一种粒化钢铁高温液态渣的新型余热锅炉制造技术

本发明专利技术涉及一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，包括汽淬介质加压加热系统、渣液喷吹系统、给水雾化系统、蒸发汽化部分、过热部分、蒸汽过滤净化部分和密闭排渣系统。本发明专利技术采用电磁感应加热蒸汽，大幅增加蒸汽在蒸汽引射雾化喷嘴内的动能，提高引射、破碎液态渣的能力；使用大流量的内混喷嘴，能够将高温液态渣形成细小的液滴；化学水雾化成雾滴，在液滴与雾滴直接换热过程中，瞬间雾滴吸热蒸发汽化，液滴冷却凝固。

【技术实现步骤摘要】
一种粒化钢铁高温液态渣的新型余热锅炉
本专利技术涉及冶金设备中的冶金渣处理和余热回收利用
，具体是指一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置。
技术介绍
钢铁冶金行业在冶炼过程中排出的渣是高温可流动的液态渣，出炉温度达1450—1650℃。目前，炼铁高炉高温液态渣粒化是采用水淬的方法，即利用高压水直接冲击液态渣粒化或在水中机械破碎粒化，水淬的高炉渣玻璃相含量高，粉磨后是水泥的混合材和混凝土的掺和料。水淬的弊端是高温液态渣的热量没有回收，而且为了使高温液态渣急速冷却消耗大量的水，同时渣中的硫化物随水蒸气飘入大气中，造成环境污染。钢渣和其他冶金渣的处理方法有多种形式，主要有冷弃法、热闷法、热泼法、盘泼水冷法、水淬法。水淬法又可分为倾翻罐—水淬法、开孔渣罐—水淬法、滚筒—水淬法和粒化轮—水淬法。多种钢渣处理方法同样是高温液态渣的热量没有回收、耗水，而冷弃法、热闷法、热泼法和盘泼法存在粒化效果差、大小不均、产生大量蒸汽，还需破碎、磁选、筛分，耗时耗能，工艺繁琐，生产成本高。当前，处于研究阶段的钢铁高温液态渣进行粒化并回收热量的工艺主要是转盘或转杯法和风淬法两种工艺。转盘和转杯法存在的问题是无法适应实际生产需要，小量粒化没有问题，当实际生产每小时几十吨高温渣液需要粒化时，转盘和转杯法就不适用，满足不了粒化要求。转盘和转杯法回收渣余热的方式是利用流化床结合移动床换热，冷却空气在流化床、移动床中与粒化渣逆流换热，通过换热，粒化渣被冷却，空气被加热，被加热的空气再流过锅炉受热面，和锅炉管中软水换热形成蒸汽。由于渣导热率低，风、渣逆流接触时间短，而渣的利用，需要渣迅速冷却形成玻璃体，才具备水硬活性，否则，渣不能被有效利用。为了使渣速冷形成玻璃相，必须加大换热风量，导致换热空气热品质、热效率低。风淬法是渣流自由下落中进入气体流场，在高速气流冲击下粒化。高速气流属于无限空间射流，射流形式是自由射流，流股不受器壁限制，渣流随气流飞散并在飞行中换热冷却。所以，风淬法耗气量大，渣流气流散开面积大，流股不受控制，造成罩式锅炉占地面积大，换热效率低。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，提供一种汽淬介质和喷吹方式和喷吹装置，提供钢铁高温液态渣在锅炉内得到粒化形成细小均匀渣粒并回收热量的工艺方法及设备。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，包括汽淬介质加压加热系统、渣液喷吹系统、给水雾化系统、蒸发汽化部分、过热部分、蒸汽过滤净化部分和密闭排渣系统。作为优选，汽淬介质加压加热系统包括启动锅炉和电磁感应蒸汽加热器。启动锅炉为设备启动时提供汽淬介质蒸汽，启动锅炉为高压锅炉，可以是燃煤、燃气或电锅炉，倾向于启动时间短、调整反应快的燃气或电锅炉。启动锅炉只有设备启动或事故重启时使用，现场有汽源也可不设启动锅炉。作为优选，电磁感应蒸汽加热器包括加热管、电源与水冷和温度测量控制，加热管直接连接蒸汽管道，其结构由里到外分别为中心管、感应管、刚玉管、保温层、感应线圈和外壳。电源与水冷部分的电源部分是由中频电源和电容柜两部分构成，可将50Hz的交流电转变为1千－10千Hz的中频电流；由于中频电流强度较大，运行时线圈上会产生大量的热量，为此采用中空线圈通水冷却。电磁感应蒸汽加热器加热汽淬介质蒸汽，提高蒸汽热焓，增加喷射动能。作为优选，渣液喷吹系统包括上喷蒸汽引射雾化喷嘴，上喷蒸汽引射雾化喷嘴包括同轴设置的底部蒸汽喷射管、吸入室、吸入室一侧水平接入的渣液管、收缩段和喉口段组成的混合管，蒸汽喷射管一侧接于蒸汽管道，另一侧接入吸入室，混合管同轴一侧连接吸入室，而混合管的出口即是喷嘴喷口。作为优选，渣液喷吹系统分别安装于蒸发汽化锅筒和过热器锅筒内。作为优选，给水雾化系统包括安装在蒸发汽化锅筒内的雾化喷嘴，雾化喷嘴为汽、水内混雾化喷嘴。给水雾化系统是经低温加热、除氧、给水泵、高温加热的高压化学水，送入安装在蒸发汽化锅筒内的雾化喷嘴。作为优选，蒸发汽化部分包括蒸发汽化锅筒，蒸发汽化锅筒竖直安装于钢结构框架上，蒸发汽化锅筒顶部接有蒸汽出口，蒸发汽化锅筒依次接入给水雾化系统的雾化高压给水管、雾化蒸气管，渣液喷吹系统的渣液管、喷射蒸汽管；蒸发汽化锅筒底部的封底两侧连接密闭排渣系统。蒸发汽化锅筒是由合金耐热钢板卷制焊接的圆柱形承压锅筒，圆柱形锅筒筒体竖直安装于钢结构框架上，锅筒筒体上部三分之一处直径大于底部直径，之间圆弧过渡；筒体顶部为半球形封头，封头中心接蒸汽出口；筒体三分之二处依次接入给水雾化系统的雾化高压给水管、雾化蒸气管，渣液喷吹系统的渣液管、喷射蒸汽管；筒体底部亦为半球形封底，封底两侧连接密闭排渣系统。筒体内腔三分之二以下为蒸发汽化段，上部三分之一处汽水分离、渣沉降段；蒸发汽化段安装有上喷蒸汽引射雾化喷嘴、汽、水内混雾化喷嘴；筒体底部安装有圆盘排料机构；筒体外壁设有保温层、测温、测压孔。作为优选，蒸发汽化锅筒的筒体内高三分之二处设置有化学水雾化喷嘴，其下部设有渣液粒化喷嘴，所述化学水雾化喷嘴喷出的水雾滴和渣液粒化喷嘴喷出的渣液滴直接换热，雾滴吸热蒸发汽化，液滴冷却凝固。作为优选，过热部分包括过热器锅筒，过热器锅筒三分之二处接入渣液喷吹系统的渣液管、喷射蒸汽管，过热器锅筒底部接入由蒸发汽化锅筒顶部引出的蒸汽管；过热器锅筒顶部开有过热蒸汽出口，内腔三分之二处安装有上喷蒸汽引射雾化喷嘴，过热器锅筒底部安装有圆盘排料机构。过热器锅筒也是由合金耐热钢板卷制焊接的圆柱形承压锅筒,筒体结构、形状和蒸发汽化锅筒相同；筒体三分之二处接入渣液喷吹系统的渣液管、喷射蒸汽管；底部接入由蒸发汽化锅筒顶部引出的蒸汽管；过热筒体顶部开有过热蒸汽出口；过热筒体内腔三分之二以下为过热段，上部为沉降段；内腔三分之二处安装有上喷蒸汽引射雾化喷嘴，筒体底部也安装有圆盘排料机构；筒体外壁设有保温层、测温、测压孔。作为优选，蒸汽过滤净化部分包括设置在蒸发汽化锅筒顶部的蒸汽出口管内、过热筒体顶部过热蒸汽出口管内的陶瓷过滤器和活性炭、氧化锌净化器。陶瓷过滤器过滤漂浮于蒸汽中纳米级的渣粉，活性炭、氧化锌脱除汽淬过程中可能产生的气态硫化物SO2和H2S。避免对汽轮机造成伤害，影响汽轮机运行。对比现有技术，本专利技术的有益效果在于：通过使用电磁感应加热蒸汽，使蒸汽温度高达650℃，大幅增加蒸汽在蒸汽引射雾化喷嘴的动能，增强了在喷嘴内的引射，破碎液态渣的能力；在于使用大流量大通道的内混喷嘴，能够将高温液态渣连续地形成细小的液滴；在于化学水是在喷嘴中雾化成雾滴。附图说明附图1为本专利技术的系统示意图；附图2为本专利技术蒸发汽化部分锅筒结构示意图；附图3为本专利技术电磁感应蒸汽加热器示意图；附图中所示标号：1、蒸发汽化锅筒：2、过热器锅筒：3、电磁感应蒸汽加热器：31、加热器内管：32、感应加热管：33、耐热陶瓷管：34、保温层：35、感应线圈：4、化学水雾化喷嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，其特征在于：包括汽淬介质加压加热系统、渣液喷吹系统、给水雾化系统、蒸发汽化部分、过热部分、蒸汽过滤净化部分和密闭排渣系统（7）。/n

【技术特征摘要】
1.一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，其特征在于：包括汽淬介质加压加热系统、渣液喷吹系统、给水雾化系统、蒸发汽化部分、过热部分、蒸汽过滤净化部分和密闭排渣系统（7）。


2.根据权利要求1所述的一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，其特征在于：所述汽淬介质加压加热系统包括启动锅炉（8）和电磁感应蒸汽加热器（3）。


3.根据权利要求2所述的一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，其特征在于：所述电磁感应蒸汽加热器（3）包括加热管、电源与水冷及温度测量控制，所述加热管直接连接到蒸汽管道，所述加热管由里到外分别为中心管、感应管、刚玉管、保温层、感应线圈和外壳。


4.根据权利要求1所述的一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，其特征在于：所述渣液喷吹系统包括上喷蒸汽引射雾化喷嘴，所述上喷蒸汽引射雾化喷嘴包括同轴设置的底部蒸汽喷射管、吸入室、吸入室一侧水平接入的渣液管、收缩段和喉口段组成的混合管，所述蒸汽喷射管一侧接于蒸汽管道，另一侧接入吸入室，所述混合管同轴一侧连接吸入室，所述混合管的出口为喷嘴喷口。


5.根据权利要求4所述的一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，其特征在于：所述渣液喷吹系统分别安装于蒸发汽化锅筒（1）和过热器锅筒（2）内。


6.根据权利要求1所述的一种冶金高温液态渣汽淬粒化以及余热利用装置，其特征在于：所述给水雾化系统包括安装在蒸发汽化锅筒（1）内的雾化喷嘴，所述雾化喷嘴为汽、水内混雾化喷嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志远，郁国忠，
申请(专利权)人：上海驰春节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31