一种熔渣反应器及预热风熔渣余热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种熔渣反应器及预热风熔渣余热回收系统，熔渣反应器包括第一外筒，其特征在于，在所述第一外筒内设置内筒，所述第一外筒和内筒之间形成流体层，所述内筒上设置贯穿内筒的喷嘴；使用时，流体通过喷嘴喷射，在所述内筒内壁形成流体膜。余热回收系统包括熔渣输送装置、熔渣反应器、旋风分离器、热粒化渣罐和加压风机。本发明专利技术的熔渣反应器及预热风熔渣余热回收系统，能够避免熔渣粘结到熔渣反应器内壁上，降低熔渣反应器的成本，提高处理效率，延长熔渣反应器乃至整个余热回收系统的使用寿命；还具有传热效率高、热回收比例高、余热品位高、价值高、热回收效率高、环保、节约用水、节省空间等优点。节省空间等优点。节省空间等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种熔渣反应器及预热风熔渣余热回收系统


[0001]本专利技术属于熔渣热能回收
，具体是一种熔渣反应器及预热风熔渣余热回收系统。

技术介绍

[0002]使用各种工业炉窑生产钢铁、有色金属、黄磷等产品的过程中，由于炉窑高温的反应环境，副产品炉渣具有很高的温度。在高温条件下，炉渣呈熔融液态，流动性好。炉渣的主要成分为CaO、MgO、SiO2、Al2O3等，经过水或空气急速冷却淬制后，变成颗粒细小均匀的颗粒炉渣，可作为水泥熟料，具有很高的商业价值。同时，高温炉渣有较高的显热，以1500 ℃计算，其可利用显热约为1400至1800 kJ/kg。我国各类炉渣每年总产量数亿吨，在淬制过程中，炉渣的显热以热交换形式传递至水或空气中。目前90%以上的熔渣以水淬为主，淬制后产生的副产品为60
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90 ℃的热水和低温饱和蒸汽，部分企业在冬季作为采暖热源予以回收利用，整体利用水平不高，尤其在春夏秋三季，热量主要以水蒸发的形式直接排放到大气中，产生了巨大的浪费。并且，在淬制过程中产生一定量的H2S、SO2等有害气体以及粉尘，随淬制白烟排放到大气中污染了环境。
[0003]针对上述问题，国内外自20世纪70年代以来提出了以转轮、转杯、转鼓、转盘、粒化轮等熔渣机械破碎方法、并以常压空气等介质作为二次热媒回收熔渣热量；以金属球与熔渣混合，使炉渣冷却、破碎，并以金属球和热空气或氮气为二次热媒回收熔渣热量；以压缩空气或蒸汽，或以水与蒸汽或空气混合，冲击熔融渣流完成破碎与淬制，并以热空气或过热蒸汽为二次热媒回收熔渣热量；以固体渣冲击熔融液态炉渣或混合搅拌的固体颗粒冲击法，以固体渣粒和凝固的熔融渣粒混合物为二次热媒回收熔渣热量；以上等方法目前均未在工业生产中大量推广，主要原因为机械磨损、熔渣粘结、冲制气体能耗大、故障率高、能源回收率低等问题没有彻底解决。目前工业生产中仍以水淬的方法处理熔渣，主要分为因巴法（INBA）、图拉法（TYNA）、拉萨法（RASA）、底滤法（OCP），存在热量损失大、有害气体排放污染空气等缺点。
[0004]在熔渣余热回收利用的研究上，各国研究人员都提出了具体的方案，例如：公开号为CN114959128A的中国专利技术专利申请，记载了一种用于高炉渣粒化过程悬浮输送降温的气水射流装置，以水力的方法将熔渣破碎为熔渣液滴，并以空气和水为介质冷却，将熔渣热能转换为常压空气和蒸汽的内能，获得玻璃体含量较高的炉渣，并利用余热锅炉对热空气的内能进行转化利用。由于熔渣在粒化的过程中，会形成不同粒径的熔渣液滴，熔渣爆裂后渣滴的飞行方向具有随机性，相邻喷枪之间的压强场因受力点距离喷嘴的距离不同而不同，且喷嘴布置在高速粒化流道内，会造成部分大颗粒熔渣从悬浮流道逃逸的可能，筒壁没有熔渣粘附后的处理措施，长期运行后会在喷嘴背面及流道筒壁内结成厚渣壳，影响稳定运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种熔渣反应器及预热风熔渣余热回收系统，能够避免熔渣粘结到熔渣反应器内壁上。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种熔渣反应器，包括第一外筒，在所述第一外筒内设置内筒，所述第一外筒和内筒之间形成流体层，所述内筒上设置贯穿内筒的内筒喷嘴；使用时，流体通过内筒喷嘴喷射，在所述内筒内壁形成流体膜。流体膜的射流流体对内筒壁起到一定的冲刷、冷却作用，防止内筒壁粘结熔渣，即便少量随机爆裂的渣滴粘附于内筒壁面，在流体的反复冲刷下亦能脱落。
[0007]进一步的，所述流体为液体，所述内筒喷嘴为切向喷嘴。
[0008]另一种改进，所述流体为气体，所述内筒喷嘴为切向喷嘴或采用微孔陶瓷结构。
[0009]进一步的，熔渣反应器还包括流体供给管、排水管和回收环，所述供给管和排水管分别和所述流体层连通，所述回收环设置在所述第一内筒尾部。
[0010]进一步的，所述熔渣反应器还包括第二外筒，所述第二外筒连接到第一外筒尾部。所述第二外筒直径大于所述第一外筒，热结壳粒化渣与冷却介质的接触更充分，冷却效率更高。
[0011]一种带有上述熔渣反应器的预热风熔渣余热回收系统，包括熔渣输送装置、熔渣反应器、旋风分离器和热粒化渣罐。所述熔渣输送装置、熔渣反应器、旋风分离器和热粒化渣罐依次相连。
[0012]进一步的，所述熔渣反应器竖直布置。如果是水平布置熔渣反应器，则在重力作用下更容易向筒壁流动，容易粘粘。熔渣反应器内熔渣流体自下向上流动，则避免了重力导致的容易粘附筒壁的影响。并且利用熔渣的重力，增加多相流中固液气多相介质之间的速度差，强化换热，缩小反应器尺寸，同时也可减少占地面积。
[0013]进一步的，所述预热风熔渣余热回收系统还包括加压风机和高炉轴流压缩机，所述加压风机用于向热粒化渣罐输出加压气体；所述高炉轴流压缩机与所述加压风机的入口相连接。
[0014]进一步的，所述预热风熔渣余热回收系统还包括余热锅炉，所述余热锅炉与所述旋风分离器相连接。
[0015]进一步的，所述预热风熔渣余热回收系统还包括高温除尘器和热风炉，所述热风炉通过高温除尘器连接到热粒化渣罐的出口。
[0016]本专利技术的预热风熔渣余热回收系统以空气为预热对象，以热粒化渣作为热源，加热空气，回收热粒化渣显热热能，被加热的空气，通过高温除尘器除尘，产生的清洁热风送入炉窑，减少炉窑燃料消耗。以压缩空气、水或蒸汽等流体粒化介质，或由上述流体粒化介质组成的多相流，冲击熔渣给料装置输送的熔渣流，在反应器中完成熔渣的冷却固化，使熔渣转变为固态的热粒化渣，同时获得热粒化气体。熔渣反应器内形成流体膜，其射流流体对内筒壁起到一定的冲刷、冷却作用，防止内筒壁粘结熔渣，即便少量随机爆裂的渣滴粘附于内筒壁面，在流体的反复冲刷下亦能脱落。反应器操作压强为常压或加压状态。经固气两相分离后，所得热粒化气体可回收利用。在加压条件下操作的，还可以回收粒化蒸汽潜热。
[0017]本专利技术公开的一种熔渣反应器及预热风熔渣余热回收系统，与现有技术相比，具
有以下有益效果：1、能够避免熔渣粘结到熔渣反应器内壁上，降低清洁熔渣反应器的成本，提高处理效率，延长熔渣反应器乃至整个余热回收系统的使用寿命。
[0018]2、余热回收系统能量转换环节少，有利于热能的高效传递与利用，热风直接回用于高炉热风炉或燃气锅炉，高效循环利用，无间壁式换热设备，传热效率高。
[0019]3、在加压操作条件下，可回收粒化蒸汽的潜热，热回收比例高。
[0020]4、余热品位高、价值高，热回收效率高。
[0021]5、全反应流程闭路操作，避免了水淬过程中硫化物及粉尘的排放，更加环保。
[0022]6、与水淬法相比，节约用水。
[0023]7、与只获取常压粒化热风相比，本专利技术的余热锅炉造价低，甚至可以不设余热锅炉，降低建设费用，减少用地。
附图说明
[0024]图1是本专利技术预热风熔渣余热回收系统整体结构示意图；图2是本专利技术熔渣反应器结构示意图；图3是本专利技术熔渣反应器周向喷嘴内筒截面结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔渣反应器，其特征在于，包括第一外筒，在所述第一外筒内设置内筒，所述第一外筒和内筒之间形成流体层，所述内筒上设置贯穿内筒的内筒喷嘴；使用时，流体通过内筒喷嘴喷射，在所述内筒内壁形成流体膜。2.根据权利要求1所述的熔渣反应器，其特征在于，所述流体为液体，所述内筒喷嘴为切向喷嘴。3.根据权利要求1所述的熔渣反应器，其特征在于，所述流体为气体，所述内筒喷嘴为切向喷嘴或采用微孔陶瓷结构。4.根据权利要求1所述的熔渣反应器，其特征在于，熔渣反应器还包括流体供给管、排水管和回收环，所述供给管和排水管分别和所述流体层连通，所述回收环设置在所述第一内筒尾部。5.根据权利要求4所述的熔渣反应器，其特征在于，所述熔渣反应器还包括第二外筒，所述第二外筒连接到第一外筒尾部；所述第二外筒直径大于所述第一外筒。6.一种带有权利要求1至5任一项所述的熔渣反应器的预热风熔渣余热回收系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓佳，
申请(专利权)人：南京青述节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：