一种熔融态高炉渣全热回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种熔融态高炉渣全热回收系统，解决了现有技术中高炉渣余热利用率低的问题，其将熔融的高炉渣倒入装有水的高压蒸汽罐中，水遇高温产生大量蒸汽、且高炉渣被破碎成微粒，产生的蒸汽被高压蒸汽罐回收利用。所述装置包括进渣斗、输储通道和回收蒸汽的高压蒸汽罐，所述输储通道设有保温装置和加热装置、上下两端分别接所述进渣斗和高压蒸汽罐；所述高压蒸汽罐的上部设有注水口和蒸汽出口、下部设有出渣装置。本发明专利技术充分利用了高炉渣全部热量（显热和潜热），提高了高炉渣余热回收利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源回收利用领域，尤其是钢铁、有色冶金行业中熔融态高炉渣全热回收系统。
技术介绍
中国钢铁、冶金工业是能源消耗最多的行业，能源消耗占全国总能耗的1(T15%。钢铁的生产流程为炼铁工序和炼钢工序，炼铁过程能量消耗是最大的，而炼铁过程中每炼I吨铁约产生0. 34吨温度为1400°C左右的高炉渣，高炉渣所含的热能相当可观。 目前，高炉渣的处理大多采用水淬法，即将熔融的高炉渣倒入水中，水遇高温发生爆炸，将高炉渣破碎成微粒，并产生大量蒸汽，此法的不足是不仅高炉渣的余热无法利用，而且造成水资源的大量浪费，对大气、水和土壤也造成了严重的污染，恶化了环境。申请号为200810229556. 2 (《高炉渣显热回收系统》)、200910187586. 6 (《熔融高炉渣显热回收方法及装置》)以及201120063272. 8 (《回收熔融高炉渣高温显热系统》)的中国专利，均是对高炉渣显热的回收利用，而高炉渣的潜热被白白浪费掉，降低了高炉渣的利用率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种熔融态高炉渣全热回收系统，其将熔融态的高炉渣直接倒入水中，高炉渣的潜热和显热均与水交换，产生的蒸汽被回收利用，提高了高炉渣余热的利用率，而且本专利技术结构简单。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是 一种熔融态高炉渣全热回收系统，包括进渣斗、与所述进渣斗底端连通的输储通道和系统的控制单元，关键的改进在于，所述输储通道设有保温和加热装置、底端与密闭的高压蒸汽罐连通；所述高压蒸汽罐的上部设有注水口和蒸汽出口、下部设有出渣装置。所述输储通道是由通道单元借助法兰连接成高度不小于h的通道； 其中&=:; PS 上式中A力输储通道的高度，单位m; J*为高压蒸汽罐的设计压强，单位N/m P力高炉渣的密度，单位kg/m3 为重力系数，单位为N/kg。所述输储通道的下部设有闸板阀。本专利技术将熔融态高炉渣直接与水进行热交换，潜热和显热均被水吸收，在高压蒸汽罐中产生的高压蒸汽用于汽轮机做功或其他用途。采用上述技术方案产生的有益效果在于I)本专利技术的输储通道采用了保温和加热装置，使高炉渣在输储通道内不板结，从而充分利用了高炉渣全部热量(显热和潜热)与水进行热交换，提高了高炉渣余热回收利用率； 2)高炉渣与水产生的高压蒸汽可用于汽轮机做功、与其它介质进行热交换等；3)蒸汽经热交换后冷凝，冷凝水还可循环利用，减少了新水的消耗； 4)输储通道既可以用于高炉渣的流通，在进一步改进的方案中，当闸板阀闭合时也可以用于高炉渣的存储；因为高炉渣的产生是不连续的，当有大量高炉渣产生时，高压蒸汽罐中的蒸汽压力也会增大，此时需要将高炉渣暂时存储在输储通道内，一方面防止高压蒸汽罐压力太大而发生危险，另一方面可以满足当高炉不产生高炉渣时，全热回收装置能够持续工作。附图说明图I是本专利技术的外观结构示意 图2是本专利技术通道单元的半剖结构示意 I、进渣斗，2、通道单元，3、蒸汽出口，4、安全阀接口，5、注水口，6、高压蒸汽罐，7、闸板阀，8、输储通道，9-1、一级球阀，9-2、二级球阀，9-3、调压仓，9-4、调压阀，2-1、法兰孔，2-2、金属外壳，2-3、温度传感器，2-4、定位栅，2-5、火焰喷口，2-6、保温层，2-7、耐火材料层，2-8、拉环，2-9、法兰，2-10、腔体。下面结合具体实施方式进行详细说明。具体实施例方式本专利技术的结构示意图参看图I和图2，其包括进渣斗I和与所述进渣斗I底端连通的输储通道8，所述输储通道8设有保温和加热装置、底端与密闭的高压蒸汽罐6连通；所述高压蒸汽罐6的上部设有注水口 5和蒸汽出口 3、下部设有出渣装置。所述高压蒸汽罐6横向倾斜固定，一方面防止生成的高炉渣微粒全部堵在出渣口，另一方面倾斜固定，可使高炉渣微粒随重力作用缓慢滑动至出渣口。所述高压蒸汽罐6的上部还设有安全阀接口 4、水位计和/或气压计。用于监测高压蒸汽罐6内的水位、气压等。当气压超过设定值时，通过安全阀接口 4泄压；当水位不足时，通过逐级升压向高压蒸汽罐6内补充水。所述输储通道8由通道单元2借助法兰2-9连接成高度不小于h的通道； 苴中A=!. ^ Pg ’ 上式中A为输储通道8的高度，单位m; P为高压蒸汽罐6的设计压强，单位N/m2 P为高炉渣的密度，单位kg/m3 为重力系数，单位为N/kg。通过法兰2-9上的法兰孔2-1用螺栓将相邻的通道单元2连接，相邻通道单元2之间用耐火材料密封。所述通道单元2的侧壁包括外向内金属外壳2-2、保温层2-6和耐火材料层2_7 ；所述复合侧壁内设有用于测量保温层2-6、耐火材料层和通道单元腔体2-10的温度传感器2-3，还设有喷向腔体2-10的火焰喷口 2-5。采用金属外壳2-2、保温层2_6和耐火材料层2-7的复合结构，不仅确保通道单元2的机械强度，而且达到保温的效果；设有火焰喷口2-5，可防止高炉渣在输储通道8内凝固板结而堵塞输储通道8。温度传感器2-3用于监测腔体2-10、以及耐火材料层2-7、保温层2-6的温度，以探知输储通道8内的状况。所述金属外壳2-2上设有辅助定位保温层2-6和耐火材料层2-7的定位栅2_4，进一步加强了通道单元2的机械强度。所述输储通道8的下部设有闸板阀7。当高压蒸汽罐6中压力较大接近设计压力时，打开闸板阀7，使高炉渣暂时存储在输储通道8内。一方面防止高压蒸汽罐6内压力太大而发生危险，另一方面可满足高炉渣不连续时，本专利技术的余热回收装置的连续工作。所述通道单元2的外侧壁设有吊装、定位的拉环2-8。所述拉环2-8既可用于通道单元2连接的吊装用，又可在吊装完成后用于连接拉筋将输储通道8加固、定位。所述出渣装置包括与高压蒸汽罐6出口连接一级球阀9-1、与所述一级球阀9-1连接的调压仓9-3和与所述调压仓9-3连接的二级球阀9-2，所述调压仓9-3上设有调压阀9-4。当需要出渣时，首先通过调压阀9-4将调压仓9-3的压力调整至与所述高压蒸汽罐6相当，将二级球阀9-2关闭 ；再将与高压蒸汽罐6连通的一级球阀9-1打开，水渣通过一级球阀9-1进入调压仓9-3内；最后将一级球阀9-1关闭，通过调压阀9-4泄压，将二级球阀9-2打开，水渣从调压仓9-3中卸出。本专利技术还包括控制单元，所述控制单元的输出端分别接闸板阀7、一球球阀9-1、二级球阀9-2、调压阀9-4的控制端；所述水位计、气压计的输出端接所述控制单元的输入端。本专利技术的系统的使用①通过注水口 5向高压蒸发罐6内注水达到预定位置； ②高炉渣经由进渣斗I、输储通道8流入高压蒸汽罐6内的水中，高炉渣与水热交换、产生大量蒸汽、炉渣破碎成微粒并降温至150°C以下，产生的蒸汽经蒸汽出口 3输出、并被利用； 在热交换过程中，水位计和气压计的数据信息传输至控制单元，当水位较低时，通过逐级加压向高压蒸汽罐6中注水；当气压较高时，控制将闸板阀7闭合，使高炉渣暂时存储在输储通道8内；当气压下降到一定值时后，再将闸板阀7打开，高炉渣补充到密闭的高压蒸汽罐6中；当高压蒸汽罐6内的压力超过设计值时，还可通过其上部设置的安全压力阀泄压。③高炉渣的微粒经由与高压蒸汽罐6连接的出渣装置排出，首先将二级球阀9-2关闭，通过调压阀9-4将调压仓9-3的压力调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔融态高炉渣全热回收系统，结构中包括进渣斗(I)、与所述进渣斗(I)底端连通的输储通道(8)和系统的控制单元，其特征在于所述输储通道(8)设有保温和加热装置、底端与密闭的高压蒸汽罐(6)连通；所述高压蒸汽罐(6)的上部设有注水口(5)和蒸汽出口(3)、下部设有出渣装置。2.根据权利要求I所述的熔融态高炉渣全热回收系统，其特征在于所述输储通道(8)是由通道单元(2)借助法兰(2-9)连接成高度不小于h的通道；3.根据权利要求2所述的熔融态高炉渣全热回收系统，其特征在于所述通道单元(2)的结构中由外向内依次包括金属外壳(2-2)、保温层(2-6)和耐火材料层(2-7);所述通道单元(2)的复合侧壁内设有用于测量保温层(2-6)、耐火材料层(2-7)和/或通道单元的腔体(2-10)的温度传感器(2-3)、以及喷向腔体(2-10)内部的火焰喷口(2-5)。4.根据权利要求2所述的熔融态高炉渣全热回收系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈社庭，
申请(专利权)人：河北金梆子锅炉有限公司，
类型：发明
国别省市：