一种冶金熔渣倾斜式离心粒化及余热回收装置系统制造方法及图纸

针对现存冶金渣回收过程冶金渣粒化与传动机构的设计及布置不合理从而造成颗粒粘结，传动机构冷却不足的技术难题，本发明专利技术设计一种倾斜式冶金熔渣离心粒化及余热回收装置系统，主要包括储渣罐、缓冲槽、倾斜式离心粒化装置、收集渣盘、滚筒冷却器及其附属装置，装置系统中传动轴、电机挂于收集渣盘外壁面，无需设置底部支架支撑装置，避免了由于支架支撑造成的冶金渣粒在收集渣盘内流动不畅、易堵塞的问题。可克服传统粒化装置的上述缺点，解决目前冶金熔渣余热回收难及回收效率低的技术问题。冶金熔渣余热回收难及回收效率低的技术问题。冶金熔渣余热回收难及回收效率低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种冶金熔渣倾斜式离心粒化及余热回收装置系统


[0001][0002]本专利技术涉及冶金渣余热回收领域，具体涉及一种倾斜式冶金熔渣离心粒化及余热回收装置系统。

技术介绍

[0003]高炉渣、钢渣、铜渣、镍铁渣等冶金熔渣是冶金工业中重要的固体副产品，产量较大。每年，我国上述冶金熔渣的产量达数十亿吨。通常，这些冶金渣的出炉温度在1200℃以上，是具有很高的回收价值的优质热源。仅以高炉渣为例，1吨高炉熔渣显热约合60kg标煤煤，我国高炉渣2021年产量可达3亿吨，约合1800万吨标准煤。但是，目前从生安全性的角度考虑，冶金渣常常采取水淬的方法处理。这不仅消耗了水资源，而且也会引起严重的环境污染。
[0004]为了实现冶金渣余热的高效回收，解决传统处理方法导致的耗水、污染问题，冶金熔渣干法粒化是不消耗新水的前提下，通过粒化装置(如转杯、转筒、转鼓、转盘等)将液态高温炉渣转变为固体高温(1100℃左右)颗粒，继而通过与传热介质直接或者间接接触回收其颗粒的高温显热。随着粒化技术和工艺的发展成熟，干法粒化得到的渣粒球形度好，玻璃体含量高，便于后续余热回收和资源化利用。
[0005]然后，现有技术均存在回收冶金熔渣余热的工艺流程复杂，设备投资大。回收热效率低。所用离心粒化装置的电机均布置于渣粒收集装置的内部，不仅需要对电机及传动轴充分冷却，还要设置电机及传动轴的隔板避免渣粒落于传动轴及电机内部。此外，固定支撑件会造成粒化后渣粒易堵塞，从而造成排出困难。因此，开发一种高效回收冶金熔渣的粒化装置及余热回收方法是我国急需解决的问题，但是截止目前尚未有关于该领域相关技术推广应用的报道。

技术实现思路

[0006]针对现存冶金渣回收过程冶金渣粒化与传动机构的设计及布置不合理从而造成颗粒粘结的问题，本专利技术为了克服现有技术的不足，设计一种倾斜式冶金熔渣离心粒化及余热回收装置系统，可克服传统粒化装置的上述缺点，解决目前冶金熔渣余热回收难及回收效率低的技术问题。
[0007]本专利技术具体技术方案如下:一种冶金熔渣倾斜式离心粒化及余热回收装置系统，主要包括储渣罐、缓冲槽、倾斜式离心粒化装置、收集渣盘、滚筒冷却器及其附属装置。所述储渣罐、缓冲槽、倾斜式离心粒化装置、收集渣盘及滚筒冷却器顺次连接。
[0008]所述倾斜式离心粒化装置包括收集渣盘、旋转转盘和水冷冷却装置等，传动轴倾斜连接于收集渣盘内壁上，电机置于收集渣盘的外部。熔融态的冶金渣进入旋转的倾斜式离心粒化装置，经粒化后变成颗粒渣，同时空气会在底端通入到收集渣盘中进行吸热。高温
渣渣经过冷却降低到1000℃左右，颗粒渣排出后进入滚筒冷却器进行进一步冷却至100℃左右。
[0009]所述滚筒冷却器采用空气及冷却水作为冷却介质，物料与空气充分接触并在滚筒冷却器中充分旋转运动，冷却水在滚动冷却机的外壁面进行充分换热。
[0010]所述储渣罐出口与缓冲槽入口连接，倾斜式离心粒化装置的入口与缓冲槽出口连接，收集渣盘出口与滚筒冷却器的入口相连接。
[0011]所述的一种冶金熔渣倾斜式离心粒化及余热回收装置系统，具体工作过程包括以下步骤：步骤1:储渣缓冲冶金熔渣断续从排放口倾倒入储渣罐中，储渣罐中设置有加热及保温装置，内部熔渣保持温度高于熔渣熔点温度150℃以上。储渣罐中熔渣连续以一定的速度进入缓冲槽，缓冲槽起到液态流股缓冲作用，避免冶金熔渣在流下过程中由于流股不稳而造成冶金渣溅落。其中，所述的熔渣在进入缓冲槽前温度大于1300℃。
[0012]步骤2:离心粒化冶金熔渣由缓冲槽、经熔渣进口依次流入倾斜式离心粒化装置，装置设有旋转转盘高速旋转，冶金熔渣被高速旋转带出，并沿旋转转盘边缘飞出，经过空气初步快速冷却并在表面张力的作用下转变为外表面固化的冶金渣颗粒；随后进入收集渣盘的内壁面。其中，所述的熔渣在进入倾斜式离心粒化装置前温度大于1200℃。
[0013]步骤3:余热回收经过离心粒化后的颗粒从进料口进入滚筒冷却器，内部设有螺旋搅动叶片，由于物料在内部不断滚动及轴向移动，同时与滚筒外冷却介质进行热交换。经滚筒冷却器冷却后冶金渣颗粒温度降低至200℃以下。
[0014]所述步骤1中，冶金熔渣为金属冶炼过程排放的液态渣，如高炉渣、钢渣、铜渣、镍渣等。
[0015]所述步骤2中，倾斜式离心粒化装置、传动轴、电机顺次连接；倾斜式离心粒化装置布置于倾斜式离心粒化装置中心位置处；倾斜式离心粒化装置通过传动轴连接于收集渣盘内壁上，传动轴与收集渣盘内壁呈一定的夹角；电机置于收集渣盘外部。
[0016]所述步骤2中，倾斜式离心粒化装置内转盘与传动轴呈垂直布置或转盘与传动轴平行布置。
[0017]所述步骤2中，传动轴与收集渣盘内部有水冷冷却装置；所述步骤2中，冶金渣液膜厚度,质量流量以及冶金渣在旋转转盘边缘的飞行速度，满足如下关系：ρ1×
(V
边飞
×
H
膜
)
×
π
×
d
粒化器
= q
m
ꢀꢀ
(式1)其中ρ1为冶金渣的密度，kg/m3；V
边飞
为渣粒在旋转转盘边缘的飞行速度，m/s；q
m
为冶金渣的质量流量，kg/s；d
粒化器
为倾斜式离心粒化装置内旋转转盘直径，m；H
膜
是液膜厚度，m。
[0018]所述步骤2中，渣粒进行斜抛运动飞行的水平距离S满足如下关系。
[0019]当转盘与传动轴呈垂直布置时：S= V
边飞
×
cosβ
×
t
ꢀꢀꢀ
(式2)
当转盘与传动轴平行布置时：S= V
边飞
×
t
ꢀꢀꢀ
(式3)其中，S为渣粒进行斜抛运动飞行的水平距离，m; t为冶金渣粒的飞行时间，s; β为传动轴与收集渣盘内壁的夹角,
ꢀ°
。
[0020]飞行时间满足如下关系：t=V
边飞
×
sinβ/2g
ꢀꢀꢀ
(式4)其中，g为重力加速度，9.8 m/s2。
[0021]所述步骤2中，收集渣盘直径D
渣盘
满足如下关系:D
渣盘
≥2S+ d
粒化器
ꢀꢀꢀ
(式5)其中，D
渣盘
为渣盘直径，m。
[0022]本专利技术的有益效果：(1) 电机置于收集渣盘外侧，实现了电机与收集渣盘分离，避免了渣粒与电机的直接或者间接接触，延长了电机的使用寿命；(2) 装置系统中传动轴、电机挂于收集渣盘外壁面，无需设置底部支架支撑装置，避免了由于支架支撑造成的冶金渣粒在收集渣盘内流动不畅、易堵塞的问题。
[0023](3)通过本专利技术专利提供的工艺系统技术及方法，可回收冶金渣颗粒余热，热效率在90%以上，
㶲
效率在40%以上。
具体实施方式
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冶金熔渣倾斜式离心粒化及余热回收装置系统，主要包括储渣罐、缓冲槽、倾斜式离心粒化装置、收集渣盘、滚筒冷却器及其附属装置；所述储渣罐、缓冲槽、倾斜式离心粒化装置、收集渣盘及滚筒冷却器顺次连接；传动轴倾斜连接于收集渣盘内壁上，与收集渣盘内壁呈一定夹角，电机置于收集渣盘的外部，具体工作过程包括以下步骤：步骤1:储渣缓冲，冶金熔渣断续从排放口倾倒入储渣罐中，储渣罐中设置有加热及保温装置。储渣罐中熔渣连续以一定的速度进入缓冲槽，避免冶金熔渣在流下过程中由于流股不稳而造成冶金渣溅落；骤2:离心粒化，冶金熔渣进入倾斜式离心粒化装置，熔渣流股下落到收集渣盘内部具有离心粒化作用的旋转转盘上，经离心粒化后沿其边缘甩出，形成的渣粒飞出并撞击收集渣盘的内壁面；步骤3:余热回收，经过离心粒化后的颗粒进入滚筒冷却器，原料在翻滚的同时与空气或水等冷却介质进行冷交换。2.根据权利要求1所述的一种冶金熔渣倾斜式离心粒化及余热回收装置系统，其特征在于：所述步骤（1）中冶金熔渣为金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡珊，左宗良，綦玉洁，宗佳慧，董鑫江，齐欣瑶，钟和玲，姚君胜，罗思义，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：