專利名稱：高溫熔融渣回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高溫熔融渣回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及高溫熔融渣回收系統(tǒng)，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、高爐渣和平爐渣等的回收處理。
背景技術(shù)：
鋼鐵行業(yè)的高溫熔融渣的溫度一般達(dá)1600°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，高溫熔融渣中蘊含 著大量的顯熱、廢鋼鐵和廢渣資源。以一臺60T轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)約10萬噸鋼渣為例，其蘊含的顯熱 熱量約15000000萬KJ (千焦)，每年可生產(chǎn)約3. 9萬噸蒸汽；鋼渣中廢鋼鐵含量可達(dá)10 %， 如果全部回收則每年可回收廢鋼1萬噸；其廢渣每年生產(chǎn)約9萬噸以上，如果能提高其附加 價值，利益也十分可觀。傳統(tǒng)上通常采用水沖渣系統(tǒng)來對高溫熔融渣進(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，之后再用來對高溫熔融渣 進(jìn)行水淬，這樣可實現(xiàn)水的循環(huán)使用。水量損失必須由新水補充。這種水沖渣系統(tǒng)存在很 多問題，其中最大一個問題是耗水太多，其次是水沖渣過程浪費了大量熱量，并且對周圍環(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?；捌錈崮芑厥占?術(shù)，其基本思路是利用機械裝置的機械力將高溫熔融渣擊碎，之后再利用空氣對擊碎的 渣顆粒進(jìn)行冷卻，并對被加熱了的熱空氣回收利用其熱量。例如，已授權(quán)的中國發(fā)明專利 200610054467公開了一種液態(tài)高爐渣熱量回收裝置及方法，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)過振動床進(jìn)行熱量第二次回收，最后在硫化床內(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?能回收技術(shù)由于采用機械裝置的機械力來將高溫熔融渣擊碎，需要提供機械裝置，并且對 高溫熔融渣顯熱的回收的能量通常不能直接用于驅(qū)動該機械裝置，使得整個系統(tǒng)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%，回收率90%以上，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使用均可取得不錯的效果，但是，要將這三種方法 整合到同一個系統(tǒng)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)容本實用新型主要解決現(xiàn)有干法粒化及其熱量回收技術(shù)中采用機械裝置來將高溫 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，本實用新型提供了一種高溫熔融渣回收系統(tǒng)，包括處理塔、 熱管和水夾套，處理塔設(shè)有進(jìn)渣口、出渣口和冷空氣入口，所述進(jìn)渣口附近設(shè)有噴嘴，所述 熱管的一部分在所述處理塔中，另一部分在水夾套中，水夾套連接噴嘴。本實用新型從噴嘴噴出的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)；從冷空氣入 口進(jìn)入處理塔的冷空氣與汽碎后的渣顆粒進(jìn)行熱交換，熱交換生成的熱空氣經(jīng)熱管換熱以 生產(chǎn)蒸汽，蒸汽又內(nèi)循環(huán)用于汽碎，實現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用，采用熱管這一高效 換熱元件，提高了余熱回收效率。進(jìn)一步地，本實用新型高溫熔融渣回收系統(tǒng)還包括淺悶池，淺悶池對從出渣口排 出的渣顆粒進(jìn)行淺悶渣處理。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，本實用新型高溫熔融渣回收系統(tǒng)還包括磁選皮帶，通過磁選皮帶來 將淺悶渣處理后的渣顆粒中的廢鐵篩選出。本實用新型可回收渣顆粒中約10%的廢鋼，剩 余廢渣可作為建材用途外運。這樣，本實用新型可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為本實用新型高溫熔融渣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)描述。
具體實施方式
本實用新型高溫熔融渣回收系統(tǒng)包括處理塔4、熱管9和水夾套11，處理塔4設(shè)有 進(jìn)渣口 41、出渣口 42和冷空氣入口 43，進(jìn)渣口 41處設(shè)有流槽2，噴嘴3在進(jìn)渣口 41附近， 熱管9的一部分在處理塔4中，另一部分在水夾套11中，汽包12通過管道連接水夾套11 和蒸汽蓄熱器13，蒸汽蓄熱器13通過管道連接噴嘴3，為噴嘴3提供高壓蒸汽。處理塔4中設(shè)置篩板6，篩板6在進(jìn)渣口 41和出渣口 42之間并且傾斜放置，振動 器5安裝在篩板6上。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，從 噴嘴3噴出的高壓蒸汽沖擊高溫熔融渣，將高溫熔融渣流擊碎粒化成較細(xì)的渣顆粒。高壓 蒸汽優(yōu)選為飽和蒸汽，壓力在0. 4Mpa-l. 2Mpa之間。當(dāng)高壓蒸汽的壓力為0. 6Mpa時，汽碎 的效果比較好，所以高壓蒸汽的壓力優(yōu)選為0. 6Mpa。汽碎后的渣顆粒散布落在篩板6上，在 振動器5的振動作用下渣顆粒被輸送出處理塔4。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)。鼓風(fēng)機7連接冷空氣入口 43，由鼓風(fēng)機7提供的冷空氣從冷空氣入口 43進(jìn)入處理 塔4，冷空氣與篩板6上正在輸送出處理塔4的渣顆粒進(jìn)行熱交換，熱交換后冷空氣變成熱空氣。冷空氣入口 43在篩板6的下方，使冷空氣與渣顆粒的熱交換更充分。為了使后續(xù)淺 悶渣取得較好的處理效果，熱交換后從出渣口 42排出的渣顆粒溫度控制在200°C -500°C之 間。處理塔4在熱管9的下部設(shè)有擋板8，擋板8可以是一塊或一塊以上。熱交換后的 熱空氣先經(jīng)過擋板8初步除塵后再沖刷熱管9。熱管9的一部分設(shè)置在處理塔4中，另一部 分在水夾套11中，熱管9的布置方式可以是叉排或順排，通過熱管9的傳熱作用，處理塔4 中的熱空氣將水夾套11中的水加熱為蒸汽，該蒸汽聚集到一定程度，成為高壓蒸汽。水夾 套11可產(chǎn)生壓力為0. 4Mpa-l. 2Mpa的飽和蒸汽。經(jīng)熱管9換熱后產(chǎn)生的煙氣排出處理塔 4后，先經(jīng)旋風(fēng)分離器22除塵，然后再由排煙筒23排放。從水夾套11中出來的高壓蒸汽 經(jīng)過汽包12后，進(jìn)入蒸汽蓄熱器13并在其中聚集起來。蒸汽蓄熱器13通過管道連接噴嘴 3，將其中的高壓蒸汽分流出一小部分循環(huán)至噴嘴3用于汽碎粒化，其余大部分蒸汽可富余 外供。本實用新型采用輔助裝置為水夾套11提供給水，該輔助裝置包括依次連接的軟化水 箱16、給水泵15和除氧器14，除氧器14連接水夾套11，輔助裝置用于為水夾套11提供高 品質(zhì)的給水，以用于蒸汽生產(chǎn)。本實用新型余熱回收過程主要是渣顆粒與冷空氣之間的熱 交換，熱交換生成的熱空氣經(jīng)熱管換熱以生產(chǎn)蒸汽，蒸汽又內(nèi)循環(huán)用于汽碎，實現(xiàn)了高溫熔 融渣顯熱的循環(huán)利用，采用熱管這一高效換熱元件，提高了余熱回收效率。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10將渣顆粒運 輸?shù)綔\悶池17中，在淺悶池17中對渣顆粒進(jìn)行淺悶渣處理。淺悶池17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。淺悶是指悶渣時間短，約悶渣半小時至一小時即出渣。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)，且單位時間內(nèi)單個池的渣處 理量較大。悶渣后的廢渣由挖掘機18挖出，再經(jīng)磁選皮帶19進(jìn)行磁選，以回收其中的廢鋼 鐵20，剩余的廢渣21可作建材材料外運。除了磁選皮帶，還可以采用能將廢渣中的廢鋼鐵 擇選出的其他磁選裝置。下面以一臺60T轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)約10萬噸鋼渣為例，介紹本實用新型的技術(shù)經(jīng)濟性能。主要設(shè)計技術(shù)指標(biāo)如下(1)總漁量 100000 噸 / 年(2)熔融渣利用溫度1500°C(3)渣終溫< 60°C(4)生成飽和蒸汽參數(shù)汽碎用，并富余外供壓力 0. 60Mpa溫度158. 83 0C(5)汽碎用飽和蒸汽量40m3/噸渣或1. 81噸/小時(6)富余外供飽和蒸汽(0. 6Mpa) :3. 96噸/小時(7)回收廢鋼10000噸/年(8)可利用廢渣量90000噸/年按最保守估計，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益如下(1)回收廢鋼1萬噸/年*1000元/噸=1000萬元/年(2)回收蒸汽:3. 96噸/小時*7000小時*0. 01萬元/噸
5[0033]= 277 萬元 / 年(3)廢渣利用9萬噸/年*15元/噸=135萬元/年合計回收收益1412萬元/年。上述實施例僅用于對本實用新型構(gòu)思的理解，并非對本實用新型的限制，根據(jù)本 實用新型構(gòu)思還可以有許多結(jié)構(gòu)的變化。例如，水夾套可通過管道直接連接噴嘴，汽碎用的 高壓蒸汽可由水夾套直接提供；除了篩板，還可以采用皮帶等將汽碎后的渣顆粒輸送出處 理塔。這些結(jié)構(gòu)上的簡單變化均屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括處理塔、熱管和水夾套，所述處理 塔設(shè)有進(jìn)渣口、出渣口和冷空氣入口，所述進(jìn)渣口附近設(shè)有噴嘴，所述熱管的一部分在所述 處理塔中，另一部分在所述水夾套中，所述水夾套連接所述噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括淺悶池， 所述淺悶池對從所述出渣口排出的渣顆粒進(jìn)行淺悶渣處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括磁選皮帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述處理塔在所述進(jìn)渣 口和出渣口之間中設(shè)置傾斜放置的篩板，篩板上安裝振動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述冷空氣入口在所述 篩板的下方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括連接所 述冷空氣入口的鼓風(fēng)機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括汽包和 蒸汽蓄熱器，所述汽包連接水夾套和蒸汽蓄熱器，蒸汽蓄熱器通過管道連接所述噴嘴。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括為所述 水夾套提供給水的輔助裝置，所述輔助裝置包括依次連接的軟化水箱、給水泵和除氧器，所 述除氧器連接所述水夾套。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述處理塔設(shè)有一塊或 一塊以上擋板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融渣回收系統(tǒng)，其特征在于，所述熱管的布置方式為 叉排或順排。
專利摘要本實用新型涉及一種高溫熔融渣回收系統(tǒng)，包括處理塔、熱管和水夾套，處理塔設(shè)有進(jìn)渣口、出渣口和冷空氣入口，進(jìn)渣口附近設(shè)有噴嘴，熱管的一部分在處理塔中，另一部分在水夾套中，水夾套連接噴嘴。本實用新型采用高壓蒸汽沖擊高溫的液態(tài)熔融渣，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)；采用渣顆粒與冷空氣的熱交換以回收余熱，熱交換生成的熱空氣經(jīng)熱管換熱以生產(chǎn)蒸汽，蒸汽又內(nèi)循環(huán)用于汽碎，實現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用，余熱回收效率高。
文檔編號C21B3/06GK201785403SQ20102025432
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者談慶, 雷震東 申請人:無錫市東方環(huán)境工程設(shè)計研究所有限公司