專利名稱：回收熔融高爐渣高溫顯熱的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金節(jié)能減排、二次能源回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種回收熔融高爐渣高溫顯熱的方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋼鐵作為一種重要的結(jié)構(gòu)材料及功能材料的位置，在可預(yù)見的時(shí)間范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生重大變化。鋼鐵工業(yè)屬于資源、資金和科技密集型產(chǎn)業(yè)，涵蓋了地質(zhì)、采礦、選礦、煉鐵、煉鋼、軋制和金屬制品等系列工程，是生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、科技和經(jīng)濟(jì)的綜合體。無(wú)論在過(guò)去和現(xiàn)在，還是在將來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展水平仍然是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化和現(xiàn)代化水平高低的重要標(biāo)志之一。2007年3月，十屆全國(guó)人大五次會(huì)議作出決定，把GDP 的增長(zhǎng)作為預(yù)期性目標(biāo)，把節(jié)能降耗和污染減排指標(biāo)作為必須確保完成的約束性指標(biāo)。這是對(duì)我國(guó)今后的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展很重要的指導(dǎo)原則。鋼鐵工業(yè)作為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，既是能耗大戶也是污染物排放大戶，做好節(jié)能減排工作是保證我國(guó)鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最重要的前提和條件。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，近年來(lái)我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量也在高速增長(zhǎng)。2009年，我國(guó)高爐生鐵年產(chǎn)量已超過(guò)5. 4億噸，每生產(chǎn)1噸生鐵產(chǎn)生300 600kg鋼渣，年產(chǎn)高爐渣超過(guò) 1.6億噸。煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的液態(tài)高爐渣溫度在1400°C以上，普遍采用水淬的方式粒化并冷卻高溫液態(tài)高爐渣，生成適于大量用于水泥生產(chǎn)的高爐水渣。在水淬過(guò)程中，每沖制1噸高爐渣產(chǎn)生8 12噸溫度約85°C的沖渣水，除北方部分鋼鐵企業(yè)在冬季利用少量沖渣水采暖外，其中所含的大量熱量白白散失，造成工廠及周邊環(huán)境熱污染；高爐沖渣水循環(huán)使用， 溫度越高，沖渣過(guò)程中排放的硫化物越多，高爐水渣質(zhì)量越差；每噸渣耗新水It左右，造成水資源浪費(fèi)和污染。液態(tài)高爐渣溫度在1400°C以上，每噸渣的含熱量約相當(dāng)于60kg標(biāo)煤的發(fā)熱量。對(duì)一個(gè)高爐生鐵產(chǎn)量500萬(wàn)噸/年的鋼鐵企業(yè)，每年產(chǎn)生高爐渣約150萬(wàn)噸，如能回收其中所含余熱的50%，每年可節(jié)能折合標(biāo)煤9萬(wàn)噸，回收高爐渣余熱的效益很可觀。為回收高爐渣中所含的大量高品位余熱，國(guó)外很早就開展了相關(guān)研究，先后開發(fā)出冷卻轉(zhuǎn)鼓工藝(日本鋼管公司NKK)、旋轉(zhuǎn)滾筒工藝(日本住友金屬和石川島播磨重工)、機(jī)械攪拌法造粒工藝(日本住友金屬)、機(jī)械攪拌法造粒工藝(日本川崎制鐵)、Merotec熔渣?；に?德國(guó))、連鑄連軋法平板狀固化工藝(烏克蘭)、風(fēng)淬?；に?日本新日鐵、日本鋼管、川崎制鐵、神戶制鋼、住友金屬和日新制鋼)、離心(旋轉(zhuǎn)杯)粒化工藝(英國(guó)、日本、澳大利亞)等。其中冷卻轉(zhuǎn)鼓法、風(fēng)淬法和離心粒化法進(jìn)行過(guò)工業(yè)試驗(yàn)。與國(guó)外相比，高爐渣高溫顯熱回收的研究和應(yīng)用在國(guó)內(nèi)近幾年才展開。其中，鋼鐵研究總院2004年開始研究高爐渣急冷干式?；夹g(shù)，對(duì)離心?；c風(fēng)淬相結(jié)合的工藝也進(jìn)行過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)；青島理工大學(xué)與萊鋼合作建立了能源與環(huán)境工程研究中心，在理論和實(shí)驗(yàn)方面就高爐渣干法?；土骰矒Q熱回收高爐渣余熱進(jìn)行了一些研究；重慶大學(xué)、東北大學(xué)、中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司、中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院等機(jī)構(gòu)申請(qǐng)了用不同方法回收高爐渣顯熱的專利?；厥崭郀t渣余熱難度很大，存在很多技術(shù)難點(diǎn)，如高爐渣排出量大、溫度高、不連續(xù)，對(duì)設(shè)備的處理能力、耐溫耐磨和調(diào)節(jié)能力要求很高；為生成合格的建筑材料替代料要求冷卻速度很快，但快速冷卻對(duì)設(shè)備的能耗和余熱回收率都有不利的影響。因此，盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)回收高爐渣高溫顯熱的研究較多，但僅有其中的冷卻轉(zhuǎn)鼓法、風(fēng)淬法和離心?；ㄟM(jìn)行過(guò)工業(yè)試驗(yàn)，目前尚無(wú)實(shí)現(xiàn)實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的成功案例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種回收熔融高爐渣高溫顯熱的方法及其系統(tǒng)，高效回收高爐渣高溫顯熱，降低高爐渣處理過(guò)程中的能耗及水耗，減少熱污染和水污染，處理后的高爐渣與水淬渣品質(zhì)相當(dāng)。有研究表明，如果要生成玻璃體含量足夠高的高爐渣，在800°C以上必須快速冷卻，800°C以下可以緩冷，日本的風(fēng)淬?；に嚻涞谝浑A段也是利用高壓空氣將高爐渣快速冷卻到800°C以下?；诖?，為了兼顧高爐渣的后續(xù)利用和余熱回收效率，高爐渣的冷卻分兩段進(jìn)行，即先后在急冷單元和緩冷單元中冷卻在急冷單元中，采用高壓冷空氣、循環(huán)冷渣粒、少量冷卻水的復(fù)合方法將熔融高爐渣破碎并急速冷卻到800°C以下，以保證渣成品中的玻璃體含量，從而不影響用渣制水泥或建筑材料的活性；在緩冷單元中，已凝固的高爐渣在緩冷換熱器中與由循環(huán)風(fēng)機(jī)送入的空氣充分接觸換熱，提高余熱回收率。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的 一種回收熔融高爐渣高溫顯熱系統(tǒng)，
其特征在于，該系統(tǒng)由高爐渣溝、爐渣斗、渣斗提升機(jī)構(gòu)、急冷單元、緩冷單元、冷渣粒循環(huán)單元、旋風(fēng)除塵器、余熱鍋爐、冷凝單元、循環(huán)風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)按順序組成；所述急冷單元包括?；喗M，冷渣粒出口，擋渣板組，冷卻水噴嘴組，振動(dòng)冷卻床和冷卻空氣噴嘴組；所述?；喗M包括至少兩臺(tái)在高度和水平方向上均有一定距離的旋轉(zhuǎn)式破碎輪，在第一臺(tái)破碎輪和擋渣板之間的上方布置冷渣粒出口，每臺(tái)旋轉(zhuǎn)式破碎輪對(duì)應(yīng)配置一塊擋渣板，旋轉(zhuǎn)式破碎輪和擋渣板與高爐渣接觸部分由耐火耐磨材料制成；所述振動(dòng)冷卻床與水平面有一定傾斜角，在振動(dòng)冷卻床上方接近急冷單元出口處布置有冷卻水噴嘴組；所述緩冷單元包括熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)和與熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)相連的緩冷換熱器；所述冷渣粒循環(huán)單元包括冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)， 與冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)相連的冷渣粒輸送管線，和與冷渣粒輸送管線相連的爐渣篩分機(jī)，所述冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)與急冷單元的冷渣粒出口相連。本發(fā)明的技術(shù)方案還可以進(jìn)一步完善
作為優(yōu)選，所述系統(tǒng)配置有兩個(gè)爐渣斗，由渣斗提升機(jī)構(gòu)提升控制，所述爐渣斗裝有加熱裝置和保溫設(shè)施，底部有可調(diào)整開閉數(shù)量的多個(gè)渣流口。作為優(yōu)選，所述擋渣板設(shè)有角度位置調(diào)整裝置。作為優(yōu)選，所述緩冷換熱器為流化床或鏈篦機(jī)。作為優(yōu)選，所述冷凝單元包括與余熱鍋爐相連的冷凝器，與冷凝器相連的補(bǔ)水泵和循環(huán)水泵，所述循環(huán)水泵與急冷單元的冷卻水噴嘴組相連。一種回收熔融高爐渣高溫顯熱的方法其特征在于，包括以下過(guò)程
(1)高爐煉鐵工藝過(guò)程中，分時(shí)段排出1400°c以上的液態(tài)高爐渣，高爐渣經(jīng)由渣溝流入爐渣斗；(2)裝滿液態(tài)高爐渣的爐渣斗由渣斗提升機(jī)構(gòu)提升至一定高度后定位于急冷單元上方并打開渣流口；
(3)重力作用下，液態(tài)高爐渣從爐渣斗的渣流口流出后落到有一定高度差的旋轉(zhuǎn)式破碎輪上被破碎并拋落到擋渣板上，拋落過(guò)程中高爐渣與從冷卻空氣噴嘴噴出的高壓冷卻空氣和從冷渣粒出口落下的冷渣粒接觸換熱，并因溫差應(yīng)力而破碎?；?br> (4)高爐渣與擋渣板碰撞破碎后反彈至第二級(jí)旋轉(zhuǎn)式破碎輪上破碎并拋出，拋落過(guò)程中被從冷卻空氣噴嘴噴出的高壓冷卻空氣冷卻，高爐渣拋落到第二級(jí)擋渣板上，與擋渣板碰撞破碎后反彈至下方的振動(dòng)冷卻床上；
(5)高爐渣在傾斜的振動(dòng)冷卻床上與從下方吹入的高壓冷卻空氣換熱并冷卻，布置在振動(dòng)冷卻床上方的冷卻水噴嘴組噴出少量冷卻水，冷卻水對(duì)高爐渣進(jìn)一步急冷破碎，冷卻至800°C以下排出急冷單元；
(6)從急冷單元排出的高爐渣進(jìn)入緩冷單元，經(jīng)熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)后進(jìn)入緩冷換熱器，在緩冷換熱器中與從循環(huán)風(fēng)機(jī)來(lái)的冷卻空氣換熱冷卻到300°C以下排出緩冷單元；
(7)從緩冷單元排出的高爐渣進(jìn)入冷渣粒利用單元的爐渣篩分機(jī)，爐渣篩分機(jī)將高爐渣分成兩部分，一部分被轉(zhuǎn)運(yùn)走，送去做水泥或建筑料，另一部分粒度合適的渣粒則通過(guò)冷渣粒輸送管線送至冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)，經(jīng)過(guò)冷渣粒出口進(jìn)入急冷單元，與高溫高爐渣接觸換熱，起到冷卻和破碎高溫高爐渣的作用；
(8)冷卻空氣在急冷單元和緩冷單元中與高溫高爐渣換熱后變成高溫空氣并分別引出，混合后進(jìn)入旋風(fēng)除塵器除塵，然后進(jìn)入余熱鍋爐換熱，轉(zhuǎn)變成蒸汽或電力輸出；
(9)換熱后從余熱鍋爐排出的空氣進(jìn)入冷凝單元，在冷凝器中空氣中的水蒸汽凝結(jié)成水，凝結(jié)水和補(bǔ)充的一部分冷卻水通過(guò)循環(huán)水泵到達(dá)急冷單元的冷卻水噴嘴，從噴嘴噴出， 對(duì)高爐渣完成急冷；
(10)從余熱鍋爐排出的空氣在冷凝器中冷凝除去水蒸氣后排出冷凝器，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)分別引到急冷單元和緩冷單元，與高溫高爐渣換熱。作為優(yōu)選，冷卻水噴嘴組置于急冷單元的最后環(huán)節(jié)，冷卻水噴嘴噴出的水量與單位時(shí)間處理的高爐渣量、上游環(huán)節(jié)冷卻情況相關(guān)并可控制，范圍在0 0. 5t水/t渣，在確保急冷單元內(nèi)高爐渣的冷卻速度滿足要求的同時(shí)，噴出的水全部或絕大部分受熱蒸發(fā)，成品渣中不含水或僅含少量水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、高爐渣分兩段先后在急冷單元和緩冷單元中冷卻，兼顧了高爐渣的后續(xù)利用和余熱回收效率。在急冷單元中采用高壓冷空氣、循環(huán)冷渣粒、少量冷卻水的復(fù)合冷卻方法將高溫熔融高爐渣急速冷卻到800°C以下，保證了渣成品中玻璃體的含量與傳統(tǒng)水淬渣相當(dāng)，不影響用渣所制水泥的活性。在緩冷單元中凝固的高爐渣與空氣充分接觸換熱，提高余熱回收率和回收的余熱品質(zhì)，可產(chǎn)生中溫中壓蒸汽用于發(fā)電或工藝用汽；
2、與傳統(tǒng)用水冷卻相比僅消耗少量新水，節(jié)省冷卻水耗量0.6 lt/t渣以上，循環(huán)冷卻水量也大大減少，減小冷卻水循環(huán)系統(tǒng)功耗，對(duì)換熱后從余熱鍋爐排出的空氣進(jìn)行冷凝， 冷凝水循環(huán)利用，消除了冷卻水帶來(lái)的環(huán)境污染；
3、急冷單元所用冷卻水量可控并使噴出的水全部或絕大部分受熱蒸發(fā)，成品渣中不含水或僅含少量水，節(jié)約后續(xù)利用環(huán)節(jié)的烘干能耗；4、與僅用高壓空氣?；郀t渣相比，利用旋轉(zhuǎn)式破碎輪、高壓冷空氣、擋渣板、冷渣粒、 冷卻水的復(fù)合式方法的破碎功耗大幅降低，渣的?；Ч?，粒度小且均勻，有利于急冷和緩冷單元的氣-渣熱交換，對(duì)于后續(xù)綜合利用也更有利；
5、配置了兩個(gè)爐渣斗交替使用，且緩冷單元中設(shè)置了熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)，可解決高爐煉鐵間斷出渣與連續(xù)產(chǎn)熱的矛盾。


圖1是本發(fā)明的一種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、高爐渣溝，2、爐渣斗，3、提升機(jī)構(gòu)，4、急冷單元，41、粒化輪組， 42、冷渣粒出口，43、擋渣板組，44、冷卻水噴嘴組，45、振動(dòng)冷卻床，46、冷卻空氣噴嘴組，5、 緩冷單元，51、熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)，52、緩冷換熱器，6、冷渣粒循環(huán)單元，61冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)，62、冷渣粒輸送管線，63、爐渣篩分機(jī)，7、旋風(fēng)除塵器；8、余熱鍋爐，9、冷凝單元，91、冷凝器，92、補(bǔ)水泵，93、循環(huán)水泵，10、循環(huán)風(fēng)機(jī)，11、加壓風(fēng)機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例
如圖所示，熔融高爐渣高溫顯熱回收系統(tǒng)由高爐渣溝1、爐渣斗2、渣斗提升機(jī)構(gòu)3、急冷單元4、緩冷單元5、冷渣粒循環(huán)單元6、旋風(fēng)除塵器7、余熱鍋爐8、冷凝單元9、循環(huán)風(fēng)機(jī) 10、加壓風(fēng)機(jī)11組成。具體的，高爐渣溝1通常是高爐本身結(jié)構(gòu)的一部分，是高爐渣由高爐排出后的通道。爐渣斗2由耐火材料制成，盛放由高爐渣溝1流出的液態(tài)高溫高爐渣；為保證爐渣的流動(dòng)性，爐渣斗2裝有加熱保溫裝置；為了減少兩次出渣間的等待時(shí)間，穩(wěn)定渣處理的流量從而連續(xù)產(chǎn)熱，系統(tǒng)配置兩個(gè)爐渣斗交替使用，并在爐渣斗底部設(shè)有多個(gè)渣流口并可調(diào)整開閉數(shù)量。渣斗提升機(jī)構(gòu)3可將盛滿熔融高爐渣的爐渣斗2由渣溝1下方提升至急冷單元4 上方，也可將空的爐渣斗2送至渣溝1下方，等待下一次出渣。具體的，急冷單元4包括?；喗M41、冷渣粒出口 42、擋渣板組43、冷卻水噴嘴組 44、振動(dòng)冷卻床45和冷卻空氣噴嘴組46。?；喗M41包括至少兩臺(tái)在高度和水平方向上均有一定距離的旋轉(zhuǎn)式破碎輪，落到其上的高爐渣將由于破碎輪高速旋轉(zhuǎn)而被撞擊并拋出。 每臺(tái)破碎輪下方布置至少一個(gè)冷卻空氣噴嘴，由加壓風(fēng)機(jī)來(lái)的高壓冷空氣對(duì)破碎輪拋出的高爐渣進(jìn)行冷卻和破碎，并將高爐渣吹掃到擋渣板上。在第一臺(tái)破碎輪和擋渣板之間的上方布置冷渣粒出口 42，冷渣粒從其中落下，與高溫液態(tài)高爐渣接觸換熱，高溫液態(tài)高爐渣因溫差應(yīng)力而破碎?；?。每臺(tái)破碎輪對(duì)應(yīng)配置一塊擋渣板，高爐渣在其上碰撞破碎。旋轉(zhuǎn)式破碎輪和擋渣板與高爐渣接觸部分由耐火耐磨材料制成。為適應(yīng)不同的高爐渣處理工況， 擋渣板裝有位置和角度調(diào)整機(jī)構(gòu)，振動(dòng)冷卻床與水平面有一定傾斜角，高爐渣在振動(dòng)冷卻床上邊振動(dòng)邊往前運(yùn)動(dòng)，加壓風(fēng)機(jī)11來(lái)的冷卻空氣分多路從下向上穿過(guò)振動(dòng)冷卻床，與高爐渣換熱。在振動(dòng)冷卻床上方接近急冷單元出口處布置冷卻水噴嘴組44，將少量冷卻水噴在呈凝固態(tài)的高爐渣層上，使得高爐渣急冷收縮并進(jìn)一步破碎。冷卻水噴嘴噴出的水量與單位時(shí)間處理的高爐渣量、上游環(huán)節(jié)冷卻情況相關(guān)并可控制，范圍在0 0. 5t水/t渣，在確保急冷單元內(nèi)高爐渣的冷卻速度滿足要求的同時(shí)，噴出的水全部或絕大部分受熱蒸發(fā)， 減少成品渣的含水率。經(jīng)噴水處理后的高爐渣冷卻到800°C以下，然后排出急冷單元，進(jìn)入緩冷單元。冷卻空氣與高爐渣換熱后變成高溫空氣，少量冷卻水與高爐渣接觸后蒸發(fā)變成高溫蒸汽，高溫空氣和高溫蒸汽的混合物從急冷單元頂部引出。具體的，緩冷單元5包括熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)51和緩冷換熱器52。冷卻到800°C以下的高爐渣進(jìn)入緩冷單元5后首先進(jìn)入熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)51，然后進(jìn)入緩冷換熱器52。由熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)51 中進(jìn)入緩冷換熱器52的高爐渣量根據(jù)余熱鍋爐的產(chǎn)熱情況確定。緩冷換熱器52的一種實(shí)施例為流化床，高爐渣在其中與循環(huán)風(fēng)機(jī)10來(lái)的冷卻空氣充分換熱。作為另一種實(shí)施例， 緩冷換熱器52也可以是鏈篦機(jī)。高爐渣在緩冷單元中冷卻到300°C以下排出，進(jìn)入冷渣粒循環(huán)單元。冷卻空氣與高爐渣換熱后變成高溫空氣從緩冷單元頂部引出。具體的，冷渣粒循環(huán)單元6包括冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)61、冷渣粒輸送管線62和爐渣篩分機(jī) 63，其中冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)61與急冷單元的冷渣粒出口 42相連。冷卻到300°C以下的高爐渣從緩冷單元排出后進(jìn)入爐渣篩分機(jī)63，高爐渣在爐渣篩分機(jī)中分成兩部分一部分渣粒被轉(zhuǎn)運(yùn)走，送去做水泥或建筑料，另一部分粒度合適的渣粒則通過(guò)冷渣粒輸送管線62送至冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)，經(jīng)過(guò)冷渣粒出口進(jìn)入急冷單元，與高溫高爐渣接觸換熱，起到冷卻和破碎高溫高爐渣的作用。具體的，從急冷和緩冷單元引出的高溫空氣和高溫蒸汽混合后進(jìn)入旋風(fēng)除塵器7， 在旋風(fēng)除塵器7中除去塵粒，然后進(jìn)入余熱鍋爐8換熱，余熱鍋爐的給水吸熱后變成中溫中壓蒸汽輸出，用于發(fā)電或工藝。換熱冷卻后的空氣和蒸汽混合物進(jìn)入冷凝單元9。具體的，冷凝單元9包括冷凝器91、補(bǔ)水泵92和循環(huán)水泵93。急冷單元4的冷卻水噴嘴組44與冷凝單元相連。從余熱鍋爐8排出的空氣和蒸汽混合物在冷凝單元9中與冷凝水換熱冷卻后分成兩路一路是冷卻后的空氣，由循環(huán)風(fēng)機(jī)分別送往緩冷單元5和急冷單元4，其中送往急冷單元4的冷卻空氣先由加壓風(fēng)機(jī)11加壓，然后進(jìn)入急冷單元4， 由冷卻空氣噴嘴組46噴出，對(duì)高爐渣進(jìn)行冷卻和破碎；另一路是蒸汽放熱后凝結(jié)成的少量水，這部分水與補(bǔ)水泵92來(lái)的水匯合后由循環(huán)水泵送往急冷單元4，由冷卻水噴嘴組44噴出，對(duì)振動(dòng)冷卻床45上的高爐渣進(jìn)行急冷。至此分別完成冷卻水和冷卻空氣的循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種回收熔融高爐渣高溫顯熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由高爐渣溝(1)、爐渣斗 (2)、渣斗提升機(jī)構(gòu)(3)、急冷單元(4)、緩冷單元(5)、冷渣粒循環(huán)單元(6)、旋風(fēng)除塵器(7)、 余熱鍋爐(8)、冷凝單元(9)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(10)、加壓風(fēng)機(jī)(11)按順序組成；所述急冷單元(4) 包括粒化輪組(41)，冷渣粒出口( 42 )，擋渣板組(43 )，冷卻水噴嘴組(44 )，振動(dòng)冷卻床(45 ) 和冷卻空氣噴嘴組(46)；所述?；喗M(41)包括至少兩臺(tái)在高度和水平方向上均有一定距離的旋轉(zhuǎn)式破碎輪，在第一臺(tái)破碎輪和擋渣板之間的上方布置冷渣粒出口(42)，每臺(tái)旋轉(zhuǎn)式破碎輪對(duì)應(yīng)配置一塊擋渣板；所述振動(dòng)冷卻床(45)與水平面有一定傾斜角，在振動(dòng)冷卻床上方接近急冷單元出口處布置有冷卻水噴嘴組(44)；所述緩冷單元(5)包括熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)(51)和與熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)相連的緩冷換熱器(52);所述冷渣粒循環(huán)單元(6)包括冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng) (61)，與冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)相連的冷渣粒輸送管線(62)，和與冷渣粒輸送管線相連的爐渣篩分機(jī) (63)，所述冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)(61)與急冷單元的冷渣粒出口(42)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收熔融高爐渣高溫顯熱系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)配置有兩個(gè)爐渣斗(2)，由渣斗提升機(jī)構(gòu)(3)提升控制，所述爐渣斗(2)裝有加熱裝置和保溫設(shè)施，底部有可調(diào)整開閉數(shù)量的多個(gè)渣流口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種回收熔融高爐渣高溫顯熱系統(tǒng)，其特征在于所述擋渣板設(shè)有角度位置調(diào)整裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種回收熔融高爐渣高溫顯熱系統(tǒng)，其特征在于所述緩冷換熱器(52)為流化床或鏈篦機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種回收熔融高爐渣高溫顯熱系統(tǒng)，其特征在于所述冷凝單元(9)包括與余熱鍋爐(8)相連的冷凝器(91)，與冷凝器相連的補(bǔ)水泵(92)和循環(huán)水泵(93)，所述循環(huán)水泵(93)與急冷單元的冷卻水噴嘴組(44)相連。
6.一種回收熔融高爐渣高溫顯熱的方法，其特征在于包括以下過(guò)程(1)高爐煉鐵工藝過(guò)程中，分時(shí)段排出1400°C以上的液態(tài)高爐渣，高爐渣經(jīng)由渣溝流入爐渣斗；(2)裝滿液態(tài)高爐渣的爐渣斗(2)由渣斗提升機(jī)構(gòu)(3)提升至一定高度后定位于急冷單元(4)上方并打開渣流口 ；(3)重力作用下，液態(tài)高爐渣從爐渣斗(2)的渣流口流出后落到有一定高度差的旋轉(zhuǎn)式破碎輪上被破碎并拋落到擋渣板上，拋落過(guò)程中高爐渣與從冷卻空氣噴嘴噴出的高壓冷卻空氣和從冷渣粒出口落下的冷渣粒接觸換熱，并因溫差應(yīng)力而破碎?；?；(4)高爐渣與擋渣板碰撞破碎后反彈至第二級(jí)旋轉(zhuǎn)式破碎輪上破碎并拋出，拋落過(guò)程中被從冷卻空氣噴嘴噴出的高壓冷卻空氣冷卻，高爐渣拋落到第二級(jí)擋渣板上，與擋渣板碰撞破碎后反彈至下方的振動(dòng)冷卻床上；(5)高爐渣在傾斜的振動(dòng)冷卻床(45)上與從下方吹入的高壓冷卻空氣換熱并冷卻，布置在振動(dòng)冷卻床上方的冷卻水噴嘴組(44)噴出少量冷卻水，冷卻水對(duì)高爐渣進(jìn)一步急冷破碎，冷卻至800°C以下排出急冷單元(4)；(6)從急冷單元(4)排出的高爐渣進(jìn)入緩冷單元(5)經(jīng)熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)(51)后進(jìn)入緩冷換熱器(52)，在緩冷換熱器中與從循環(huán)風(fēng)機(jī)(10)來(lái)的冷卻空氣換熱冷卻到300°C以下排出緩冷單元(5)；(7)從緩冷單元(5)排出的高爐渣進(jìn)入冷渣粒循環(huán)單元的爐渣篩分機(jī)(63)，爐渣篩分機(jī)將高爐渣分成兩部分，一部分被轉(zhuǎn)運(yùn)走，送去做水泥或建筑料，另一部分粒度合適的渣粒則通過(guò)冷渣粒輸送管線(62)送至冷渣粒儲(chǔ)倉(cāng)(61)，經(jīng)過(guò)冷渣粒出口(42)進(jìn)入急冷單元 (4)，與高溫高爐渣接觸換熱，起到冷卻和破碎高溫高爐渣的作用；(8)冷卻空氣在急冷單元(4)和緩冷單元(5)中與高溫高爐渣換熱后變成高溫空氣并分別引出，混合后進(jìn)入旋風(fēng)除塵器(7)除塵，然后進(jìn)入余熱鍋爐(8)換熱，轉(zhuǎn)變成蒸汽或電力輸出；(9)換熱后從余熱鍋爐(8)排出的空氣進(jìn)入冷凝單元(9)，在冷凝器(91)中空氣中的水蒸汽凝結(jié)成水，凝結(jié)水和補(bǔ)充的一部分冷卻水通過(guò)循環(huán)水泵(93)到達(dá)急冷單元的冷卻水噴嘴組(44)，從噴嘴噴出，對(duì)高爐渣完成急冷；(10)從余熱鍋爐(8)排出的空氣在冷凝器(91)中冷凝除去水蒸氣后排出冷凝器，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)(10)分別引到急冷單元(4)和緩冷單元(5)，與高溫高爐渣換熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種回收熔融高爐渣高溫顯熱的方法，其特征在于冷卻水噴嘴組(44)置于急冷單元(4)的最后環(huán)節(jié)，冷卻水噴嘴噴出的水量與單位時(shí)間處理的高爐渣量、上游環(huán)節(jié)冷卻情況相關(guān)并可控制，范圍在0 0. 5t水/t渣，在確保急冷單元內(nèi)高爐渣的冷卻速度滿足要求的同時(shí)，噴出的水全部或絕大部分受熱蒸發(fā)，成品渣中不含水或僅含少量水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種回收熔融高爐渣高溫顯熱的方法及其系統(tǒng)，包括高爐渣溝、爐渣斗、渣斗提升機(jī)構(gòu)、急冷單元、緩冷單元、冷渣粒循環(huán)單元、旋風(fēng)除塵器、余熱鍋爐、冷凝單元、循環(huán)風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)；余熱回收方法為在急冷單元利用旋轉(zhuǎn)式破碎輪、高壓冷空氣、擋渣板、冷渣粒、冷卻水的復(fù)合式方法破碎并快速冷卻熔融高爐渣，在緩冷單元中用冷卻空氣與凝固的高爐渣充分換熱；從急冷單元和緩冷單元中出來(lái)的高溫空氣進(jìn)入余熱鍋爐換熱，轉(zhuǎn)變成蒸汽或電力輸出。本發(fā)明兼顧了高爐渣的后續(xù)利用和余熱回收效率，冷凝水循環(huán)利用，成品渣中不含水或僅含少量水，渣的?；Ч?，解決了高爐煉鐵間斷出渣與連續(xù)產(chǎn)熱的矛盾。
文檔編號(hào)C21B7/14GK102162016SQ20111005868
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者侯曉東, 周勇, 趙劍云, 顏飛龍 申請(qǐng)人:杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司