本发明专利技术公开了一种高炉熔渣造粒和余热回收系统，涉及高炉熔渣余热回收领域，包括高炉、高压熔渣输送装置、熔渣造粒流化床装置、超临界CO2再压缩动力循环系统及低温熔渣热回收装置，所述高炉与所述熔渣造粒流化床装置之间设有高压熔渣输送装置，所述熔渣造粒流化床装置与所述低温熔渣热回收装置相连接，所述超临界CO2再压缩动力循环系统分别与所述熔渣造粒流化床装置、低温熔渣热回收装置相连接。本发明专利技术引进超临界CO2再压缩循环技术，同时采用超临界CO2气流作为冷却介质，提高余热回收效率的同时，生产优质炉渣产品。生产优质炉渣产品。生产优质炉渣产品。
【技术实现步骤摘要】
一种高炉熔渣造粒和余热回收系统
[0001]本专利技术涉及高炉熔渣余热回收领域，具体涉及一种高炉熔渣造粒和余热回收系统。
技术介绍
[0002]钢铁工业能耗约占我国总能耗的10％～15％，炉渣显热是重要的二次能源。我国2010年生铁产量约5.9亿吨，产生高炉渣约1.8亿吨，高炉渣带走显热约为2.7
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108GJ，折合标准煤约920万吨。回收高炉渣余热对钢铁工业节能减排，提高能源利用效率有重要意义。
[0003]高炉渣作为一种具有潜在活性的胶凝材料，在建材工业中起着越来越重要的作用，已经成为水泥混凝土不可或缺的功能性材料。目前，国内外高炉渣的处理方法主要采用水淬法，得到非晶态炉渣产品，可作水泥熟料替代物，获得较高附加值和环境效益。水淬炉渣的高温余热被转化为冲渣水的低温余热，浪费了高炉渣的大量高品质余热，同时存在水耗高的问题。干式显热回收技术可解决传统水淬工艺无法回收高温熔渣显热的问题，受到了国内外的研究者越来越多的关注，具有工业应用前景的主要包括风淬法、转杯法等技术。干式显热回收技术也面临着回热回收效率低、炉渣产品低质等问题。
[0004]超临界CO2流体具有温和的临界点(32℃，7.38MPa)和良好的热力学性能，高传热效率、良好的流动性、无毒且具有良好的稳定性，已作为工作介质应用于制冷、热泵等系统中；超临界CO2循环具有较高的循环效率，在燃气轮机以及飞机、船舶引擎系统中已得到广泛应用。相较于传统的蒸汽朗肯循环，以超临界CO2作为循环工质的循环发电系统可以实现更高的发电效率，并大幅度减小压缩机以及透平设备的尺寸，降低投资和运行维护的成本，是一种可能在未来一二十年内带来革命性突破的发电技术。
[0005]在高炉熔渣余热回收领域，提高炉渣的冷却速度以保证炉渣产品品质与提升余热回收效果对高温熔渣造粒和余热回收系统至关重要。现有高炉熔渣余热回收技术存在造粒品质差和余热回收利用效率低的问题和技术缺陷，因此，现在提出一种新的技术方案。
技术实现思路
[0006]为解决上述问题，本专利技术公开了一种高炉熔渣造粒和余热回收系统，引进超临界CO2再压缩循环技术，同时采用超临界CO2气流作为冷却介质，提高余热回收效率的同时，生产优质炉渣产品。
[0007]为了达到以上目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高炉熔渣造粒和余热回收系统，包括高炉、高压熔渣输送装置、熔渣造粒流化床装置、超临界CO2再压缩动力循环系统及低温熔渣热回收装置，所述高炉与所述熔渣造粒流化床装置之间设有高压熔渣输送装置，所述熔渣造粒流化床装置与所述低温熔渣热回收装置相连接，所述超临界CO2再压缩动力循环系统分别与所述熔渣造粒流化床装置、低温熔渣热回收装置相连接。造粒超临界CO2气流和冷却流化超临界CO2气流压力在7.2-7.5MPa之间，温度在30-34℃之间，最佳参数是7.4MPa/32℃。
[0008]作为本专利技术的一种改进，所述高压熔渣输送装置包括液态熔渣管道及高压熔渣阀，所述熔渣造粒流化床装置包括造粒流化床炉膛、尾部烟道、旋风除尘装置、冷却器、CO2高压泵、造粒风管道、流化风管道及熔渣颗粒输运管道，所述超临界CO2再压缩动力循环系统包括发电机、超临界CO2透平、主压缩机、再压缩机、循环工质冷却器、低温回热器、高温回热器、炉膛受热面、尾部烟道受热面和低温熔渣室受热面，所述低温熔渣热回收装置包括低温熔渣室、熔渣颗粒管、空气预热器和卸料管。
[0009]作为本专利技术的一种改进，所述高炉与所述造粒流化床炉膛之间设有液态熔渣管道，且所述液态熔渣管道上设有高压熔渣阀。
[0010]作为本专利技术的一种改进，所述造粒流化床炉膛、尾部烟道、旋风除尘装置、冷却器、CO2高压泵依次连接，所述CO2高压泵通过所述造粒风管道与所述造粒流化床炉膛上端内腔相连通，所述CO2高压泵通过所述流化风管道与所述造粒流化床炉膛底部内腔相连通，所述造粒流化床炉膛底部内腔通过熔渣颗粒输运管道与所述低温熔渣室相连通，所述低温熔渣室与所述空气预热器之间通过熔渣颗粒管相连接，所述空气预热器外接卸料管。
[0011]作为本专利技术的一种改进，所述发电机与所述超临界CO2透平连接，所述超临界CO2透平、高温回热器、低温回热器依次连接，所述低温回热器、循环工质冷却器、主压缩机依次连接，所述低温回热器与所述再压缩机连接，所述主压缩机与所述低温回热器相连接，所述主压缩机与所述尾部烟道受热面相连接，所述低温回热器出口与所述再压缩机出口工质汇合后一路与所述高温回热器相连接、另一路与所述低温熔渣室受热面相连接，所述高温回热器出口与所述低温熔渣室受热面出口工质汇合后进入所述炉膛受热面，所述炉膛受热面出口和所述尾部烟道受热面出口工质汇合后与所述超临界CO2透平相连接。
[0012]作为本专利技术的一种改进，所述尾部烟道受热面置于所述尾部烟道内，所述炉膛受热面置于所述造粒流化床炉膛内，所述低温熔渣室受热面置于所述低温熔渣室内。
[0013]作为本专利技术的一种改进，所述造粒流化床炉膛操作压力为7.2-7.5MPa，所述液态熔渣管道进出口压差在7.4MPa以上，所述造粒流化床炉膛内造粒处熔渣颗粒温度为750-850℃，所述造粒流化床炉膛底部出口处熔渣颗粒温度为550-650℃，所述空气预热器入口处熔渣颗粒温度为300-400℃、出口处熔渣颗粒温度为30-70℃，所述空气预热器空气入口处温度为20-30℃，所述CO2高压泵入口压力为6.5-7.2MPa、入口温度为15-25℃，所述炉膛受热面进口循环工质压力为20.5-30.5MPa、温度为450-550℃，所述尾部烟道入口气流温度为750-850℃、出口气流温度为50-120℃，所述超临界CO2透平进口循环工质压力为20-30MPa、温度为650-750℃。
[0014]作为本专利技术的一种改进，所述造粒流化床炉膛操作压力为7.4MPa，所述造粒流化床炉膛内造粒处熔渣颗粒温度为800℃，所述造粒流化床炉膛底部出口处熔渣颗粒温度为600℃，所述空气预热器入口处熔渣颗粒温度为350℃、出口处熔渣颗粒温度为50℃，所述空气预热器空气入口处温度为25℃，所述CO2高压泵入口处压力7.0MPa、温度为20℃，所述炉膛受热面进口循环工质压力25.5MPa、温度为500℃，所述尾部烟道入口气流温度为800℃、出口气流温度为100℃，所述超临界CO2透平进口循环工质压力为25MPa、温度为700℃。
[0015]作为本专利技术的一种改进，所述高温回热器热侧进口循环工质压力为8-10MPa、温度为500-600℃，所述高温回热器冷侧进口循环工质压力为20.5-30.5MPa、温度在260-300℃，所述低温回热器热侧进口循环工质压力为8-10MPa、温度在300-350℃，所述低温回热器热
侧出口循环工质压力为8-10MPa、温度为100-150℃，所述低温回热器冷侧进口循环工质压力为20.5-30.5MPa、温度为80-120℃，所述主压缩机进口循环工质压力为8-10MPa、温度为30-35℃。
[0016]作为本专利技术的一种改本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
400℃、出口处熔渣颗粒温度为30-70℃，所述空气预热器(53)空气入口处温度为20-30℃，所述CO2高压泵(35)入口压力为6.5-7.2MPa、入口温度为15-25℃，所述炉膛受热面(47)进口循环工质压力为20.5-30.5MPa、温度为450-550℃，所述尾部烟道(32)入口气流温度为750-850℃、出口气流温度为50-120℃，所述超临界CO2透平(41)进口循环工质压力为20-30MPa、温度为650-750℃。8.根据权利要求7所述的一种高炉熔渣造粒和余热回收系统，其特征在于：所述造粒流化床炉膛(31)操作压力为7.4MPa，所述造粒流化床炉膛(31)内造粒处熔渣颗粒温度为800℃，所述造粒流化床炉膛(31)底部出口处熔渣颗粒温度为600℃，所述空气预热器(53)入口处熔渣颗粒温度为350℃、出口处熔渣颗粒温度为50℃，所述空气预热器(53)空气入口处温度为25℃，所述CO2高压泵(35)入口处压力7.0MPa、温度为20℃，所述炉膛受热面(47)进口循环工质压力25.5MPa、温度为500℃，所述尾部烟道(32)入口气流温度为800℃、出口气流温度为100℃，所述超临界CO2透平(41)进口循环工质压力为25MPa、温度为700℃。9.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：段伦博，吴柯，卢欲晓，鲍中凯，黄宇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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