專利名稱：一種高溫熔融渣回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高溫熔融渣回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種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(jiàn)，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)60T轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)約10萬(wàn)噸鋼渣為例，其蘊(yùn)含的顯熱 熱量約15000000萬(wàn)KJ (千焦)，每年可生產(chǎn)約3. 9萬(wàn)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(wàn)噸；其廢渣每年生產(chǎn)約9萬(wàn)噸以上，如果能提高其附加 價(jià)值，利益也十分可觀。傳統(tǒng)上通常采用水沖渣系統(tǒng)來(lái)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(lái)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(guò)濾然后由泵加壓送入冷卻塔中冷卻，之后再用來(lái)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。這種水沖渣系統(tǒng)存在很 多問(wèn)題，其中最大一個(gè)問(wèn)題是耗水太多，其次是水沖渣過(guò)程浪費(fèi)了大量熱量，并且對(duì)周圍環(huán) 境也帶來(lái)污染。鑒于傳統(tǒng)水沖渣工藝的種種弊端，近年來(lái)人們提出了干法?；捌錈崮芑厥占?術(shù)，其基本思路是利用機(jī)械裝置的機(jī)械力將高溫熔融渣擊碎，之后再利用空氣對(duì)擊碎的 渣顆粒進(jìn)行冷卻，并對(duì)被加熱了的熱空氣回收利用其熱量。例如，已授權(quán)的中國(guó)發(fā)明專利 200610054467公開(kāi)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(guò)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?能回收技術(shù)由于采用機(jī)械裝置的機(jī)械力來(lái)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)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(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。 回收熔融渣顯熱通常采用干法?；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(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)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(shí)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(jī)械裝置來(lái)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(wèn)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系統(tǒng)。為了解決其技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種高溫熔融渣回收系統(tǒng)，包括處理塔、 除塵裝置和汽水混合器，處理塔設(shè)有進(jìn)渣口、出渣口、蒸汽入口和蒸汽出口，進(jìn)渣口處設(shè)有 噴嘴，除塵裝置連接蒸汽出口和汽水混合器，汽水混合器連接噴嘴和蒸汽入口。本實(shí)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)；從蒸汽入 口進(jìn)入處理塔的蒸汽與汽碎后的渣顆粒進(jìn)行熱交換，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)用于汽碎和熱交換，實(shí)現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用，并且采用蒸汽作 為熱交換的介質(zhì)，汽水直接換熱，效率高投資省，安全可靠。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型高溫熔融渣回收系統(tǒng)還包括淺悶池，淺悶池對(duì)從出渣口排 出的渣顆粒進(jìn)行淺悶渣處理。淺悶渣能穩(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(shí)用新型高溫熔融渣回收系統(tǒng)還包括磁選皮帶，通過(guò)磁選皮帶來(lái) 將淺悶渣處理后的渣顆粒中的廢鐵篩選出，本實(shí)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(yùn)。這樣，本實(shí)用新型可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。

圖1為本實(shí)用新型高溫熔融渣回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型高溫熔融渣回收系統(tǒng)包括處理塔4、旋風(fēng)分離器9和汽水混合器12，處 理塔4設(shè)有進(jìn)渣口 41、出渣口 42、蒸汽入口 43和蒸汽出口 44，進(jìn)渣口 41處設(shè)有噴嘴3和流 槽2，旋風(fēng)分離器9通過(guò)管道連接蒸汽出口 44和汽水混合器12，汽水混合12器連接蒸汽蓄 熱器13，蒸汽蓄熱器13通過(guò)管道連接噴嘴3和蒸汽入口 43，分別為噴嘴3和蒸汽入口 43 提供高壓蒸汽和蒸汽。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(dòng) 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?；奢^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(shí)，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(dòng)器5的振動(dòng)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)。另一股蒸汽從蒸汽入口 43進(jìn)入處理塔4，與篩板6上正在輸送出處理塔4的渣顆 粒進(jìn)行熱交換，熱交換后蒸汽變成過(guò)熱蒸汽。蒸汽入口 43在篩板6的下方，使蒸汽與渣顆 粒的熱交換更充分。由于采用蒸汽作為熱交換的介質(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2000C _500°C之間。處理塔4的上部靠近蒸汽出口 44位置處設(shè)有擋板8，擋板8可以是一塊或一塊以 上。熱交換后的過(guò)熱蒸汽先經(jīng)過(guò)擋板8初步除塵后再排出處理塔4。旋風(fēng)分離器9通過(guò)管 道連接蒸汽出口 44和汽水混合器12，從蒸汽出口 44出來(lái)的過(guò)熱蒸汽再經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器9 進(jìn)一步除去粉塵后進(jìn)入汽水混合器12，在汽水混合器12中進(jìn)行汽水換熱生成蒸汽，汽水混 合器12可產(chǎn)生壓力為0. 4Mpa-l. 2Mpa的飽和蒸汽。蒸汽蓄熱器13通過(guò)管道連接汽水混 合器12、噴嘴3和蒸汽入口 43，汽水混合器12生成的蒸汽連續(xù)進(jìn)入蒸汽蓄熱器13進(jìn)行蓄 集。從蒸汽蓄熱器13分流出一大部分蒸汽循環(huán)至處理塔4參與下一過(guò)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通往噴嘴3，用于對(duì)高溫熔融渣進(jìn)行 汽碎，一大股從蒸汽入口 43進(jìn)入處理塔4，用于與汽碎后的渣顆粒進(jìn)行換熱，而從蒸汽蓄熱 器13出來(lái)的另一小部分成為富余的蒸汽，可供外用。汽水混合器12的排污經(jīng)排污閥174 與淺悶池11連接，以便回收利用其中的污水資源(水、熱量、塵粒等)。本實(shí)用新型采用輔 助裝置為汽水混合器12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連接汽水混合器12，輔助裝置用于為汽水混合器12提供高品質(zhì)的給水， 以用于蒸汽生產(chǎn)。本實(shí)用新型從蒸汽入口進(jìn)入處理塔的蒸汽與汽碎后的渣顆粒進(jìn)行熱交 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)用于汽碎和熱交換，實(shí)現(xiàn)了高溫 熔融渣顯熱的循環(huán)利用，并且采用蒸汽作為熱交換的介質(zhì)，汽水直接換熱，效率高投資省， 安全可靠。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(yùn) 輸?shù)綔\悶池11中，在淺悶池11中對(duì)渣顆粒進(jìn)行淺悶渣處理。淺悶池11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，約悶渣半小時(shí)至一小時(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)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(yùn)。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(tái)60T轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)約10萬(wàn)噸鋼渣為例，介紹本實(shí)用新型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。[0019]主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)如下[0020](1)總渣量 100000噸/年[0021](2)熔融渣利用溫度 1500°C[0022](3)渣終溫 < 60°C[0023](4)飽和蒸汽參數(shù)過(guò)程循環(huán)用，一部分外供[0024]壓力0. 60Mpa[0025]溫度158. 83 °C[0026](5)處理塔內(nèi)過(guò)熱蒸汽參數(shù)[0027]壓力0. 60Mpa[0028]溫度300. OO0C[0029](6)內(nèi)循環(huán)飽和蒸汽量 50. 43噸/小時(shí)(7)汽碎用飽和蒸汽量 40m3/
(8)富余外供飽和蒸汽(0. 6Mpa)
(9)回收廢鋼10000噸/
(10)可利用廢渣量 90000噸/
噸渣或1.81噸/小時(shí) 3. 96噸/小時(shí)
年 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1萬(wàn)噸/年*1000元/噸=1000萬(wàn)元/年(2)回收蒸汽3. 96噸/小時(shí)*7000小時(shí)*0. 01萬(wàn)元/噸=277萬(wàn)元/年(3)廢渣利用9萬(wàn)噸/年*15元/噸=135萬(wàn)元/年合計(jì)回收收益1412萬(wàn)元/年。上述實(shí)施例僅用于對(duì)本實(shí)用構(gòu)思的理解，并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，根據(jù)本實(shí)用 新型構(gòu)思還可以有許多結(jié)構(gòu)的變化。例如，可將汽水混合器直接連接噴嘴和蒸汽入口，以為 噴嘴和蒸汽入口提供高壓蒸汽和蒸汽；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(jiǎn)單變化均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種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、旋風(fēng)分離器和汽水混 合器，所述處理塔設(shè)有進(jìn)渣口、出渣口、蒸汽入口和蒸汽出口，所述進(jìn)渣口處設(shè)有噴嘴，所述 旋風(fēng)分離器連接所述蒸汽出口和汽水混合器，所述汽水混合器連接所述噴嘴和蒸汽入口。
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(duì)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(dòng)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，所述蒸汽入口在所述篩 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)還包括蒸汽蓄 熱器，所述蒸汽蓄熱器通過(guò)管道連接所述汽水混合器、噴嘴和蒸汽入口。
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，所述除氧器連接汽水混合器。
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，所述處理塔設(shè)有一塊或 一塊以上擋板。
專利摘要一種高溫熔融渣回收系統(tǒng)，包括處理塔、除塵裝置和汽水混合器，處理塔設(shè)有進(jìn)渣口、出渣口、蒸汽入口和蒸汽出口，進(jìn)渣口處設(shè)有噴嘴，除塵裝置連接蒸汽出口和汽水混合器，汽水混合器連接噴嘴和蒸汽入口。本實(shí)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)；從蒸汽入口進(jìn)入處理塔的蒸汽與汽碎后的渣顆粒進(jìn)行熱交換，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)用于汽碎和熱交換，實(shí)現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用，并且采用蒸汽作為熱交換的介質(zhì)，汽水直接換熱，效率高投資省，安全可靠。
文檔編號(hào)C21B3/06GK201785404SQ20102025557
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)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(qǐng)人:無(wú)錫市東方環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所有限公司