一種冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置及方法，其通過對?；w系和換熱體系加以系統(tǒng)性的改造，大幅減少了塊渣和渣棉的產(chǎn)生，使得?；玫降睦鋮s渣粒大小分布更加均衡，且具有較高的玻璃化程度，球形度良好，能夠直接用于作為生產(chǎn)水泥等后續(xù)產(chǎn)品的原料，并且減小了轉(zhuǎn)杯對熔渣進料流量的限制，使得旋轉(zhuǎn)?；^程中多孔旋轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)能能夠得到充分的利用，也使得多孔旋轉(zhuǎn)杯能夠以更高的轉(zhuǎn)速運行，以提高粒化處理效率，同時還采用了兩級余熱回收體系，兼顧了較高的換熱效率和余熱回收率，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)對冶金熔渣的干法?；酂峄厥展に囍辛；幚硇实?、粒化效果較差、換熱效率不高、影響余熱回收利用等問題。
【專利說明】一種冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金工程、環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域，主要涉及冶金過程的節(jié)能減排、冶金熔渣的干法?；?，特別涉及一種冶金熔渣干法?；难b置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冶金熔渣，是冶金行業(yè)在金屬、合金冶煉過程中得到的一種副產(chǎn)品，其產(chǎn)量巨大。例如，每生產(chǎn)I噸高爐生鐵排放350kg左右的熔渣，每生產(chǎn)I噸鎳鐵大約要產(chǎn)出30噸左右的熔渣，此外，轉(zhuǎn)爐煉鋼以及其它鐵合金冶煉中亦排出大量熔渣。這些冶金熔渣一般排出溫度在140(Tl700°C，每噸熔渣蘊含的顯熱約為1.5GJ (IGJ=IO9焦耳)，屬于高品質(zhì)的余熱資源。冶金熔渣所蘊含的熱量不僅數(shù)量大，且品質(zhì)高，因此，合理回收高溫冶金熔渣余熱對于冶金行業(yè)降低冶煉成本及節(jié)能減排意義重大。
[0003]目前，國內(nèi)外普遍采用濕 法工藝處理冶金熔渣。濕法工藝就是水淬熔渣，使熔渣快速冷卻得到玻璃化渣的方法。但是，該工藝處理過程中不但無法對熱量進行回收，還需要消耗大量新水，采用濕法工藝每處理I噸熔渣需要耗水0.62、.95噸左右，產(chǎn)生的低溫低壓蒸汽很難加以利用完全蒸發(fā)；雖然北方部分地區(qū)在冬季利用濕法工藝處理冶金熔渣產(chǎn)生的熱水取暖，但由于水中雜質(zhì)較多，容易使得管道結(jié)垢堵塞，同時在水淬過程中易產(chǎn)生H2S、SO2等有害氣體對空氣造成污染，這些弊端都限制了熱水取暖的使用。此外，利用濕法工藝處理冶金熔渣產(chǎn)生的水渣疏松多孔，含水量很大，水渣的進一步利用還需要進行脫水處理，消耗能量。假定水渣含水率為12%，礦渣烘干機的烘干效率為50%，水渣的烘干能耗約為
0.543GJ/t，轉(zhuǎn)換為干渣的能耗約為0.617GJ/t，能耗較大。
[0004]針對上述問題，研究人員提出了各種干法粒化余熱回收工藝，其中轉(zhuǎn)杯干法?；ǖ玫綐I(yè)內(nèi)人員的普遍關(guān)注。但目前對于冶金熔渣的干法?；酂峄厥展に囍饕嬖谌缦碌娜毕?
缺陷一:粒化系統(tǒng)的?；幚硇实汀，F(xiàn)有的基于轉(zhuǎn)杯干法粒化法的干法?；酂峄厥展に囍校滢D(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)杯通常由水平設置的杯底和沿杯底邊緣向上延伸的杯壁構(gòu)成，杯壁相對于杯底的傾角通常在135°~150°，轉(zhuǎn)杯在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的帶動下轉(zhuǎn)動，使得進入轉(zhuǎn)杯的熔渣在轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)離心力的作用下，沿杯壁的傾斜方向從杯壁上邊緣甩出，從而自由地離心分散?；?；由此，雖然能夠達到粒化效果，但由于自由離心分散粒化生產(chǎn)的渣粒粒徑很不均勻，容易產(chǎn)生換熱效率較低的塊渣和渣棉，影響后續(xù)的熱量回收效率，并且自由離心分散?；瘜τ谌墼M料流量的限制較大，通常在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的熔渣蓄積量超過轉(zhuǎn)杯容積的1/4后，就容易導致熔渣涌出量過大，從而?；恃杆俳档?，使得轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)能沒有得到充分利用，熔渣的粒化處理效率較低，所得到的冷卻渣往往還需要經(jīng)過再次粉碎，才能夠用于作為生產(chǎn)水泥等后續(xù)產(chǎn)品的原料，難以達到很好的熔渣處理效果。
[0005]缺陷二:換熱系統(tǒng)效率不高，影響?；Ч陀酂峄厥绽谩，F(xiàn)有的干法?；酂峄厥展に囍?，通常在同一爐體中完成?；Q熱過程，爐體內(nèi)由下至上通入換熱氣體，干法?；^程在爐體中的上部完成，?；a(chǎn)的固體渣粒堆砌在爐體中的下部進行換熱后排出，換熱得到的熱氣體從爐體上部通入到余熱回收裝置，對熱氣體進行余熱回收利用；該換熱系統(tǒng)中，氣體由下至上是升溫過程，從爐體下部通入的換熱氣體，先與堆砌在爐體下部的固體渣粒換熱獲得較高溫度后，才與爐體上部干法粒化過程離心分散產(chǎn)生的熔滴進行熱交換，這就使得離心分散產(chǎn)生的熔滴與換熱氣體的溫差較低，不僅影響了干法粒化過程的換熱效率、降低了余熱回收率，而且較低的溫差也不利于干法?；^程中熔滴的迅速冷卻，從而容易導致固體渣粒玻璃化程度不高、粒化率降低等問題，影響粒化效果；雖然可以通過增加換熱氣體流量來解決這一問題，但換熱氣體流量過大則容易導致?lián)Q熱后氣體溫度較低，難以對余熱形成有效的回收利用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，其通過對粒化體系和換熱體系加以系統(tǒng)性的改造，以有效地解決現(xiàn)有技術(shù)對冶金熔渣的干法粒化余熱回收工藝中?；幚硇实?、?；Ч^差、換熱效率不高、影響余熱回收利用等問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)手段:
一種冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，包括干法?；?、螺旋給料器、流化床換熱器和余熱回收器；
所述干法?；骶哂幸涣；惑w，且?；惑w的圍壁為保溫材料；粒化腔體的頂部設有熔渣進料口和熱風出口，底部設有?；隽峡冢；惑w的下部還設置有用于向?；惑w內(nèi)噴吹室溫空氣且出風口傾斜向上的噴吹風機；?；惑w內(nèi)的中部位于熔渣進料口正下方處設置有旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和多孔旋轉(zhuǎn)杯構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機通過支撐架固定支撐在粒化腔體的圍壁上，多孔旋轉(zhuǎn)杯可拆卸地安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機豎直向上的轉(zhuǎn)軸上；所述多孔旋轉(zhuǎn)杯具有一水平設置的杯底以及沿杯底邊緣向上延伸的杯壁，多孔旋轉(zhuǎn)杯的開口朝上且正對于熔渣進料口 ；多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁相對于杯底的傾角為90°~135°，杯壁上沿周向設有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，所述通孔的孔徑為廣3_，排布在同一行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的f 2倍，排布在相鄰兩行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的1.5^3倍，且每相鄰兩行的通孔交錯排列；
所述流化床換熱器具有一流化床體；流化床體的頂部設有出風口，上部設有?；M料口，且粒化渣進料口通過螺旋給料器與干法?；鞯牧；隽峡谙噙B通；流化床體的底部設有冷渣出口，且流化床體的下部靠近冷渣出口處還設置有用于向流化床體內(nèi)噴吹室溫空氣且出風口傾斜向上的冷風機；所述冷渣出口的下方沿出料方向設置有渣粒收集器；所述干法粒化器的熱風出口和流化床換熱器的出風口均通過設置有除塵器的氣流通道連通至余熱回收器。
[0008]作為上述冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置基礎(chǔ)上的一種優(yōu)化方案，所述干法?；髦校嗫仔D(zhuǎn)杯的杯壁上沿周向從杯底位置處自下而上設置的通孔排布為4-10行。
[0009]作為上述冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置基礎(chǔ)上的一種優(yōu)化方案，所述干法?；髦?，多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁上通孔的中軸線為水平方向。
[0010]作為上述冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置基礎(chǔ)上的一種優(yōu)化方案，所述干法?；髦校嗫仔D(zhuǎn)杯的杯壁厚度為杯壁上通孔孔徑的0.5^2倍。
[0011]作為上述冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置基礎(chǔ)上的一種優(yōu)化方案，所述干法?；髦?，噴吹風機的出風口傾斜向上，使得其噴吹冷空氣的出風方向朝向位于粒化腔體內(nèi)中部的多孔旋轉(zhuǎn)杯。
[0012]作為上述冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置基礎(chǔ)上的一種優(yōu)化方案，所述流化床換熱器中，流化床體的下部和底部形成向冷渣出口處逐漸縮小的漏斗狀，冷風機的出風口傾斜向上地設置于流化床體下部的漏斗狀側(cè)壁處。
[0013]作為上述冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置的一種可選方案，所述余熱回收器為干燥窯、熱風爐或余熱發(fā)電機鍋爐。
[0014]相應地，本發(fā)明還提供了利用上述冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置的干法粒化余熱回收方法。為此，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)手段:
一種冶金熔渣干法?；酂峄厥辗椒ǎ捎蒙鲜龅囊苯鹑墼煞；酂峄厥昭b置按如下步驟實施:
(1)啟動冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置的旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)、螺旋給料器、噴吹風機和冷風機，控制旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)的多孔旋轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速為90(Tl800rpm，控制螺旋給料器從干法?；鞯牧；隽峡谙蛄骰搀w的粒化渣進料口進行送料的送料流量大于或等于干法?；魅墼M料口的最大 進料流量，控制噴吹風機和冷風機分別向粒化腔體內(nèi)和流化床體內(nèi)噴吹
室溫空氣；
(2)將140(Tl700°C的冶金熔渣輸送至干法?；鞯牧；惑w頂部的熔渣進料口，使得冶金熔渣通過熔渣進料口進入多孔旋轉(zhuǎn)杯內(nèi)，在多孔旋轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)離心力作用下，從多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁的通孔甩出，形成一條熔渣液線，并隨后破碎、粒化成熔滴；
(3)?；a(chǎn)生的熔滴在飛行下落的過程中，與?；惑w下部的噴吹風機噴吹進入?；惑w內(nèi)的室溫空氣進行對流換熱，迅速凝固為80(T100(TC的固態(tài)渣粒；
(4)固態(tài)渣粒從粒化腔體底部的?；隽峡谶M入螺旋給料器，由螺旋給料器將固態(tài)洛粒輸送至流化床換熱器的?；暹M料口，進入流化床體內(nèi)；
(5 )進入流化床體的固態(tài)渣粒在從?；M料口下落以及在進入流化床體內(nèi)堆砌的過程中，與流化床體下部的冷風機噴吹進入流化床體內(nèi)的室溫空氣進行二次換熱，經(jīng)二次換熱后的冷卻渣粒從流化床體底部的冷渣出口排放至渣粒收集器中加以收集；
(6)在步驟2飛的過程中，在噴吹風機和冷風機形成的噴吹氣壓作用下，粒化腔體內(nèi)經(jīng)過對流換熱后的熱空氣以及流化床體內(nèi)經(jīng)過二次換熱后的熱空氣分別通過?；惑w頂部的熱風出口和流化床體頂部的出風口流入氣流通道，并通過除塵器加以除塵后送入余熱回收器，對熱空氣進行余熱回收利用。
[0015]作為上述冶金熔渣干法?；酂峄厥辗椒ǖ囊环N可選方案，所述步驟6中“對熱空氣進行余熱回收利用”，是將除塵后的熱空氣送入干燥窯或熱風爐用以烘干物料。
[0016]作為上述冶金熔渣干法?；酂峄厥辗椒ǖ牧硪环N可選方案，所述步驟6中“對熱空氣進行余熱回收利用”，是將除塵后的熱空氣送入余熱發(fā)電鍋爐用以余熱發(fā)電。
[0017]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置及其干法?；酂峄厥辗椒?，通過對粒化體系和換熱體系加以系統(tǒng)性的改造，大幅減少了塊渣和渣棉的產(chǎn)生，使得?；玫降睦鋮s渣粒大小分布更加均衡，且具有較高的玻璃化程度，球形度良好，能夠直接用于作為生產(chǎn)水泥等后續(xù)產(chǎn)品的原料，達到了減少熔渣處理步驟、提高熔渣處理效果和熔渣利用率的目的。
[0018]2、本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，采用干法?；椒▽σ苯鹑墼M行?；苊饬藢π滤南?，同時粒化過程中也不會因水冷過程產(chǎn)生h2s、SO2等污染大氣的有害氣體。
[0019]3、本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置中，獨特的旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)設計使得多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁能夠更好的適應熔渣進料流量的變化，大大減小了轉(zhuǎn)杯對熔渣進料流量的限制，使得旋轉(zhuǎn)?；^程中多孔旋轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)能能夠得到充分的利用，也使得多孔旋轉(zhuǎn)杯能夠以更聞的轉(zhuǎn)速運行，以提聞粒化處理效率。
[0020]4、本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置及其方法，在提高?；幚硇实耐瑫r，還采用了兩級余熱回收體系，兼顧了較高的換熱效率和余熱回收率，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)對冶金熔渣的干法?；酂峄厥展に囍辛；幚硇实?、?；Ч^差、換熱效率不高、影響余熱回收利用等問題。
[0021]5、本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置結(jié)構(gòu)較為簡單，生產(chǎn)實施和使用操作都較為簡便，并且能夠根據(jù)不同的應用情況方便地更換多孔旋轉(zhuǎn)杯，可以在國內(nèi)冶金企業(yè)推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置中多孔旋轉(zhuǎn)杯一種具體實施結(jié)構(gòu)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明實施例中所得的冷卻渣粒。
[0025]圖1和圖2中的附圖標記:
10—干法?；?；11一粒化腔體；12—熔渣進料口 ； 13—熱風出口 ； 14一粒化渣出料口 ； 15—噴吹風機；
20—螺旋給料器；
30—流化床換熱器；31—流化床體；32 —出風口 ；33—?；M料口 ；34—冷渣出口 ；35—冷風機；
40—余熱回收器；
50—旋轉(zhuǎn)粒化系統(tǒng)；51—旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機；52—多孔旋轉(zhuǎn)杯；53—杯底；54—杯壁；55—通孔；
60—洛粒收集器；
70—除塵器；
80—氣流通道。
【具體實施方式】
[0026] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)對冶金熔渣的干法?；酂峄厥展に囍辛；幚硇实?、?；Ч^差、換熱效率不高、影響余熱回收利用等問題，本發(fā)明提供了一種冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，如圖1所示。該裝置主要由干法?；?、螺旋給料器、流化床換熱器和余熱回收器構(gòu)成。其中，干法粒化器具有一?；惑w，且?；惑w的圍壁為保溫材料，諸如粘土磚、硅藻土磚等；?；惑w的頂部設有熔渣進料口和熱風出口，底部設有粒化渣出料口，?；惑w的下部還設置有用于向?；惑w內(nèi)噴吹室溫空氣且出風口傾斜向上的噴吹風機；?；惑w內(nèi)的中部位于熔渣進料口正下方處設置有旋轉(zhuǎn)粒化系統(tǒng)，該旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和多孔旋轉(zhuǎn)杯構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機通過支撐架固定支撐在粒化腔體的圍壁上，多孔旋轉(zhuǎn)杯可拆卸地安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機豎直向上的轉(zhuǎn)軸上。圖2示出了本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置中多孔旋轉(zhuǎn)杯一種具體實施結(jié)構(gòu)，如圖2所示，多孔旋轉(zhuǎn)杯具有一水平設置的杯底以及沿杯底邊緣向上延伸的杯壁，多孔旋轉(zhuǎn)杯的開口朝上且正對于熔渣進料口 ；多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁相對于杯底的傾角為90°~135° (圖2中示出的多孔旋轉(zhuǎn)杯中，杯壁相對于杯底的傾角為90° )，杯壁上沿周向設有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，所述通孔的孔徑為f 3mm，排布在同一行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的1~2倍，排布在相鄰兩行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的1.5^3倍，且每相鄰兩行的通孔交錯排列。系統(tǒng)中的流化床換熱器具有一流化床體；流化床體的頂部設有出風口，上部設有?；M料口，且粒化渣進料口通過螺旋給料器與干法?；鞯牧；隽峡谙噙B通；流化床體的底部設有冷渣出口，且流化床體的下部靠近冷渣出口處還設置有用于向流化床體內(nèi)噴吹室溫空氣且出風口傾斜向上的冷風機；冷渣出口的下方沿出料方向設置有渣粒收集器。干法?；鞯臒犸L出口和流化床換熱器的出風口均通過設置有除塵器的氣流通道連通至余熱回收器。
[0027]本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，對于?；w系和換熱體系加以系統(tǒng)性的改造，以從整體上提高裝置的?；幚硇屎蛽Q熱效率。首先，本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置的干法粒化器中，采用了有別于現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)，減小了旋轉(zhuǎn)粒化系統(tǒng)中轉(zhuǎn)杯的杯壁相對于杯底的傾角(減小至90°~135°之間)，并在杯壁上沿周向排布設置通孔，形成多孔旋轉(zhuǎn)杯；由此，在旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)旋轉(zhuǎn)制粒的過程中，由于轉(zhuǎn)杯的杯壁相對于杯底的傾角減小，從而進入多孔旋轉(zhuǎn)杯的冶金熔渣再難以杯壁的上邊緣甩出，而是使得多孔旋轉(zhuǎn)杯中的冶金熔渣 在旋轉(zhuǎn)離心力作用下被迫從杯壁上的通孔中擠涌而出，形成直徑與通孔孔徑相當?shù)娜墼壕€，并隨后破碎、粒化成熔滴，從而大幅減少了塊渣和渣棉的產(chǎn)生；多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁上通孔的孔徑為廣3_，被甩出的熔滴大小受到通孔孔徑的限制，因此使得熔滴冷卻后得到的冷卻渣粒大小也主要分布在f 3mm的區(qū)間，無需再次進行粉碎處理便能夠用于作為生產(chǎn)水泥等后續(xù)產(chǎn)品的原料，達到減少熔渣處理步驟、提高熔渣處理效果和利用率的目的；并且，由于多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁上的通孔從杯底位置處自下而上設置有多層，在旋轉(zhuǎn)?；^程中，當熔渣進料流量較小、轉(zhuǎn)杯內(nèi)的冶金熔洛蓄積量較少時，多孔旋轉(zhuǎn)杯內(nèi)的冶金熔渣僅從杯壁上靠近杯底位置處的低層通孔中涌出，而當熔渣進料流量較大、轉(zhuǎn)杯內(nèi)的冶金熔渣蓄積量較多時，孔旋轉(zhuǎn)杯內(nèi)難以從低層通孔涌出的冶金熔渣被離心至轉(zhuǎn)杯內(nèi)較高位置后，也能夠從高層孔中涌出，達到同樣良好的粒化效果，從而使得多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁能夠更好的適應熔渣進料流量的變化，大大減小了轉(zhuǎn)杯對熔渣進料流量的限制，使得旋轉(zhuǎn)?；^程中多孔旋轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)能能夠得到充分的利用，也使得多孔旋轉(zhuǎn)杯能夠以更高的轉(zhuǎn)速運行，以提高?；幚硇?；多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁上的通孔之間，排布在同一行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的f 2倍，排布在相鄰兩行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的1.5^3倍，且每相鄰兩行的通孔交錯排列，這樣是保證多空旋轉(zhuǎn)杯杯壁上通孔的分布情況不會過于密集而致使從不同通孔涌出的熔渣液線或熔滴因距離過近而重新相互結(jié)團，影響粒化效果，也保證通孔的分布情況不會過于稀疏而導致多空旋轉(zhuǎn)杯杯壁上通孔數(shù)量較少造成轉(zhuǎn)杯內(nèi)蓄積的熔渣無法快速排出。同時，為了配合旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)，保證較好的?；Ч瑫r兼顧余熱回收率，本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置采用了兩級余熱回收體系；第一級換熱，是在干法?；髦?，由粒化腔體下部的噴吹風機向?；惑w內(nèi)噴吹室溫空氣，使得多孔旋轉(zhuǎn)杯?；a(chǎn)生的熔滴在飛行下落的過程中與室溫空氣進行對流換熱，保證了熔滴與換熱空氣具有較大的換熱溫差，使得熔滴能夠迅速凝固為固態(tài)渣粒，更有利于增強固體渣粒的玻璃化程度，并且較大的換熱溫差也更有利于提高第一級換熱的換熱效率和余熱回收率；第一級換熱得到的固態(tài)渣粒從粒化腔體底部的?；隽峡谶M入螺旋給料器，由螺旋給料器將固態(tài)渣粒輸送至流化床換熱器的?；M料口，進入流化床體內(nèi)，之所以采用螺旋給料器而沒有直接采用直通管道進行送料，是為了能夠通過螺旋給料器控制干法?；鞯搅骰矒Q熱器的送料速度，使得螺旋給料器從干法?；鞯牧；隽峡谙蛄骰搀w的?；M料 口進行送料的送料流量大于或等于干法?；魅墼M料口的最大進料流量，避免干法?；髦泄腆w渣粒在?；惑w內(nèi)堆砌而阻擋住?；惑w下部的噴吹風機出風口，導致噴吹風機噴吹的室溫空氣被堆砌的固體渣粒加熱過后才與多孔旋轉(zhuǎn)杯?；a(chǎn)生的熔滴換熱而影響熔滴對流換熱的效率及其冷卻為固體渣粒的玻璃化程度；從干法粒化器送入流化床換熱器的固態(tài)渣粒溫度約為80(Ti00(rc，依然具有較多的余熱，因此第二級換熱，是在流化床換熱器中，由流化床體下部的冷風機向流化床體內(nèi)噴吹室溫空氣，使得進入流化床體的固態(tài)渣粒在從粒化渣進料口下落以及在進入流化床體內(nèi)堆砌的過程中與室溫空氣進行二次換熱，同樣保證了固態(tài)渣粒與換熱空氣具有較大的換熱溫差，也保證了第二級換熱的換熱效率和余熱回收率；在冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置運行過程中，第一級換熱和第二級換熱是同步并行持續(xù)運行的，在第一級和第二級換熱過程中，在噴吹風機和冷風機形成的噴吹氣壓作用下，?；惑w內(nèi)經(jīng)過對流換熱后的熱空氣以及流化床體內(nèi)經(jīng)過二次換熱后的熱空氣分別通過粒化腔體頂部的熱風出口和流化床體頂部的出風口流入氣流通道，并通過除塵器加以除塵后送入余熱回收器，對熱空氣進行余熱回收利用，而經(jīng)二次換熱后的冷卻渣粒從流化床體底部的冷渣出口排放至渣粒收集器中加以收集。
[0028]本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，對于具體實施而言，對于多孔旋轉(zhuǎn)杯的材質(zhì)的選用，具體根據(jù)冶金熔渣與所選材質(zhì)的潤濕情況來確定，優(yōu)選采用石墨等與冶金熔渣潤濕性較差的材質(zhì)，以降低冶金熔渣與多孔旋轉(zhuǎn)杯的粘附度，利于冶金熔渣從多孔旋轉(zhuǎn)杯中甩出制粒。同時，多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁上沿周向從杯底位置處自下而上設置的通孔優(yōu)選排布為4-10行，具體的行數(shù)決定于所選取的轉(zhuǎn)杯的杯壁高度。作為優(yōu)選設置方案，雖然多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁相對于杯底的傾角可以為90°~135°，但無論杯壁采用怎樣的傾角設置，多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁上通孔的設置方向，都最好使得通孔的中軸線為水平方向設置，這主要是為了保證熔滴始終能被迅速的水平甩出，以減少熔渣在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的滯留時間。由于多孔旋轉(zhuǎn)杯在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力是水平向外的，如果杯壁上通孔的中軸線與水平方向存在一定的夾角，則會相應的增加多孔旋轉(zhuǎn)杯中熔渣被離心力甩出時所受到的阻力，從而影響熔渣在轉(zhuǎn)杯內(nèi)的滯留時間；若熔渣不能及時從通孔排出，長時間粘附在杯壁上則容易形成凝固渣層，使得轉(zhuǎn)杯的有效容積減小，導致旋轉(zhuǎn)能利用率降低。此外，多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁厚度最好設置為杯壁上通孔孔徑的0.5^2倍，因為若杯壁厚度過大，則杯壁上通孔的軸向長度相應增加，容易導致熔渣在通孔中粘附，極易使通孔堵塞，造成通孔利用率下降。在干法?；髦?，噴吹風機的出風口傾斜向上的設置角度，最好能夠使得其噴吹冷空氣的出風方向朝向位于?；惑w內(nèi)中部的多孔旋轉(zhuǎn)杯，這樣的設置，使得冷空氣直接朝向轉(zhuǎn)杯進行噴吹，一方面保證了冷空氣直吹向轉(zhuǎn)杯并具有有一定的風速，使得較快的風速進一步幫助轉(zhuǎn)杯甩出的渣線破碎成熔滴，另一方面讓熔滴直接與風速冷空氣接觸而快速冷卻固化，從而增強冷卻后所得固態(tài)渣粒的玻璃化程度。而在流化床換熱器中，流化床體的下部和底部最好能夠形成向冷渣出口處逐漸縮小的漏斗狀，并且冷風機的出風口傾斜向上地設置于流化床體下部的漏斗狀側(cè)壁處，這樣的設置，一方面使得流化床體中的固態(tài)渣粒在漏斗狀區(qū)域形成短暫堆砌、減緩固態(tài)渣粒的排除速度，另一方面使得冷風機送出的冷空氣與短暫堆砌的固態(tài)渣粒充分地進行二次換熱，從而有利于提高二次換熱的效率。此外，本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置中對余熱回收器的選擇，可以根據(jù)具體的熱能利用需要而定，例如可以選用干燥窯、熱風爐、余熱發(fā)電機鍋爐等，用以將熱空氣的余熱回收用于烘干物料或者余熱發(fā)電。
[0029]從具體操作過程而言，利用本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置進行冶金熔渣干法粒化和余熱回收處理的實施步驟如下:
(1)啟動冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置的旋轉(zhuǎn)粒化系統(tǒng)、螺旋給料器、噴吹風機和冷風機，控制旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)的多孔旋轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速為90(Tl800rpm，控制螺旋給料器從干法?；鞯牧；隽峡谙蛄骰搀w的?；M料口進行送料的送料流量大于或等于干法粒化器熔渣進料口的最大進料流量，控制噴吹風機和冷風機分別向?；惑w內(nèi)和流化床體內(nèi)噴吹室溫空氣；
(2)將140(Tl700°C的冶金熔渣輸送至干法?；鞯牧；惑w頂部的熔渣進料口，使得冶金熔渣通過熔渣進 料口進入多孔旋轉(zhuǎn)杯內(nèi)，在多孔旋轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)離心力作用下，從多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁的通孔甩出，形成一條熔渣液線，并隨后破碎、?；扇鄣?；
(3)?；a(chǎn)生的熔滴在飛行下落的過程中，與粒化腔體下部的噴吹風機噴吹進入?；惑w內(nèi)的室溫空氣進行對流換熱，迅速凝固為80(T100(TC的固態(tài)渣粒；
(4)固態(tài)渣粒從?；惑w底部的粒化渣出料口進入螺旋給料器，由螺旋給料器將固態(tài)洛粒輸送至流化床換熱器的?；暹M料口，進入流化床體內(nèi)；
(5 )進入流化床體的固態(tài)渣粒在從粒化渣進料口下落以及在進入流化床體內(nèi)堆砌的過程中，與流化床體下部的冷風機噴吹進入流化床體內(nèi)的室溫空氣進行二次換熱，經(jīng)二次換熱后的冷卻渣粒從流化床體底部的冷渣出口排放至渣粒收集器中加以收集；
(6)在步驟2飛的過程中，在噴吹風機和冷風機形成的噴吹氣壓作用下，?；惑w內(nèi)經(jīng)過對流換熱后的熱空氣以及流化床體內(nèi)經(jīng)過二次換熱后的熱空氣分別通過粒化腔體頂部的熱風出口和流化床體頂部的出風口流入氣流通道，并通過除塵器加以除塵后送入余熱回收器，對熱空氣進行余熱回收利用。
[0030]在上述操作流程的步驟I中，控制旋轉(zhuǎn)粒化系統(tǒng)的多孔旋轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速為90(Tl800rpm，是為了與多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁上的通孔尺寸相配合，以控制?；a(chǎn)的渣粒尺寸；在多孔旋轉(zhuǎn)杯的通孔孔徑確定的條件下，更快的轉(zhuǎn)速能夠適當減小?；美鋮s渣粒的粒徑，相應地也更有利于提高旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)的?；幚硇?。對于具體應用實施而言，多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁上的通孔尺寸可以根據(jù)具體應用需要而設定；并且，由于本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置中旋轉(zhuǎn)粒化系統(tǒng)的多孔旋轉(zhuǎn)杯與轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸之間采用可拆卸安裝結(jié)構(gòu)，因此具體應用中可以設計通孔孔徑大小不同的多個多孔旋轉(zhuǎn)杯(例如設計三個多孔旋轉(zhuǎn)杯，通孔孔徑大小分別為lmm、2mm、3mm)，以備在不同應用場合下更換使用。而步驟I中控制螺旋給料器從干法?；鞯牧；隽峡谙蛄骰搀w的?；M料口進行送料的送料流量大于或等于干法?；魅墼M料口的最大進料流量，是為了避免干法?；髦泄腆w渣粒在粒化腔體內(nèi)堆砌而阻擋住?；惑w下部的噴吹風機出風口，導致噴吹風機噴吹的室溫空氣被堆砌的固體渣粒加熱過后才與多孔旋轉(zhuǎn)杯粒化產(chǎn)生的熔滴換熱而影響熔滴對流換熱的效率及其冷卻為固體渣粒的玻璃化程度。采用本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥辗椒?，其兩次換熱得到的熱風經(jīng)除塵處理后，可以送入干燥窯或熱風爐用以烘干物料，也可以送入余熱發(fā)電鍋爐用以余熱發(fā)電等。而收集到的冷卻渣粒，其玻璃化程度很高(一般可達95%左右)，并且其渣粒粒徑分布均勻，球形度良好，過程中產(chǎn)生的渣棉極少，能夠直接運往水泥廠作為生產(chǎn)水泥的原料，冷卻渣粒的利用率高。
[0031]由此可以看到，本發(fā)明的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置及其干法?；酂峄厥辗椒?，通過對?；w系和換熱體系加以系統(tǒng)性的改造，大幅減少了塊渣和渣棉的產(chǎn)生，使得?；玫降睦鋮s渣粒大小分布更加均衡，且具有較高的玻璃化程度，球形度良好，能夠直接用于作為生產(chǎn)水泥等后續(xù)產(chǎn)品的原料，達到了減少熔渣處理步驟、提高熔渣處理效果和熔渣利用率的目的，并且減小了轉(zhuǎn)杯對熔渣進料流量的限制，使得旋轉(zhuǎn)?；^程中多孔旋轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)能能夠得到充分的利用，也使得多孔旋轉(zhuǎn)杯能夠以更高的轉(zhuǎn)速運行，以提高?；幚硇剩瑫r還采用了兩級余熱回收體系，兼顧了較高的換熱效率和余熱回收率，有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)對冶金 熔渣的干法?；酂峄厥展に囍辛；幚硇实?、?；Ч^差、換熱效率不高、影響余熱回收利用等問題。
[0032]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案及其效果作進一步的說明。
[0033]實施例一:
實施例一中，采用本發(fā)明冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置對熔渣進行?；陀酂峄厥詹僮鳌１緦嵤├幸苯鹑墼煞；酂峄厥昭b置所用的多孔旋轉(zhuǎn)杯，直徑為40_，高度為135mm，壁厚為2mm，轉(zhuǎn)杯杯壁傾角為135°，轉(zhuǎn)杯開孔孔徑為1mm。本實施例中所用的冶金熔渣，為高爐煉鋼所得的高爐熔渣，其主要成分如表1所示:
表1熔渣主要的化學成分(wt%)
^CaO SiO^ Al2O5FeO ST^2 其它
~36J4% 32.09% 13,80? 9.71? 0.56?% L18% 032% 2.76?% 余重
本實施例中，將冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置的多孔旋轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速分別設定為900、1200,1500和1800rpm，熔渣溫度為1450°C，采用本發(fā)明的冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置及方法進行?；陀酂峄厥詹僮?，并對粒化渣粒的平均粒徑、球形度和非晶化率等指標進行了分析，所得結(jié)果如表2和表3所示:
表2轉(zhuǎn)杯開孔孔徑為1mm時的洛粒粒度組成(wt%)
【權(quán)利要求】
1.一種冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，其特征在于，包括干法?；?、螺旋給料器、流化床換熱器和余熱回收器； 所述干法?；骶哂幸涣；惑w，且?；惑w的圍壁為保溫材料；?；惑w的頂部設有熔渣進料口和熱風出口，底部設有?；隽峡?，粒化腔體的下部還設置有用于向?；惑w內(nèi)噴吹室溫空氣且出風口傾斜向上的噴吹風機；?；惑w內(nèi)的中部位于熔渣進料口正下方處設置有旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和多孔旋轉(zhuǎn)杯構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機通過支撐架固定支撐在?；惑w的圍壁上，多孔旋轉(zhuǎn)杯可拆卸地安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機豎直向上的轉(zhuǎn)軸上；所述多孔旋轉(zhuǎn)杯具有一水平設置的杯底以及沿杯底邊緣向上延伸的杯壁，多孔旋轉(zhuǎn)杯的開口朝上且正對于熔渣進料口 ；多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁相對于杯底的傾角為90°~135°，杯壁上沿周向設有從杯底位置處自下而上排布成若干行的通孔，所述通孔的孔徑為1~3mm，排布在同一行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的1~ 2倍，排布在相鄰兩行的相鄰兩個通孔邊緣之間的間距為孔徑的1.5^3倍，且每相鄰兩行的通孔交錯排列； 所述流化床換熱器具有一流化床體；流化床體的頂部設有出風口，上部設有?；M料口，且?；M料口通過螺旋給料器與干法粒化器的?；隽峡谙噙B通；流化床體的底部設有冷渣出口，且流化床體的下部靠近冷渣出口處還設置有用于向流化床體內(nèi)噴吹室溫空氣且出風口傾斜向上的冷風機；所述冷渣出口的下方沿出料方向設置有渣粒收集器； 所述干法?；鞯臒犸L出口和流化床換熱器的出風口均通過設置有除塵器的氣流通道連通至余熱回收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，其特征在于，所述干法粒化器中，多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁 上沿周向從杯底位置處自下而上設置的通孔排布為4~10行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，其特征在于，所述干法?；髦校嗫仔D(zhuǎn)杯的杯壁上通孔的中軸線為水平方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金熔渣干法粒化余熱回收裝置，其特征在于，所述干法粒化器中，多孔旋轉(zhuǎn)杯的杯壁厚度為杯壁上通孔孔徑的0.5^2倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，其特征在于，所述干法?；髦校瑖姶碉L機的出風口傾斜向上，使得其噴吹冷空氣的出風方向朝向位于?；惑w內(nèi)中部的多孔旋轉(zhuǎn)杯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，其特征在于，所述流化床換熱器中，流化床體的下部和底部形成向冷渣出口處逐漸縮小的漏斗狀，冷風機的出風口傾斜向上地設置于流化床體下部的漏斗狀側(cè)壁處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置，其特征在于，所述余熱回收器為干燥窯、熱風爐或余熱發(fā)電機鍋爐。
8.一種冶金熔渣干法?；酂峄厥辗椒ǎ涮卣髟谟?，采用如權(quán)利要求1所述的冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置按如下步驟實施: (1)啟動冶金熔渣干法?；酂峄厥昭b置的旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)、螺旋給料器、噴吹風機和冷風機，控制旋轉(zhuǎn)?；到y(tǒng)的多孔旋轉(zhuǎn)杯轉(zhuǎn)速為900~1800rpm，控制螺旋給料器從干法?；鞯牧；隽峡谙蛄骰搀w的?；M料口進行送料的送料流量大于或等于干法粒化器熔渣進料口的最大進料流量，控制噴吹風機和冷風機分別向粒化腔體內(nèi)和流化床體內(nèi)噴吹室溫空氣； (2)將140(Tl700°C的冶金熔渣輸送至干法粒化器的粒化腔體頂部的熔渣進料口，使得冶金熔渣通過熔渣進料口進入多孔旋轉(zhuǎn)杯內(nèi)，在多孔旋轉(zhuǎn)杯的旋轉(zhuǎn)離心力作用下，從多孔旋轉(zhuǎn)杯杯壁的通孔甩出，形成一條熔渣液線，并隨后破碎、?；扇鄣危? (3)?；a(chǎn)生的熔滴在飛行下落的過程中，與?；惑w下部的噴吹風機噴吹進入?；惑w內(nèi)的室溫空氣進行對流換熱，迅速凝固為80(T100(TC的固態(tài)渣粒； (4)固態(tài)渣粒從?；惑w底部的粒化渣出料口進入螺旋給料器，由螺旋給料器將固態(tài)洛粒輸送至流化床換熱器的粒化洛進料口，進入流化床體內(nèi)； (5 )進入流化床體的固態(tài)渣粒在從?；M料口下落以及在進入流化床體內(nèi)堆砌的過程中，與流化床體下部的冷風機噴吹進入流化床體內(nèi)的室溫空氣進行二次換熱，經(jīng)二次換熱后的冷卻渣粒從流化床體底部的冷渣出口排放至渣粒收集器中加以收集； (6)在步驟2飛的過程中，在噴吹風機和冷風機形成的噴吹氣壓作用下，?；惑w內(nèi)經(jīng)過對流換熱后的熱空氣以及流化床體內(nèi)經(jīng)過二次換熱后的熱空氣分別通過?；惑w頂部的熱風出口和流化床體頂部的出風口流入氣流通道，并通過除塵器加以除塵后送入余熱回收器，對熱空氣進行余熱回收利用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冶金熔渣干法粒化余熱回收方法，其特征在于，所述步驟6中“對熱空氣進行余熱回收利用”，是將除塵后的熱空氣送入干燥窯或熱風爐用以烘干物料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冶金熔渣干法?；酂峄厥辗椒?，其特征在于，所述步驟6中“對熱空氣進行余熱回收利用”，是將除塵后的熱空氣送入余熱發(fā)電鍋爐用以余熱發(fā)電。
【文檔編號】C21B3/08GK103924012SQ201410185685
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】呂學偉, 秦躍林, 白晨光, 張 杰, 陳攀 申請人:重慶大學