專利名稱：一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高溫熔融渣回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，主要應(yīng)用于高溫液態(tài)渣的處理，以回收其中的廢鋼鐵、顯熱和廢渣資源，尤其適用于回收如鋼鐵行業(yè)的轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣、高爐渣等的回收處理。
背景技術(shù)：
鋼鐵行業(yè)的高溫熔融渣的溫度一般達(dá)2000°C，渣中含有一定比例的廢鋼鐵，回收廢鋼鐵后的廢渣還可以作為生產(chǎn)水泥的原料或者用于鋪路，由此可見，高溫熔融渣中蘊(yùn)含著大量的顯熱、廢鋼鐵和廢渣資源。以一臺(tái)100T電爐年產(chǎn)約20萬噸廢鋼為例，其蘊(yùn)含的顯熱熱量約30000000萬KJ (千焦)，每年可生產(chǎn)約5. 74萬噸蒸汽；鋼渣中廢鋼鐵含量可達(dá) 12%，如果全部回收則每年可回收廢鋼2. 4萬噸；其廢渣每年生產(chǎn)約17. 6萬噸以上，如果能提高其附加價(jià)值，利益也十分可觀。傳統(tǒng)上通常采用水沖渣裝置來對(duì)高溫熔融渣進(jìn)行處理，即高溫熔融渣先經(jīng)高壓水水淬后進(jìn)入沉渣池，之后將沉渣池中的水渣打撈出來脫水后供作為生產(chǎn)水泥或鋪路原料使用，而沉渣池中的水先經(jīng)過濾然后由泵加壓送入冷卻塔中冷卻，之后再用來對(duì)高溫熔融渣進(jìn)行水淬，這樣可實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)使用。水量損失必須由新水補(bǔ)充。這種水沖渣裝置存在很多問題，其中最大一個(gè)問題是耗水太多，其次是水沖渣過程浪費(fèi)了大量熱量，并且對(duì)周圍環(huán)境也帶來污染。鑒于傳統(tǒng)水沖渣工藝的種種弊端，近年來人們提出了干法粒化及其熱能回收技術(shù)，其技術(shù)方案為熔融高爐渣先在?；鲀?nèi)進(jìn)行換熱，然后再經(jīng)過振動(dòng)床進(jìn)行熱量第二次回收，最后在流化床內(nèi)進(jìn)行熱量的第三次回收，回收的熱能以熱風(fēng)或發(fā)電的形式得到再利用或能量轉(zhuǎn)換。干法?；捌錈崮芑厥占夹g(shù)由于采用機(jī)械裝置的機(jī)械力來將高溫熔融渣擊碎，需要提供機(jī)械裝置，并且對(duì)高溫熔融渣顯熱的回收的能量通常不能直接用于驅(qū)動(dòng)該機(jī)械裝置，使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗高，不能充分回收和利用高溫熔融渣的顯熱。此外，目前對(duì)高溫熔融渣的回收技術(shù)，通常只回收顯熱、廢鋼和廢渣中的其中一種?；厥杖廴谠@熱通常采用干法?；夹g(shù)，回收廢鋼通常采用熱悶渣工藝，提高廢渣附加值通常采用風(fēng)碎法。熱悶渣可回收廢鋼10%，熱悶渣法生成的渣粒度小，但成分十分穩(wěn)定， 也可以作為建材材料使用。風(fēng)碎法廢渣產(chǎn)品的粒徑和物化成分可控，可作為水泥原料使用。 雖然上述各種方法單獨(dú)使用均可取得不錯(cuò)的效果，但是，要將這三種方法整合到同一個(gè)裝置中，以充分回收高溫熔融渣的顯熱、廢鋼和廢渣，目前還存在技術(shù)上的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決現(xiàn)有干法?；捌錈崃炕厥占夹g(shù)中采用機(jī)械裝置來將高溫熔融渣打碎、不能充分回收和利用高溫熔融渣的顯熱的技術(shù)問題，提出一種將高溫熔融渣的顯熱回收并循環(huán)使用的高溫熔融渣回收方法。為了解決其技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，該方法包括(1)汽碎用高壓蒸汽對(duì)高溫熔融渣進(jìn)行沖擊，將高溫熔融渣擊碎并冷卻成較細(xì)的渣顆粒；(2)余熱回收往處理塔中通入蒸汽，在所述處理塔中所述蒸汽與所述渣顆粒進(jìn)行熱交換，熱交換產(chǎn)生過熱蒸汽；(3)布袋除塵及生成蒸汽所述過熱蒸汽經(jīng)布袋除塵處理后，進(jìn)入蒸汽產(chǎn)生裝置， 在蒸汽產(chǎn)生裝置中進(jìn)行汽水換熱后生成供所述汽碎使用的高壓蒸汽和余熱回收使用的蒸汽。本發(fā)明的汽碎步驟采用高壓蒸汽沖擊高溫的液態(tài)熔融渣，使之破碎并冷卻成較細(xì)固體顆粒，降低了廢鋼的氧化率，為后續(xù)盡可能地回收廢鋼打下良好的基礎(chǔ)；余熱回收主要是渣顆粒與蒸汽之間的熱交換，所交換的熱量又進(jìn)一步利用以生產(chǎn)蒸汽，蒸汽又內(nèi)循環(huán)用于汽碎和余熱回收，實(shí)現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用，并且由于采用蒸汽作為余熱回收的介質(zhì)，汽水直接換熱，效率高投資省，安全可靠。進(jìn)一步地，本發(fā)明冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法還包括，在淺悶池中對(duì)余熱回收處理后的渣顆粒進(jìn)行淺悶渣1-2小時(shí)處理。淺悶渣處理能穩(wěn)定渣顆粒的成份，更宜于建材利用，并為后續(xù)回收廢鐵進(jìn)一步打好了基礎(chǔ)。更進(jìn)一步地，本發(fā)明冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法還包括先將淺悶渣處理后的渣顆粒打撈出淺悶池，然后采用磁選裝置將渣顆粒中的廢鐵篩選出。本發(fā)明可回收渣顆粒中約10%的廢鋼，剩余廢渣可作為建材用途外運(yùn)。這樣，本發(fā)明主要通過汽碎、余熱回收、淺悶和磁選過程實(shí)現(xiàn)了全面徹底回收高溫熔融渣所含有的顯熱、廢鋼鐵和廢渣資源。


圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法的工藝流程圖。圖中，1.倒渣罐，2.流槽，3.噴嘴，4.處理塔，5.振動(dòng)器，6.篩板，7.擋板，8.布袋除塵器，9.皮帶，10.淺悶池，11.汽水混合器，12.蒸汽蓄熱器，13.除氧器，14.給水泵， 15.軟化水箱，16.挖掘機(jī)，17.磁選皮帶，18.廢鋼鐵，19.廢渣，20.進(jìn)渣口，21.出渣口， 22.蒸汽入口，23.蒸汽出口，24.排污閥。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法主要包括汽碎、余熱回收、布袋除塵及生成蒸汽步驟。參見圖1，汽碎步驟具體為高溫熔融渣從排渣口依次經(jīng)倒渣罐1和流槽 2進(jìn)入處理塔4中，處理塔4在高溫熔融渣進(jìn)入處理塔4的入口處設(shè)置噴嘴3，從噴嘴3出來的高壓蒸汽沖擊高溫熔融渣，將高溫熔融渣流擊碎?；奢^細(xì)的渣顆粒。高壓蒸汽優(yōu)選為飽和蒸汽，壓力在0. 6MPa-l. 5MPa之間。當(dāng)高壓蒸汽的壓力為0. 8MPa時(shí)，汽碎的效果比較好，所以高壓蒸汽的壓力優(yōu)選為0. 8MPa。汽碎步驟采用高壓蒸汽沖擊高溫的液態(tài)熔融渣， 使之破碎并冷卻成較細(xì)固體顆粒，降低了廢鋼的氧化率，為后續(xù)盡可能地回收廢鋼打下良好的基礎(chǔ)。處理塔4中設(shè)置傾斜放置的篩板6，篩板6上安裝振動(dòng)器5，汽碎后的渣顆粒散布落在篩板6上，在振動(dòng)器5的振動(dòng)作用下渣顆粒被輸送出處理塔4。
余熱回收步驟具體為蒸汽從篩板6的下方進(jìn)入處理塔4，在篩板6上與正在輸送出處理塔4的渣顆粒進(jìn)行熱交換，熱交換后蒸汽變成過熱蒸汽。由于采用蒸汽作為余熱回收的介質(zhì)，汽水直接換熱，效率高投資省，安全可靠。為了使后續(xù)淺悶渣步驟取得較好的處理效果，余熱回收處理后的渣顆粒溫度控制在400°C -600°C之間。處理塔4的上部設(shè)置擋板7，熱交換產(chǎn)生的過熱蒸汽先在處理塔4中經(jīng)擋板7初步除塵后再排出處理塔4。除塵及生成蒸汽步驟具體為從處理塔4出來的過熱蒸汽進(jìn)入耐高溫抗水解PPS纖維濾芯布袋除塵器8凈化，布袋除塵器8中的耐高溫抗水解PPS纖維濾芯，一般能夠承受200°C左右的長(zhǎng)期工作溫度，最高能承受220°C的高溫，且具有抗水解功能，因此可以直接凈化高溫含塵蒸汽，凈化后的粉塵濃度降至小于5mg/Nm3成為潔凈高溫蒸汽，然后進(jìn)入蒸汽產(chǎn)生裝置，在蒸汽產(chǎn)生裝置中進(jìn)行汽水換熱生成蒸汽。蒸汽產(chǎn)生裝置為由過熱蒸汽與水混合換熱生成蒸汽的裝置，在本實(shí)施例中蒸汽產(chǎn)生裝置為汽水混合器 11，汽水混合器11可產(chǎn)生壓力為0. 6MPa-l. 5MPa的飽和蒸汽。汽水混合器11生成的飽和蒸汽連續(xù)進(jìn)入蒸汽蓄熱器12進(jìn)行蓄集，從蒸汽蓄熱器12分流出一大部分飽和蒸汽循環(huán)至處理塔4參與下一過程的蒸汽與高溫熔融渣的熱交換，這里又分成兩股蒸汽一小股高壓蒸汽用于前述汽碎步驟，一大股從篩板6下方進(jìn)入處理塔4用于前述余熱回收步驟與渣顆粒進(jìn)行換熱；而從蒸汽蓄熱器12出來的另一小部分成為富余的蒸汽，可供外用。汽水混合器11的排污經(jīng)排污閥M與淺悶池10連接，以便回收利用其中的污水資源(水、熱量、塵粒等)。本實(shí)施例采用輔助裝置為汽水混合器11提供給水，該輔助裝置包括依次連接的軟化水箱15、給水泵14和除氧器13，除氧器13連接汽水混合器11，輔助裝置用于為汽水混合器 11提供高品質(zhì)的給水，以用于蒸汽生產(chǎn)。本發(fā)明余熱回收主要是渣顆粒與蒸汽之間的熱交換，所交換的熱量又進(jìn)一步利用以生產(chǎn)蒸汽，其中一部分蒸汽內(nèi)循環(huán)用于汽碎和余熱回收， 而另一部分蒸汽富余外供，實(shí)現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用。篩板6將汽碎且進(jìn)行熱交換后的渣顆粒輸送出處理塔4，隨后皮帶9將渣顆粒運(yùn)輸?shù)綔\悶池10中，在淺悶池10中對(duì)渣顆粒進(jìn)行淺悶渣處理。淺悶池10的結(jié)構(gòu)與原理與傳統(tǒng)的熱悶渣池類似，同樣包括噴水、排水、排汽、蓋頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)，但是池子數(shù)量與體積大小存在差異。淺悶是指悶渣時(shí)間短，約悶渣1小時(shí)至2小時(shí)即出渣。淺悶渣處理能穩(wěn)定渣顆粒的成份，更宜于建材利用，并為后續(xù)回收廢鐵進(jìn)一步打好了基礎(chǔ)，且單位時(shí)間內(nèi)單個(gè)池的渣處理量較大。悶渣后的廢渣由挖掘機(jī)16挖出，再經(jīng)磁選裝置17進(jìn)行磁選，以回收其中的廢鋼鐵 18，剩余的廢渣19可作建材材料外運(yùn)。在本實(shí)施例中，磁選裝置為磁選皮帶。下面以一臺(tái)100T電爐年產(chǎn)約20萬噸廢鋼為例，介紹本發(fā)明的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)如下(1)總渣量200000 噸 / 年(2)熔融渣利用溫度2000°C(3)渣終溫<50°C(4)飽和蒸汽參數(shù)過程循環(huán)用，一部分外供壓力0. 8MPa溫度175.83 °C(5)處理塔內(nèi)過熱蒸汽參數(shù)壓力0. 80MPa
溫度350.00°C(6)內(nèi)循環(huán)飽和蒸汽量80· 25噸/小時(shí)(7)汽碎用飽和蒸汽量1· 72噸/小時(shí)(8)富余外供飽和蒸汽(0. 8MPa) :8· 2噸/小時(shí)(9)回收廢鋼24000噸/年(10)可利用廢渣量176000噸/年按最保守估計(jì)，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益如下(1)回收廢鋼2· 4萬噸/年*1000元/噸=2400萬元/年(2)回收蒸汽8. 2噸/小時(shí)*7000小時(shí)*0. 01萬元/噸=574萬元/年(3)廢渣利用17. 6萬噸/年*10元/噸=176萬元/年合計(jì)回收收益3150萬元/年。
權(quán)利要求
1.一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，其特征在于所述方法包括(1)汽碎用高壓蒸汽對(duì)高溫熔融渣進(jìn)行沖擊，將高溫熔融渣擊碎并冷卻成較細(xì)的渣顆粒；(2)余熱回收往處理塔中通入蒸汽，在所述處理塔中所述蒸汽與所述渣顆粒進(jìn)行熱交換，熱交換產(chǎn)生過熱蒸汽；(3)一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法除塵及生成蒸汽所述過熱蒸汽經(jīng)布袋除塵處理后，進(jìn)入蒸汽產(chǎn)生裝置，在蒸汽產(chǎn)生裝置中進(jìn)行汽水換熱后生成供所述汽碎使用的高壓蒸汽和余熱回收使用的蒸汽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，其特征在于在淺悶池中對(duì)余熱回收處理后的渣顆粒進(jìn)行淺悶渣1-2小時(shí)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，其特征在于將淺悶渣處理后的渣顆粒打撈出淺悶池，然后采用磁選裝置將渣顆粒中的廢鐵篩選出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，其特征在于所述處理塔中設(shè)置傾斜放置的篩板，篩板上安裝振動(dòng)器，所述渣顆粒在篩板上與蒸汽進(jìn)行熱交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，其特征在于所述蒸汽產(chǎn)生裝置為汽水混合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，其特征在于所述布袋除塵器中設(shè)置有耐高溫抗水解PPS纖維濾芯。
全文摘要
一種冶金爐高溫熔融渣余熱廢鋼回收方法，包括(1)汽碎用高壓蒸汽對(duì)高溫熔融渣進(jìn)行沖擊，將高溫熔融渣擊碎并冷卻成較細(xì)的渣顆粒；(2)余熱回收往處理塔中通入蒸汽，在處理塔中蒸汽與渣顆粒進(jìn)行熱交換，熱交換產(chǎn)生過熱蒸汽；(3)布袋除塵及生成蒸汽過熱蒸汽經(jīng)布袋除塵處理后，進(jìn)入蒸汽產(chǎn)生裝置，在蒸汽產(chǎn)生裝置中進(jìn)行汽水換熱后生成供汽碎使用的高壓蒸汽和余熟回收使用的蒸汽。本發(fā)明采用汽碎，降低了廢鋼的氧化率；余熱回收采用蒸汽作為換熱介質(zhì)，汽水直接換熱，效率高?？苫厥赵w粒中約12％的廢鋼，回收高溫熔融渣的顯熱，生產(chǎn)蒸汽，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，全面徹底地回收高溫熔融渣所含有的顯熱、廢鋼鐵和廢渣資源。
文檔編號(hào)C21B3/06GK102453779SQ201010529210
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者馮建新 申請(qǐng)人:無錫市廣運(yùn)環(huán)保機(jī)械有限公司