一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及冶金固废资源化利用技术领域，特别涉及一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置和方法，包括烟气淬化室，为空腔结构，其顶部设有熔融钢渣入口，其侧面设有淬化烟气入口，且通过其喷射进入石灰窑富CO2烟气对熔融钢渣淬化和碳化，所述烟气淬化室设有石灰窑富CO2烟气换热管；风扇磨造粒室，位于所述烟气淬化室后端，用于接收并加工在所述烟气淬化室内形成的钢渣；流化床碳酸化反应室，与所述石灰窑富CO2烟气换热管连通并位于所述风扇磨造粒室后端，用于接收并加工在所述风扇磨造粒室加工形成的钢渣；本发明专利技术两级粒化后粒径理想、f

【技术实现步骤摘要】
一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置和方法


[0001]本专利技术涉及冶金固废资源化利用
，特别涉及一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置和方法。

技术介绍

[0002]当前钢厂烟气碳排放量大，尤其是石灰窑烟气CO2浓度为20％左右。同时钢厂炼钢产出大量钢渣，其中转炉钢渣占比88％，处理工艺主要为水淬热闷法，主要成分为CaO(45％～65％)。但CO2和转炉钢渣处理或资源化利用效果非常不理想，具体体现在：
[0003](1)石灰窑烟气碳排放量大，部分因煅烧石灰石而产生的CO2不能通过替换燃料的方式实现CO2净零排放；(2)利用水淬热闷法处理转炉钢渣时，水资源浪费严重，另外水参与处理会提前激发钢渣胶凝活性，且水淬热闷法处理后的钢渣硬度大、较难磨，影响作为建材的应用；(3)转炉钢渣中存在游离氧化钙(f
‑
CaO)等，遇水生成Ca(OH)2，作为建材应用时会出现开裂现象影响其安定性；(4)熔融钢渣具有大量热能(约2.04GJ/t渣)，现今处理方法采用水对其进行急冷，产生的水蒸汽温度较低(约＜100℃)，且因水与钢渣未隔离直接接触，水蒸汽中含有大量粉尘，水被钢渣中重金属元素等污染。
[0004]上述问题使得热量回收效率低、回收过程中易发生换热器管道堵塞、且增加后续水处理成本，整体热能回收过程非常不理想，环境友好度极低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置和方法，以解决现有技术中钢厂CO2和转炉钢渣处理或资源化利用效果差的问题。为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来解决：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，包括：
[0007]烟气淬化室，为空腔结构，其顶部设有熔融钢渣入口，其侧面设有淬化烟气入口，且通过其喷射进入石灰窑富CO2烟气对熔融钢渣淬化和碳化，所述烟气淬化室设有石灰窑富CO2烟气换热管；
[0008]风扇磨造粒室，位于所述烟气淬化室后端，用于接收并加工在所述烟气淬化室内形成的钢渣；
[0009]流化床碳酸化反应室，与所述石灰窑富CO2烟气换热管连通并位于所述风扇磨造粒室后端，用于接收并加工在所述风扇磨造粒室加工形成的钢渣。
[0010]作为进一步的技术方案，还包括辐射对流余热锅炉，位于所述流化床碳酸化反应室后端，与所述烟气淬化室之间设置饱和水蒸汽换热管。
[0011]作为进一步的技术方案，还包括静态分离器，位于所述辐射对流余热锅炉后端。
[0012]作为进一步的技术方案，还包括用于收集成品钢渣的渣仓，其位于所述静态分离器后端。
[0013]作为进一步的技术方案，还包括用于对净烟气除尘的布袋除尘器，位于所述静态
分离器后端。
[0014]作为进一步的技术方案，还包括引风机和烟囱，位于所述布袋除尘器后端，通过所述引风机和所述烟囱排出净烟气。
[0015]作为进一步的技术方案，所述流化床碳酸化反应室外包裹有保温外壳。
[0016]作为进一步的技术方案，所述饱和水蒸汽换热管和所述石灰窑富CO2烟气换热管均从所述烟气淬化室下部进入，从上部引出。
[0017]作为进一步的技术方案，所述烟气淬化室上部设有储存熔融钢渣的熔融渣水仓。
[0018]第二方面，本专利技术提供了一种转炉渣烟气淬化固碳热回收方法，采用如第一方面的转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，包括以下步骤：
[0019]通过熔融钢渣入口向烟气淬化室内倾倒熔融钢渣，同时通过淬化烟气入口对着熔融钢渣喷射石灰窑富CO2烟气，对熔融钢渣进行淬化和碳化；处理后形成的钢渣与喷射石灰窑富CO2烟气混合进入风扇磨造粒室进行加工，进一步淬化和碳化；通过石灰窑富CO2烟气换热管将石灰窑富CO2烟气在烟气淬化室预热后送入流化床碳酸化反应室，与风扇磨造粒室处理后的钢渣进行固碳反应。
[0020]上述本专利技术的有益效果如下：
[0021](1)本专利技术石灰窑富CO2烟气作为淬化气体，钢渣在进行粒化的同时进行碳化，两级粒化后细钢渣在流化床碳酸化反应室中与烟气淬化室热管加热的石灰窑富CO2烟气混合，开展高效固碳反应，细钢渣碳酸化性能、固碳时间提升，固碳量增强，整体工艺流程中水未直接接触钢渣，钢渣在经过烟气淬化室和风扇磨造粒室两级粒化后粒径理想、f
‑
CaO基本消除、胶凝活性高，无需其他处理即可直接作为建材应用，资源化利用程度高。
[0022](2)本专利技术辐射对流余热锅炉回收碳化细钢渣与净烟气低温余热，同时流化床碳酸化反应室外包裹保温外壳，降低流化床碳酸化反应室空间散热量，提高系统余热回收效率，将水加热成饱和水蒸汽，饱和水蒸汽与石灰窑富CO2烟气在烟气淬化室回收粗钢渣高温余热，石灰窑富CO2烟气加热后流入流化床碳酸化反应室加速钢渣固碳反应，饱和水蒸汽加热至过热水蒸汽外供，高温、低温两级换热系统下，热回收效率提升。
附图说明
[0023]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。还应当理解，这些附图是为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。现在将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本专利技术，其中：
[0024]图1示出了本专利技术实施例中转炉渣烟气淬化固碳热回收装置的结构示意图。
[0025]图中：1、熔融渣水仓；2、高压风机；3、石灰窑富CO2换热管；4、粗钢渣；5、风扇磨造粒室；6、细钢渣；7、渣仓；8、碳化细钢渣；9、布袋除尘器；10、引风机；11、烟囱；12、静态分离器；13、辐射对流余热锅炉；14、饱和水蒸汽换热管；15、流化床碳酸化反应室；16、保温外壳；17、烟气淬化室。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术典型实施例中的技术方案进行清
楚、完整地描述。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，本实施例提供的一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，包括：
[0029]烟气淬化室17，为空腔结构，其顶部设有熔融钢渣入口，其侧面设有淬化烟气入口，且通过其喷射进入石灰窑富CO2烟气对熔融钢渣淬化和碳化，烟气淬化室17设有石灰窑富CO2烟气换热管；
[0030]风扇磨造粒室5，位于烟气淬化室17后端，用于接收并加工在烟气淬化室17内形成的钢渣；
[0031]流化床碳酸化反应室15，与石灰窑富CO2烟气换热管连通并位于风扇磨造粒室5后端，用于接收并加工在风扇磨造粒室5加工形成的钢渣。
[0032]装置中淬化气体为石灰窑富CO2烟气，熔融钢渣可在烟气淬化室进行快速淬化、初步碳化；初步粒化粗钢渣4在风扇磨造粒室5进行二级粒化的同时进一步碳化，钢渣经两级粒化、碳化后钢渣粒径理想；两级粒化细钢渣6和淬化烟气在流化床碳酸化反应室15与石灰窑富CO2换热管3预热的石灰窑富CO2烟气混合，进行高效固碳反应，二级粒化的钢渣粒径理想，钢渣碳酸化性能提高，钢渣在烟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，其特征在于，包括：烟气淬化室，为空腔结构，其顶部设有熔融钢渣入口，其侧面设有淬化烟气入口，且通过其喷射进入石灰窑富CO2烟气对熔融钢渣淬化和碳化，所述烟气淬化室设有石灰窑富CO2烟气换热管；风扇磨造粒室，位于所述烟气淬化室后端，用于接收并加工在所述烟气淬化室内形成的钢渣；流化床碳酸化反应室，与所述石灰窑富CO2烟气换热管连通并位于所述风扇磨造粒室后端，用于接收并加工在所述风扇磨造粒室加工形成的钢渣。2.如权利要求1所述的一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，其特征在于，还包括辐射对流余热锅炉，位于所述流化床碳酸化反应室后端，与所述烟气淬化室之间设置饱和水蒸汽换热管。3.如权利要求2所述的一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，其特征在于，还包括静态分离器，位于所述辐射对流余热锅炉后端。4.如权利要求3所述的一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，其特征在于，还包括用于收集成品钢渣的渣仓，其位于所述静态分离器后端。5.如权利要求3所述的一种转炉渣烟气淬化固碳热回收装置，其特征在于，还包括用于对净烟气除尘的布袋除尘器，位于所述静态分离器后端。6.如权利要求5所述的一种转炉渣烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，张书繁，张远军，程星星，王鲁元，张兴宇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：