本实用新型专利技术公开了一种高炉炉渣干法处理余热连续利用系统,属一种炼铁行业高炉炉渣处理以及余热利用系统,所述的系统中包括造粒换热单元与余热利用单元,所述的造粒换热单元中至少包括造粒冷却装置、换热装置以及余热锅炉装置,其中造粒冷却装置与换热装置相连通,且换热装置与余热锅炉装置相连通,所述的余热锅炉装置与余热利用单元相连通,造粒冷却装置将粒化并初步冷却后的高炉炉渣输送至换热装置中进行气流换热,换热后的热气流进入余热锅炉装置中产生蒸汽,蒸汽进入余热利用单元中作动力做功。实现了高温的高炉炉渣余热高效回收利用,解决了干法粒化处理高炉炉渣余热回收利用技术需兼顾粒化炉渣的冷却速率和余热回收效果的技术难题。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种炼铁行业高炉炉渣处理以及余热利用系统,更具体的说,本技术主要涉及一种高炉炉渣干法处理余热连续利用系统。
技术介绍
高炉炉渣是高炉炼铁产生的一种副产品,是一种性能良好的硅酸盐材料,经加工处理,主要用于制作建筑材料和化肥的原料。同时,高炉生产过程中,入炉的各种原、燃料经冶炼后,除获得铁水(炼钢生铁或铸造生铁)和副广品闻炉煤气以外,铁矿石中的脉石,燃料中的灰分与熔剂融合就形成液态炉渣,其一般温度为1450 1650°C,定时从渣口、铁口排出。通常将从渣口排出的熔渣称为“上渣”,从铁口随同铁水排出的称为“下渣”,下渣中往往混有少量铁水。高炉炉渣的化学成分取决于原料成分、冶炼铁种、操作方法和冶炼过程中的炉况变化。高炉渣中主要成分为Ca0、Mg0、Si02和Al2O3,占总量的95%以上,这四种成分基本可以决定高炉渣的冶金性能。攀枝花钒钛磁铁矿含有较多的TiO2,包头白云鄂博矿含有较多的CaF2,用这些特殊铁矿石冶炼,炉渣中相应的TiO2XaF2较多。除此之外,渣中还含有少量Fe0、Mn0和CaS以及一些微量化合物,其碱度一般为O. 9 I. 25。高炉冶炼正常进行时,炉渣成分变化不大,但在生产过程中有时需要调整炉料配比,此时炉渣成分相应变化,炉况变化炉渣成分也会改变,炉冷时渣中Feo、SiO2含量会稍有增多。每生产I吨生铁要副产300 400kg炉渣,排出温度在1450 1650°C,It高炉渣约含1800MJ的热量,折合64kg标准煤。2011年我国的高炉生铁产量为6. 3亿t,高炉渣的产生量约为2. 14亿t,所含热量折合1370万t标准煤。目前,我国液态高炉炉渣90 %以上采用水淬法制取水渣,水冷后的高炉炉渣可用于制造水泥等建筑材料,常用的水处理法有因巴法、图拉法、拉萨法等。该方法存在的主要问题有水消耗严重,处理每吨炉渣耗水I吨,且产生的大量H2S和SOx气体随水蒸汽排入大气,造成环境污染。处理It炉渣产生800m3水蒸汽,其中H2S含量19mg/m3,S02含量4.319mg/m3 ;炉渣的余热没有得到有效的回收利用;同时水渣含水率高,作为水泥原料仍需干燥处理,需消耗一定的能源;系统的投资和运行成本高,一座日产2500t的高炉要建造两套水冲渣设备,建设投资一般在4000万元左右,在水冲渣过程中,含铁较高的炉渣易弓I起爆炸;并且水渣用途较单一。产生的H2S和SOx等有害气体随蒸汽排入大气,促进酸雨的形成,水淬渣的堆积占用了大量土地面积,甚至会出现扬沙,恶化工作环境,造成严重的环境污染。国内高炉渣余热回收利用仅限于冲渣水余热供暖。首钢、济钢、宣钢、鞍钢、本钢、莱钢、安钢等企业都有过采用冲渣水余热解决厂区部分采暖或浴室供热水的报道。但这种利用仅占高炉渣全部显热的很少部分,余热回收率低,仅为10%左右,且受时间和地域限制,在夏季和无取暖设施的南方地区,这部分能量只能浪费,因此推广应用受到了限制。针对高炉炉渣水淬法的缺点,20世纪70年代,国内外已经开始研究干法粒化炉渣的方法,主要有风淬法和离心粒化法,两者都是先将液态高炉炉渣快速破碎、凝固为小颗粒,再采用技术手段回收余热的方法。风淬法是用大功率造粒风机产生高压、高速气流将熔渣吹散、粒化的方法,主要缺点是动力消耗大、设备庞大复杂、占地面积大、投资和运行费用高,且产生二次粉尘污染。离心粒化是依靠转盘或转杯的高速旋转产生的离心力将液态高炉渣粒化,具有造粒能耗低、粒化渣的粒径分布均匀,易于实现显热回收等特点,是当前高炉渣处理的热点研究方向,出现了许多成粒理论,并取得了部分实验成果。但是上述高炉渣处理方法中,高炉熔渣所含的丰富热量还没有得到充分利用,也没有实体设备工业化应用的报道,成熟工业应用技术并未形成,主要存在的困难有(I)熔融高炉渣的冷却速度要求高,其冷却速度要求大于10°C /s ;(2)高炉排渣具有间歇性,而余热回收系统要求热交换具有连续性;(3)高炉渣在冷却过程中容易形成二次结块现象;(4)方案装置存在二次污染,例如粉尘污染,地下水污染等。
技术实现思路
本技术的目的之一在于解决上述不足,提供一种高炉炉渣干法处理余热连续利用系统,以期望解决现有技术中尚不能解决的干法粒化处理高炉炉渣余热回收利用技术 中,需同时兼顾粒化炉渣的冷却速率以及余热回收效果的技术问题。为解决上述的技术问题,本技术采用以下技术方案本技术所提供是一种高炉炉渣干法处理余热连续利用系统,所述的系统中包括造粒换热单元与余热利用单元,所述的造粒换热单元中至少包括造粒冷却装置、换热装置以及余热锅炉装置,其中造粒冷却装置与换热装置相连通,且换热装置与余热锅炉装置相连通,所述的余热锅炉装置与余热利用单元相连通,造粒冷却装置将粒化并初步冷却后的高炉炉渣输送至换热装置中进行气流换热,换热后的热气流进入余热锅炉装置中产生蒸汽,蒸汽进入余热利用单元中作动力做功。进一步的技术方案是所述的余热利用单元中至少包括汽轮机与发电机,汽轮机的输出端与发电机相连接,余热锅炉装置通过管道与汽轮机相连通,且余热锅炉装置将其产生的蒸汽输送至汽轮机推动汽轮机带动发电机转动发电。更进一步的技术方案是所述的造粒换热单元中的造粒冷却装置的渣粒入口上方设置有中间包装置和过度流渣槽,渣粒出口附近设置有输送装置,高炉炉渣首先进入过度流渣槽再进入中间包装置,由中间包装置将高炉炉渣排入造粒冷却装置中,造粒冷却装置将粒化并初步冷却后的高炉炉渣通过输送装置输出至换热装置中;所述的造粒冷却装置上还设置有烟气出口 ;所述的造粒冷却装置的内侧还设置有一个或多个螺旋空气喷嘴,螺旋空气喷嘴通过空气管道接入空气压缩装置,螺旋空气喷嘴用于在造粒冷却装置中形成螺旋气流,以加速粒化高炉炉渣的冷却。更进一步的技术方案是所述的换热装置为内部呈蜂窝状的流化床,流化床的底部与顶部分别设置有高炉炉渣的出口与入口,且其底部附近安装有风机,其上方通过管道与余热锅炉装置相连通,由造粒冷却装置输送至换热装置中的粒化高炉炉渣由入口进入流化床内部,经换热后由底部的出口排出,由风机制造的气流在吸收粒化高炉炉渣的热量后成为热气流由管道进入余热锅炉装置中。更进一步的技术方案是所述的造粒冷却装置上设置的烟气出口也通过管道与余热锅炉装置相连通,且该管道重合于换热装置与余热锅炉装置之间相连通的管道,造粒冷却装置中的烟气与流化床中的热气流呈先后或一同进入余热锅炉装置中。更进一步的技术方案是所述的造粒冷却装置与余热锅炉装置之间的管道,以及换热装置与余热锅炉装置之间的管道上设置有除尘装置,除尘装置用于过滤进入余热锅炉装置的气流中的灰尘。更进一步的技术方案是所述的余热锅炉装置中包括锅筒、省煤器、蒸发器以及过热器,且余热锅炉装置上还设置有废气烟 ;所述的省煤器、蒸发器与过热器内部都设置有相互连通的循环管道,且过热器内部的循环管道与余热锅炉装置连通汽轮机的管道相连通;所述的省煤器、蒸发器与过热器内部的循环管道都分别经过并连通锅筒,所述的循环管道内有流动的蒸发液体,来自于换热装置中的热气流依次进入过热器、蒸发器以及省煤器,最后由废气烟 排出。更进一步的技术方案是所述的汽轮机还通过另一管道与余热锅炉装置中省煤器内的循环管道相连通,进入汽轮机做功后的蒸汽通过管道回流至余热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高炉炉渣干法处理余热连续利用系统,所述的系统中包括造粒换热单元(1)与余热利用单元(2),其特征在于:所述的造粒换热单元(1)中至少包括造粒冷却装置(11)、换热装置(12)以及余热锅炉装置(13),其中造粒冷却装置(11)与换热装置(12)相连通,且换热装置(12)与余热锅炉装置(13)相连通,所述的余热锅炉装置(13)与余热利用单元(2)相连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:汪建业,李辉,刘福兰,王麟,肖闯,李天丽,吴定房,蒋鼎琮,杨浩,
申请(专利权)人:四川川润股份有限公司,
类型:实用新型
国别省市:
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