專利名稱:由高爐爐渣制造爐渣砂(粒狀體)的方法和裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種由高爐爐渣通過將一個噴頭里的水噴入到液態(tài)渣流內(nèi)?；癄t渣來制造爐渣砂(粒狀體)的方法，其中使形成的粒狀體-水-混合物在后面的一臺脫水設(shè)備內(nèi)脫水，將粒狀體輸入到一臺分配設(shè)備內(nèi)，使循環(huán)水在補償由于汽化和存留在粒狀體內(nèi)殘余水分在循環(huán)中形成的損耗以后再輸入到噴射頭內(nèi)，而粒化時形成的蒸汽和氣體則被吸收在一個粒狀體-水-混合物收集器上面的一個室內(nèi)，發(fā)明還涉及到一種對實施上述方法有利的裝置。
已知從鐵礦石轉(zhuǎn)化成生鐵時在高爐內(nèi)除了液態(tài)生鐵外還在很大范圍內(nèi)形成高爐渣。每當(dāng)開爐出鐵時所形成的渣量，其重量約相當(dāng)于生鐵重量的三分之一，而爐渣的體積部分則由于爐渣比重較小而大于生鐵的體積部分。
已知有各種不同的方法可用于把高爐爐渣通過粒化液態(tài)爐渣而直接在高爐內(nèi)產(chǎn)生一種高質(zhì)量粒狀體，這種粒狀體具有較高的透明部分百分含量，均勻的顆粒組成和良好的磨碎性。然后可將已制成的粒狀體貯存并運走以繼續(xù)加工成建筑材料。
加工粒狀體的一個重要步驟是脫水。對此已知有各種不同的方法和裝置。(DE-PS 1583，949，DE-PS2260，924)以及現(xiàn)代具有斗輪的脫水機，在這些脫水機內(nèi)可使?fàn)t渣砂-水-混合物脫水到含有很少的殘留水分，而循環(huán)水則可送回繼續(xù)使用(DE-OS 2749.143，DE-OS 2807.441和DE-OS2911.903)。用這些已知方法進行爐渣?；鞘勾蠹s1500℃的液態(tài)爐渣被一個由多個單股流組成的、來自噴頭的溫度為35-40℃動力流所噴射，從而被加工成微小的粒狀體。用這種方法時形成的水蒸汽帶有大量H2S和H2O特別是在利用含硫礦石時。尤其在驟冷爐渣時形成的水蒸汽所含有的有害物質(zhì)H2S和SO2，它們留在蒸汽中直到經(jīng)過一個煙囪排走。
因此本發(fā)明的任務(wù)是，按開上面所述方式研制一種下述的方法分離出有害物質(zhì)組分H2S和SO2或使之溶介于水中。
這個任務(wù)按照本發(fā)明通過下列措施基本上得到介塊，將高壓水流直接輸入到一個貯水器內(nèi)，使此時發(fā)生的蒸汽和氣體部分地在貯水器內(nèi)冷凝并用水噴灑余汽和余氣從而使其冷凝，然后將那時還存留的余氣再輸回到噴頭去。
通過上述本發(fā)明的措施，將摻有水蒸汽-氣體和粒狀體的壓力驅(qū)動流直接噴射到一個大型貯水器內(nèi)。此時由高壓液流引起的貯水器內(nèi)的沖擊將促成劇烈混合同時改善散熱。在貯水器上面的一個冷凝器內(nèi)用噴射水進行逆流冷卻并冷凝還存留下的余汽和還末洗凈的有害物質(zhì)H2S和SO2，由水吸收并結(jié)合到冷卻水里的具有一定氧化作用的鈣化物上。噴入到冷凝器內(nèi)的水與從蒸汽和氣體中所吸收的有害物質(zhì)相結(jié)合通過一個泵站輸送到冷卻塔接著到噴射器。在那里發(fā)生?；^程期間所形成的石膏粒都積聚在形成的粒狀體上面并與粒狀體一起排出。
蒸汽冷凝后存留的余氣由空氣以及微量的H2S和SO2組成，將其由冷凝器頂端排走，并經(jīng)過回流管道再輸?shù)絿娚淦鲀?nèi)，因此最后形成一個連續(xù)的氣體循環(huán)。因為粒化噴射器并不需要新鮮空氣，所以其他不可避免產(chǎn)生的廢氣流就不加考慮。
發(fā)明還涉及到一種由高爐爐渣通過?；癄t渣來制造爐渣砂(粒狀體)的裝置，它具有一個使高爐爐渣輸送到一個噴射器(噴頭)去的出渣槽，用噴頭可把水噴入到液態(tài)渣流內(nèi)，還具有一個后面帶脫水裝置的粒狀體收集器，以及一個配置在粒狀體收集器上方的風(fēng)罩來吸收在?；^程中形成的蒸汽和氣體。這種裝置特別適用于實施本發(fā)明的方法。
按照本發(fā)明將這樣一種裝置的煙囪做成冷凝器形式，在一個通風(fēng)裝置內(nèi)有一個盤形閥，為使貯水器噴灑蒸汽和氣體而裝有噴嘴并在冷凝器的頂端至噴射器中間配置一個余氣回流管道。
特別合適的是若按發(fā)明的一個延伸即在回程管道內(nèi)設(shè)置一個節(jié)流閥。
此外為了防止發(fā)生聚爆，還在回程管道內(nèi)設(shè)置一個負(fù)壓閥。
按照發(fā)明的另一個有利布置是在冷凝室內(nèi)設(shè)置一個(多個)集水槽。
特別合適的是將若干噴嘴上下多排地裝在冷凝器殼體內(nèi)。
借助于附圖來詳述發(fā)明方法的措施和發(fā)明裝置的特征及優(yōu)點。
圖1為一個爐渣?；O(shè)備的流程圖。
圖2為一個?；b置的示意圖。
由圖1的爐渣粒化設(shè)備的流程圖可知，從高爐1來的液態(tài)爐渣通過出渣槽2輸入到具有一個噴頭3和一個噴頭5的噴射器4中。在圖1所示的實施例中設(shè)置有二個?；b置，裝置是按同一方式構(gòu)成的并在其內(nèi)按同一方式進行各種反應(yīng)，所以在以后僅僅描述一個?；b置。
爐渣在槽2的一端經(jīng)過一個孔落到噴射器4內(nèi)。而從噴頭5來的高壓水流裹夾住爐渣并一起前進促使其向貯水器6方面加速流動。噴射器4的噴頭5基本上由一個噴射板組成，板上則有許多直徑較小的噴嘴。
噴頭5的高壓水流向上并由另一組噴頭3的水流所覆蓋。因此可以避免氣體或蒸汽反沖到槽2上。噴頭5的高壓水流和噴頭3的高壓水流推動爐渣和流入到噴頭內(nèi)的氣體一起進到貯水器6的水中。
爐渣由于壓高壓水流的影響被?；珊芗?xì)的顆粒。在貯水器6以后所形成的粒狀體-水-混合物通過一個最好具有某個坡度的排出管道18輸入到一個脫水裝置19內(nèi)。脫水裝置19可由一個或多個料倉容器組成，粒狀體就在其內(nèi)沉積。然而脫水也可在(未示出的)脫水機內(nèi)(例如借助于斗輪)進行。
貯水器6的上面配置有一個冷凝器9，其壁內(nèi)配置有排成行的噴嘴10。冷凝器9裝有一個通風(fēng)裝置13，其內(nèi)設(shè)有一個平板式擋汽裝置12。
噴嘴排列10的下面配置有一個或多個集水槽11，由槽通過一個回水管道21使冷凝水輸入到一個(未示出)回水冷卻器內(nèi)。
通過一個噴水管道20給噴嘴10提供循環(huán)水。
高壓水流輸入到噴射器4或噴頭5和噴頭3通過高壓水流輸送管道8來進行。
冷凝器9具有一個頂端15，頂端上連有一個回流管道14，該管把冷凝器9中出來的余氣再輸入到噴射器4內(nèi)。在回程管道14內(nèi)配置有一個節(jié)流閥16以及一個負(fù)壓閥17。
使循環(huán)水進入循環(huán)系統(tǒng)，以補償揮發(fā)耗損和由于存留在粒狀體中的殘余水分的耗損。同樣還形成了一個連續(xù)的封閉氣體循環(huán)系統(tǒng)。
新方法和新的?；b置的作用方式借助于圖2來詳細(xì)闡述，圖2示意地表示這種?；b置的一個橫截面圖。
爐渣粒化是通過下列措施來進行的，使噴射器4內(nèi)從出渣槽2來的約為1500℃的液態(tài)爐渣經(jīng)受一個由多個單股流形成的壓力驅(qū)動流驅(qū)動而被加工成細(xì)小的粒狀體。此后這個壓力驅(qū)動流由爐渣粒狀體，水、水蒸汽和一些空氣組成。在驟冷爐渣形成的水蒸汽內(nèi)均含有H2S和SO2的組分。
摻有水蒸汽、粒狀體和硫排出物的高壓液流被直接地吹入到貯水器6內(nèi)。因此引起了劇烈混合并增加了散熱。還存留的余汽和還末洗凈的H2S和SO2組分在冷凝器9內(nèi)被噴嘴來的噴水逆流冷卻并冷凝。氣態(tài)硫排出物由水來吸收并且經(jīng)過冷卻水排出，此時硫排出物與在其內(nèi)的鈣相化合。
蒸汽冷凝后存留的余氣由空氣以及微量H2S和SO2組成，其在冷凝器9的頂端被排走并經(jīng)過回流管道14再輸入噴射器4內(nèi)。
出渣槽2裝有一個護罩7。這個護罩7的下面形成一個靜的負(fù)壓。
壓力驅(qū)動流和噴頭3水射流的沖擊要選成如此大，使由回流管14出來流入到噴射器內(nèi)包括爐渣在內(nèi)的氣體能卷入到貯水器6的水中。冷凝器內(nèi)設(shè)置有一個一直伸進到貯水器6內(nèi)構(gòu)成一個水封的壁，因此可以防止氣體和蒸汽逸出，并且冷凝器9內(nèi)的負(fù)壓還能保持。
爐渣在貯水器b內(nèi)與高壓水流混合，此時發(fā)生了一個相應(yīng)的熱平衡。要是渣流很小則貯水器6的水溫保持低于沸點。要是爐渣流入多則一部分水就在貯水器內(nèi)蒸發(fā)。這種蒸汽和由噴射器輸入到貯水器6中的氣體向上升起并經(jīng)集水槽11進入冷凝室內(nèi)。用噴嘴10使輸入的噴水霧化并與上升的氣體-蒸氣流混合。所以在此也引起了熱平衡和在氣體-蒸汽流與噴水之間的物質(zhì)交換。此時蒸汽被冷凝并用向下落的噴水沖洗再通過集水槽11和回水管道21繼續(xù)輸送到回水冷卻器?？赡芾^續(xù)上升的剩余氣體與一部分剩余的蒸汽一起被收集在冷凝器頂部15內(nèi)并經(jīng)過回流管道14再輸?shù)絿娚淦?中。
為了防止在操作故障時可能發(fā)生聚爆，在回流管道14內(nèi)配置一個負(fù)壓閥17。
起動過程期間冷凝器9內(nèi)的溫度和環(huán)境溫度相同。接通高壓水流和噴射水以后冷凝器9里的空氣溫度升高到水溫。冷凝器里的空氣此時作等壓膨脹。相應(yīng)的體積經(jīng)過起閥門作用的平板擋汽裝置12流到通風(fēng)裝置13內(nèi)，并在那里排到大氣中。這樣逸出的空氣是沒有任何有害物質(zhì)的。
通過把爐渣-壓力驅(qū)動水-混合物推到貯水器6處在其水面下的水中和在冷凝室9內(nèi)用噴嘴的噴射水的冷凝，使氣態(tài)硫放出的H2S和SO2實際上完全被分離或被沉淀。存留的余量通過封閉循環(huán)內(nèi)的回流管道14再輸入到循環(huán)中，所以就沒有可能使有害物質(zhì)排放到大氣中。一些位于?；b置之后的?；O(shè)備的部件，諸如熱水器、冷卻塔冷水器、裝卸設(shè)備和類似部件不再詳述，因為這些均不是本發(fā)明的主題內(nèi)容。
在附圖中也末示所需的泵、閥和類似部件。
但是發(fā)明并不局限于所示和所述的一些實施例或工藝步驟。發(fā)明還包括所有本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員易做的變動，深化和簡化所述措施和特征的部分和從屬組合。
符號表1.高爐2.出渣槽3.噴頭4.噴射器5.噴頭6.收集器7.護罩(出渣槽)8.壓力水輸入管道9.冷凝器10.噴嘴11.集水槽12.平板擋汽裝置13.通風(fēng)裝置14.回流管道15.冷凝器頂端16.節(jié)氣閥17.負(fù)壓閥18.排出管道19.脫水裝置20.(噴)水管
權(quán)利要求
1.由高爐爐渣通過并借助于一個噴頭的水噴入到液態(tài)渣流內(nèi)?；癄t渣來制造爐渣砂的方法，其中使形成的粒狀一水一混合物在后面的一臺脫水設(shè)備內(nèi)脫水，然后將粒狀體輸入到一臺分配設(shè)備內(nèi)，使循環(huán)水起補償由于汽化和存留在粒狀體內(nèi)的殘余水份，在循環(huán)中引起的損耗以后再輸入到噴射頭內(nèi)，而?；瘯r形成的蒸汽和氣體則被吸收到一個粒狀體一水一混合物收集器上面的一個室內(nèi)，本發(fā)明的特征在于，將高壓水流直接導(dǎo)入到一個貯水器內(nèi)，使此時產(chǎn)生的蒸汽和氣體部分地在貯水器內(nèi)冷凝并用水噴灑余汽和余氣，從而使其冷凝，將那時還存留的余氣再輸回到噴頭上。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，其特征在于，在噴水作用下形成的冷凝物H2S和SO2被收集在貯水器上面的一個集水裝置內(nèi)并輸入到水循環(huán)中。
3.按照權(quán)利要求
1或2的方法，其特征在于，在噴灑面下方的冷凝室內(nèi)保持正壓而在噴灑面上方則保持負(fù)壓。
4.按照權(quán)利要求
1至3之一的方法，其特征在于，將粒化過程中形成的粒狀體-水-混合物輸入到一臺(或多臺)脫水機內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求
1至3之一的方法，其特征在于，將形成的粒狀體-水-混合物輸入到一個(或多個)料倉容器內(nèi)。
6.由高爐爐渣通過粒化爐渣制造爐渣砂(粒狀體)的裝置，具有一個使高爐爐渣輸送到一個噴射器(噴頭)上的出渣槽，用噴頭可將水噴入到液態(tài)渣流內(nèi)，具有一個后面帶脫水裝置的粒狀體集器以及一個配置在粒狀體收集器上方的煙囪來吸收其在?；^程中形成的蒸汽和爐氣，特別是用于實施按照權(quán)利要求
1至5其中之一的方法的裝置，其特征在于，將煙囪做成冷凝器，在一個通風(fēng)裝置中有一個盤形閥，設(shè)置有由收集器噴灑蒸汽和爐氣用的噴嘴，還在冷凝器的頂端至噴射器配置有一個余氣回流管道。
7.按照權(quán)利要求
6的裝置，其特征在于，在回流管道內(nèi)設(shè)置有一個節(jié)氣閥。
8.按照權(quán)利要求
6或7的裝置，其特征在于，在回流管道內(nèi)裝有一個負(fù)壓閥。
9.按照權(quán)利要求
6至8之一的裝置、其特征在于冷凝器內(nèi)有一個或多個集水槽。
10.按照權(quán)利要求
6至8之一的裝置，其特征在于將噴嘴疊置成若干排裝在冷凝器的殼體內(nèi)。
專利摘要
一種由高爐爐渣通過借助于一種高壓水流?；癄t渣來制造爐渣砂(粒狀體)的方法，為了減小或避免氣態(tài)有害物質(zhì)H
文檔編號C04B5/00GK86102603SQ86102603
公開日1987年11月4日 申請日期1986年4月21日
發(fā)明者戴特·格羅普, 卡爾·維迪默, 科恩拉迪·穆勒 申請人:Ajo鋼鐵制造有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan