一种钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，属于钢铁冶金生产领域。该系统包括转杯、渣粒捕集器、水冷壁、电机、一级消解输送联合装置、二级消解余热回收联合装置、三级消解装置、消解气分配器和气体捕集器。方法为：步骤1：高温液态钢渣破碎过程；步骤2：渣粒凝壳及捕集过程；步骤3：一级消解输送过程；步骤4：二级消解余热回收过程；步骤5：三级消解过程。本发明专利技术的优点：实现了钢渣低成本破碎、钢渣游离氧化钙的消解，高温显热的高效回收利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶金生产领域，特别涉及一种钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统及エ艺方法。
技术介绍
钢渣是炼钢过程中的副产品，是金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物，主 要含有CaO、Fe2O3, SiO2和FeO，在出炉时的温度高达1700°C，排放量约占粗钢产量的12% 15%, 2011年我国的粗钢产量为6. 83亿吨，则钢渣的产生量至少有8196万吨，是钢铁行业的主要固体废弃物之一，因此钢渣的环境友好型处置及资源化在一定程度上影响着钢鉄工业的可持续发展。到目前为止，钢渣的主要应用方法是用其生产钢渣水泥和作为碎石和细骨料的替代物。但是由于钢渣中含有5% 10%的游离氧化钙(其水解时体积将增大I 2倍)遇水后会生成氢氧化钙，体积发生膨胀，用作建材时会因体积膨胀导致建筑的断裂，限制了其作为建筑材料使用，而采用机械破碎法需要较高的成本，简单的堆积陈放又污染环境、占用土地。而随着国家循环经济的发展，要求冶金行业废弃资源实现再利用，特别是冶金渣的再利用成为冶金行业循环经济关注的焦点，有效的降低钢渣中的游离氧化钙含量更是其中的关键。目前钢渣的处理工艺主要有热泼法、喷水冷却、闷渣法以及轮式水淬法，这些エ艺中，闷渣法和轮式水淬法处理后的钢渣安定性较好，游离氧化钙的含量在3%以下，但这两种方法的投资大，成本高，且钢渣的高温显热没有得到有效的回收利用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统及エ艺方法。该系统包括转杯、渣粒捕集器、水冷壁、电机、电机保护罩、一级消解输送联合装置、ニ级消解余热回收联合装置、三级消解装置、消解气分配器和气体捕集器，其中渣粒捕集器呈圆筒状，渣粒捕集器的中心位置设置转杯，转杯的下方设置电机，转杯的中心轴与电机轴同轴连接，电机保护罩安装在电机外，渣粒捕集器内圆周上设有水冷壁，水冷壁通过管道与渣粒捕集器连接，渣粒捕集器的出口下方设置ー级消解输送联合装置，ー级消解输送联合装置一端的下方设置ニ级消解余热回收联合装置，使一级消解输送联合装置上的物料能够落入ニ级消解余热回收联合装置，ニ级消解余热回收联合装置的下方设置三级消解装置，一级消解输送联合装置、ニ级消解余热回收联合装置和三级消解装置的上方均设有气体捕集器、下方均设有消解气分配器。所述的转杯呈浅杯形状，转杯深度与上ロ直径的比为I : 3，转杯深度为50 300mmo所述的渣粒捕集器呈圆筒状。所述的ー级消解输送联合装置包括输送板和底板，输送板安装在底板上面，输送板可为振动式、也可为履带式，底板设有气体分布板和冷却水管。所述的ニ级消解余热回收联合装置可以为两种结构，一种结构为腔体结构，包括ニ级消解器、余热锅炉、换热管和布风板，ニ级消解器和余热锅炉为同轴嵌套，内部设有换热管，渣粒与换热管直接接触，换热管以叉排的方式布置；下部设有布风板；使渣粒在消解过程中同时进行换热、消解和余热回收反应；另ー种结构为ニ级消解器和余热锅炉两个单体连接，ニ级消解器下部设有布风板，渣粒在消解装置中同时进行换热和消解反应，余热锅炉内部设有换热管，换热管以叉排的方式布置，渣粒在余热锅炉中进行余热回收。所述的三级消解装置为腔体结构，腔体可为矩形，也可为柱形，其内部和外部由钢板焊接组成，中间设置耐火材料，底部设有布风板，三级消解装置至少设置ー个。一种钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统的エ艺方法，按如下步骤进行步骤I :高温液态钢渣破碎过程，方法为高温液态钢，温度小于1700°C，由渣包经中间包输送到转杯中，液态渣由转速为600-2000转/分的转杯沿切向甩出，经过破碎、冷却形成直径小于IOmm的洛粒；步骤2 :渣粒凝壳及捕集过程，方法为破碎后的渣粒，其表面在飞行过程中凝固，并撞到渣粒捕集器的水冷壁，在水冷壁进ー步凝固到1200°C 1300°C，并沿水冷壁下滑到渣粒捕集器底部；步骤3 :—级消解输送过程渣粒捕集器收集的渣粒由底部进入ー级消解输送联合装置，并在击振力的作用下向前运动或履带上向前运动，同时通过一级消解输送联合装置下方的消解气分配器向渣粒层喷吹水蒸气和ニ氧化碳的混合气体，渣粒在移动过程中进行一级消解；步骤4 :ニ级消解余热回收过程，方法为渣粒经一级消解输送联合装置进入ニ级消解余热回收联合装置，在此高温渣粒与换热管直接接触将热量传递给管内的水，使水汽化产生蒸汽，在该过程中，底部消解气分配器通过ニ级消解余热回收联合装置的布风板向ニ级消解余热回收联合装置内部喷吹水蒸气和ニ氧化碳的混合气，渣粒在下落移动过程中进行ニ级消解，冷却后的渣粒温度在300°C以下，从ニ级消解余热回收联合装置底部进入三级消解装置，渣粒进入ニ级消解余热回收联合装置中和ニ级消解器底部喷入的大量消解气换热并发生消解反应，反应后的高温气体进入余热锅炉中回收余热；步骤5 :三级消解过程，方法为渣粒进入三级消解装置，在该装置中保温0. 5 3. Oh,并在该过程中通过三级消解装置底部的消解气分配器向装置内部喷吹水蒸气和ニ氧化碳的混合气，进行渣粒的三级消解，保证最终排出渣粒的游离氧化钙消解率高于85%。步骤3、4、5中使用的水蒸气均由步骤4中的余热锅炉提供。本专利技术的优点实现了钢渣低成本破碎、钢渣游离氧化钙的消解，高温显热的高效回收利用。 附图说明图I为本专利技术钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统结构示意图I ;图2为本专利技术钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统结构示意图2 ；图3为本专利技术钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统エ艺方法流程图；图中1、转杯；2、渣粒捕集器；3、水冷壁；4、电机；5、电机保护罩；6、一级消解输送联合装置；7、ニ级消解余热回收联合装置；8、换热管；9、三级消解装置；10、消解气分配器；11、气体捕集器；12、蒸汽管道；13、余热锅炉；14、ニ级消解器。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进ー步说明实施例I :如图I所示，该系统包括转杯I、渣粒捕集器2、水冷壁3、电机4、电机保护罩5、一级消解输送联合装置6、ニ级消解余热回收联合装置7、三级消解装置9、换热管8、消解气分配器10和气体捕集器11，其中渣粒捕集器2呈圆筒状，渣粒捕集器2的中部设置转杯1，转杯I处于渣粒捕集器的中心位置，转杯I的下方设置电机4，转杯I的中心轴与电机4轴连接，电机保护罩5安装在电机4外，渣粒捕集器2内圆周上设有水冷壁3，水冷壁3通过管道与渣粒捕集器2连接，渣粒捕集器2的出口下方设置ー级消解输送联合装置6，一级消解输送联合装置6 —端的下方设置ニ级消解余热回收联合装置7，使一级消解输送联 合装置6上的物料能够落入ニ级消解余热回收联合装置7，ニ级消解余热回收联合装置7的下方设置三级消解装置9，一级消解输送联合装置6、ニ级消解余热回收联合装置7和三级消解装置9的上方均设有气体捕集器11、下方均设有消解气分配器10。所述的转杯I呈浅杯形状，转杯I深度与上ロ直径的比为I : 3，转杯I深度为50 300mmo所述的渣粒捕集器2呈圆筒状。所述的ー级消解输送联合装置6包括输送板和底板,输送板安装在底板上面,输送板可为振动式、也可为履带式，底板设有气体分布板和冷却水管。所述的ニ级消解余热回收联合装置7为腔体结构，ニ级消解器14和余热锅炉13为同轴嵌套，内部设有换热管8,洛粒与换热管8直接接触,本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于该系统包括转杯、渣粒捕集器、水冷壁、电机、一级消解输送联合装置、ニ级消解余热回收联合装置、三级消解装置、消解气分配器和气体捕集器，其中渣粒捕集器呈圆筒状，渣粒捕集器的中心位置设置转杯，转杯的下方设置电机，转杯的中心轴与电机轴同轴连接，渣粒捕集器内圆周上设有水冷壁，水冷壁通过管道与渣粒捕集器连接，渣粒捕集器的出口下方设置ー级消解输送联合装置，一级消解输送联合装置一端的下方设置ニ级消解余热回收联合装置，使一级消解输送联合装置上的物料能够落入ニ级消解余热回收联合装置，ニ级消解余热回收联合装置的下方设置三级消解装置，一级消解输送联合装置、ニ级消解余热回收联合装置和三级消解装置的上方均设有气体捕集器、下方均设有消解气分配器。2.根据权利要求I所述的钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于所述的转杯呈浅杯形状，转杯深度与上ロ直径的比为I : 3，转杯深度为50 300mm; 所述的渣粒捕集器呈圆筒状； 所述的ー级消解输送联合装置包括输送板和底板，输送板安装在底板上面，输送板为振动式、或履带式，底板设有气体分布板和冷却水管。3.根据权利要求I所述的钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于所述的ニ级消解余热回收联合装置可以为两种结构ー种结构为腔体结构，包括ニ级消解器、余热锅炉、换热管和布风板，ニ级消解器和余热锅炉为同轴嵌套，内部设有换热管，渣粒与换热管直接接触，换热管以叉排的方式布置，下部设有布风板，使渣粒在消解过程中同时进行换热、消解和余热回收反应； 另ー种结构为ニ级消解器和余热锅炉两个单体连接，ニ级消解器下部设有布风板，渣粒在消解装置中同时进行换热和消解反应，余热锅炉内部设有换热管，换热管以叉排的方式布置，渣粒在余热锅炉中进行余热回收。4.根据权利要求I所述的钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于所述的三级消解装置为腔体结构，腔体为矩形...
【专利技术属性】
技术研发人员：于庆波，李朋，胡贤忠，刘军祥，秦勤，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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