大生产成本高。3）研磨介质在冲击和研磨物料的同时，本身也要受到磨剥，筒体内的衬板等零件也被磨剥，因此在整个生产过程中，所消耗的衬板量是很多的，据有关资料分析，大约每生产一吨产品消耗为1kg左右的衬板。4）卧式安装不利于物料流动，研磨好的物料不能及时出磨造成过磨粉，形成浪费。立式磨机：1）搅拌轴及旋叶（或推杆）埋入研磨介质中，相关零部件消耗极大。2）搅拌轴及旋叶（或推杆）埋入研磨介质中，做旋转运动时需要克服的阻力加大，对驱动装置造成不利影响。因此，从节能、环保角度考虑，寻求一种既能对高温工业渣的高热能进行利用，又能以成本低、占地少、流程短的工艺和装置实现工业渣的研磨，最终实现分选、利用显得尤为重要。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种既实现工业渣的研磨，又能对高温工业渣的高热能进行利用的高温工业渣研磨余热利用系统。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：一种高温工业渣研磨余热利用系统，包括研磨设备、研磨介质储存筒、余热发电设备和引风机，所述研磨设备和研磨介质储存筒连通形成介质循环回路，所述研磨介质储存筒、余热发电设备和引风机依次连通形成余热发电回路。高温工业渣指的是温度≥600℃的工业渣。由此，高温工业渣和研磨介质引入研磨设备中，研磨媒介对高温工业渣进行研磨并跟高温工业渣充分热交换后，通过介质循环回路可以回至研磨媒介筒，通过引风机将空气引入研磨媒介筒中并通过研磨媒介堆缝中对研磨媒介进行充分冷却，高温空气从研磨媒介筒接入余热发电设备用于发电，经过内部循环高温空气被冷却，然后通过引风机将冷却后空气送入高位研磨媒介筒的下部，进行下一个气体利用循环；冷却后的研磨媒介通过介质循环回路流入研磨设备，进行下一个工艺处理流程，循环利用。从而既实现了工业渣的研磨，又能对高温工业渣的高热能进行利用。作为上述技术方案的进一步改进：所述研磨设备包括上下两端均开口的外筒，以及可周向旋转同时可轴向运动的搅拌机构，所述搅拌机构从外筒的下端开口伸入外筒中，所述外筒和搅拌机构之间具有供研磨后的工业渣掉落的间隙。高温工业渣会在重力作用下钻入研磨设备中的研磨媒介堆所形成的空隙中，从而使得研磨媒介和高温工业渣充分进行热交换，同时伴随着研磨设备的搅拌机构仓的运动（搅拌机构仓可设置为单一顺时针或者单一逆时针运动，也可设置为顺时针和逆时针往返运动，也还可在旋转同时做垂直方向上下运动），如此，高温工业渣因跟研磨设备中的研磨媒介发生热交换而温度降低的同时又被研磨媒介所充分研磨，从而获得满足后续分选、利用所需粒径的成品工业渣，研磨媒介也因此获得高能热能，为后续热能高效利用提供条件。所述搅拌机构的顶端面倾斜设置，目的是使研磨设备的搅拌机构仓在运动过程中（或转动或一边转动一边上下移动）通过改变搅拌机构仓顶平面的物理位置迫使堆压在其顶平面的研磨媒介被动地发生或滑动或滚动的复合运动，从而迫使充盈在研磨媒介堆缝中的工业渣充分被研磨，也使得高温工业渣和研磨媒介充分热交换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温工业渣研磨余热利用系统，其特征在于，包括研磨设备（2）、研磨介质储存筒（9）、余热发电设备（11）和引风机（12），所述研磨设备（2）和研磨介质储存筒（9）连通形成介质循环回路，所述研磨介质储存筒（9）、余热发电设备（11）和引风机（12）依次连通形成余热发电回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温工业渣研磨余热利用系统，其特征在于，包括研磨设备（2）、研磨介质储存筒（9）、余热发电设备（11）和引风机（12），所述研磨设备（2）和研磨介质储存筒（9）连通形成介质循环回路，所述研磨介质储存筒（9）、余热发电设备（11）和引风机（12）依次连通形成余热发电回路。


2.根据权利要求1所述的高温工业渣研磨余热利用系统，其特征在于，所述研磨设备（2）包括上下两端均开口的外筒（21），以及可周向旋转同时可轴向运动的搅拌机构（22），所述搅拌机构（22）从外筒（21）的下端开口伸入外筒（21）中，所述外筒（21）和搅拌机构（22）之间具有供研磨后的工业渣掉落的间隙。


3.根据权利要求2所述的高温工业渣研磨余热利用系统，其特征在于，所述搅拌机构（22）的顶端面倾斜设置。


4.根据权利要求3所述的高温工业渣研磨余热利用系统，其特征在于，所述搅拌机构（22）的顶端面与搅拌机构轴向中心线的夹角α为30°-75°。


5.根据权利要求2-4任一项所述的高温工业渣研磨余热利用系统，其特征在于，所述搅拌机构（22）包括转轴（221）和固定于转轴（221）顶端的筛板（222），所述转轴（221）的外圆周上固定有一环形挡板（223），所述环形挡板（223）的外缘相对环形挡板（223）的内缘朝下倾斜。


6.根据权利要求2-4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗姣，李小会，
申请(专利权)人：罗姣，李小会，
类型：新型
国别省市：广东;44