高溫熔融爐渣噴射粒化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金、磷化工及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的余熱回收裝置，尤其涉及一種利用飽和蒸汽將高溫熔融爐渣噴射?；稍５难b置。
【背景技術(shù)】
[0002]冶金、磷化工及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域在生產(chǎn)過程中均產(chǎn)生高溫熔融爐渣這一副產(chǎn)品。這些高溫熔融爐渣都具有高溫、高焓值等特點，屬于高品質(zhì)的余熱資源。如高爐渣是高爐煉鐵的副產(chǎn)物，其從高爐中排出的溫度在1450?1650°C，熱焓約為1870MJ/t ;黃磷爐熔融磷爐渣1427°C時的熱焓為1887.83kJ/kg、比熱容為1.256kJ/(kg*°C )。因此，做好高溫熔融爐渣的余熱回收和綜合利用，是相關(guān)行業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑。
[0003]在目前工業(yè)生產(chǎn)中，高溫熔融爐渣的處理方法主要是采用水淬法，即將高溫熔融爐渣直接從高溫爐的排渣口排放到敞口的水渣池中。但水淬法處理工藝存在如下缺點:(1)水淬法的渣處理需要消耗大量的水來降低其高溫；(2)高溫熔融爐渣中的一些元素會污染水資源和空氣；(3)高溫熔融爐渣含有大量熱能沒有再回收而被浪費；(4)生產(chǎn)現(xiàn)場的勞動條件惡化。
[0004]據(jù)報道，國內(nèi)外均在致力研發(fā)采用高溫熔融爐渣的急冷干式?；に?，但其存在運行成本高及粒化渣質(zhì)量(活性)差，設(shè)備體積龐大，制造和運行成本高等缺點，制約了其競爭力，至今未見有成功進行工業(yè)化生產(chǎn)的報道。急冷干式?；ㄖ饕?種:滾筒法、風淬法和離心?；?。其中，滾筒法存在著處理能力不高、設(shè)備作業(yè)率低、設(shè)備體積龐大等缺點，不適合在現(xiàn)場大規(guī)模連續(xù)處理高溫熔融爐渣；風淬法設(shè)備體積龐大、結(jié)構(gòu)復雜，制造、安裝困難，造價相應(yīng)也高，且動力消耗大。其次該法的顆粒直徑分布范圍較寬，不利于后續(xù)處理；離心?；榱思涌旒崩渌俣?，須加大冷卻介質(zhì)(通常為空氣)的流量，這樣會導致回收熱量的品質(zhì)不高(表現(xiàn)為換熱后氣體的平均溫度低)，否則所產(chǎn)生的渣粒因冷卻速度太慢而結(jié)晶，減少玻璃相的含量而降低其化學活性，影響爐渣的后期綜合利同，造成了冷卻速度和熱回收效果之間的矛盾。
[0005]申請?zhí)枮?00910093757.9的發(fā)明專利申請?zhí)峁┝艘环N液態(tài)高爐渣干法?；b置，該裝置包括導流槽、落渣口、干法粒化器、?；瘒娮旌团旁?；導流槽設(shè)置在干法?；黜敳?，落渣口設(shè)置在導流槽底部，并與干法?；鬟B通；干法?；魃喜吭O(shè)有?；瘒娮欤；瘒娮斐隹谥行妮S線與豎直方向的夾角大于0°且小于等于90° ;排渣口設(shè)置在干法?；鞯牡撞孔畹吞?。該干法?；b置的粒化噴嘴雖然設(shè)置在干法?；鞯纳喜?，但粒化噴嘴距離落渣口較遠，噴射?；Ч?，渣粒的顆粒直徑分布范圍很寬，不利于后續(xù)處理；經(jīng)該干法?；b置?；脑Ｖ苯勇淙敫煞；鲀?nèi)，?；^程中，渣粒四散，需要很大的體積的干法?；?，占地面積大，造價成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫熔融爐渣噴射?；b置，優(yōu)先采用低、中壓飽和蒸汽，也可采用過熱蒸汽、壓縮空氣或其它壓縮氣體作為噴射介質(zhì)，將高溫熔融爐渣進行噴射?；难b置，這是解決高溫熔融爐渣余熱回收的關(guān)鍵。
[0007]本發(fā)明所提供的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，其特征在于:包括料斗、噴孔管和下封頭；所述噴孔管的下端開設(shè)有向下傾斜的噴孔，該噴孔管套在所述料斗外，所述料斗的下端面略高于所述噴孔；所述下封頭靠近所述噴孔管下端設(shè)置，該下封頭與噴孔管之間構(gòu)成攔截氣幕噴氣縫。從高溫爐的排渣口排出的高溫熔融爐渣，直接落入料斗內(nèi)，在繼續(xù)下落過程中，被從噴孔中高速噴出的飽和蒸汽噴射?；稍?，再被下一道從攔截氣幕噴氣縫內(nèi)噴出的攔截氣幕攔截，使得已被噴射粒化的渣粒，被限制在較小的空間范圍內(nèi)；料斗下端面略高于噴孔，排渣時，噴孔與爐渣之間的間距小，產(chǎn)生的噴射?；Ч?，距離小，噴孔噴出的氣體的速度高、動能高，對爐渣的噴射效果。從噴孔、噴氣縫噴出的噴射介質(zhì)，優(yōu)先采用飽和蒸汽，也可采用過熱蒸汽、壓縮空氣或其它壓縮惰性氣體。
[0008]在所述噴孔管外安裝外管，所述外管與噴孔管、下封頭圍成封閉區(qū)域，該封閉區(qū)域與一飽和蒸汽接管連接，向飽和蒸汽接管內(nèi)通入飽和蒸汽等氣體，飽和蒸汽等進入封閉區(qū)域內(nèi)，并通過噴孔、噴氣縫噴出。使用飽和蒸汽作為噴射介質(zhì)，具有如下兩點優(yōu)點:一、飽和蒸汽容易獲得，從爐渣余熱回收系統(tǒng)的汽包中即可獲得；二、飽和蒸汽的比熱容大約是空氣的兩倍，更容易將爐渣快速冷卻，現(xiàn)有技術(shù)一般采用壓縮空氣作為噴射介質(zhì)，冷卻效果差、能耗尚。
[0009]噴孔管上的噴孔沿噴孔管徑向分布，可以設(shè)置一周或多周，噴孔與重力方向的夾角為10-80° ;所述噴孔直徑為l-8mm。攔截氣幕噴氣縫為錐形環(huán)縫，縫寬l_8mm，錐度為20-160° 。
[0010]由于爐渣溫度高，所述料斗采用水夾套結(jié)構(gòu)，通水進行冷卻。料斗也可以采用能耐高溫氧化的無機非金屬材料或其與金屬的多層組合材料制成。
[0011]本發(fā)明明顯具有如下優(yōu)點:
[0012](1)因與本發(fā)明配套使用的生產(chǎn)系統(tǒng)均有相當?shù)挠酂峥晒┊a(chǎn)生飽和蒸汽，優(yōu)先回用具有足夠壓力的部分飽和蒸汽作為噴射?；橘|(zhì)，既可節(jié)約大量能耗，又大幅減少設(shè)備。
[0013](2)由于本發(fā)明設(shè)置的噴孔與高溫熔融爐渣之間的間距小，所產(chǎn)生的噴射?；Ч选Ａ硗?，從噴孔中噴射出來的高速飽和蒸汽，在噴入高溫熔融爐渣的瞬間，溫度急劇上升轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽，其體積也瞬間急劇膨脹，在高溫熔融爐渣內(nèi)連續(xù)不斷地發(fā)生“微型輕度爆炸”，從而強化了粒化效果，且不會影響安全生產(chǎn)。
[0014](3)由于本發(fā)明設(shè)置了攔截氣幕，使得已被噴射?；脑?，被限制在較小的空間范圍內(nèi)，可大幅減小設(shè)備體積，節(jié)省生產(chǎn)現(xiàn)場的布置空間，降低制造成本，同時也強化了對渣粒的冷卻作用。
[0015](4))因整個噴射?；^程全部在封閉的筒體內(nèi)完成，顯著改善了生產(chǎn)現(xiàn)場的勞動條件，安全生產(chǎn)也更有保障。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實施效果照片。
[0018]圖中:1.料斗，2.外管，3.噴孔管，4.噴孔，5.下封頭，6.攔截氣幕錐形縫，7.飽和蒸汽接管。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所提供的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，包括料斗1、外管2、噴孔管3、下封頭5和飽和蒸汽接管7。由于爐渣溫度高，料斗1采用水夾套結(jié)構(gòu)，通水進行冷卻，料斗1也可以采用能耐高溫氧化的無機非金屬材料或其與金屬的多層組合材料制成。噴孔管3的下部開有若干向下傾斜的噴孔4，噴孔4沿噴孔管3的徑向分布，可以設(shè)置一周或多周噴孔4，噴孔4與重力方向的夾角為10-80°，噴孔直徑為l_8mm。噴孔管3套在料斗1的外部，并與料斗1焊接，料斗1的下端面略高于噴孔4，高溫熔融爐渣從料斗1出料時，可以迅速被噴孔4的噴射的飽和蒸汽?；Ｏ路忸^5靠近噴孔管3的下端設(shè)置，噴孔管3的下端外錐面與下封頭5的內(nèi)錐面構(gòu)成攔截氣幕錐形縫6，該錐形縫的截面為環(huán)形，其縫寬l-8mm，錐度為20-160°。外管2的上端與噴孔管3的上端外緣焊接，其下端與下封頭5的外緣焊接，外管2的側(cè)面與飽和蒸汽管7接通，外管2、噴孔管3與下封頭5圍成封閉區(qū)域，通過飽和蒸汽管7向封閉區(qū)域內(nèi)優(yōu)先通入飽和蒸汽，也可通入過熱蒸汽、壓縮空氣或其它壓縮惰性氣體作為噴射介質(zhì)，再從噴孔4、攔截氣幕錐形縫6噴出。
[0020]圖2為采用本發(fā)明所提供的高溫熔融爐渣噴射?；b置進行爐渣噴射?；Ч麍D片，噴射?；Ч?，已被噴射?；脑?，被限制在較小的空間范圍內(nèi)，也強化了對渣粒的冷卻作用。
[0021]本發(fā)明具體工作方式如下:
[0022]飽和蒸汽流經(jīng)飽和蒸汽接管7并被分配到噴孔4和攔截氣幕錐形縫6，飽和蒸汽優(yōu)選使用低、中壓飽和蒸汽；高溫熔融爐渣從高溫爐的排渣口排出，直接落入料斗1，在繼續(xù)下落到噴孔管3時，被從噴孔4中高速噴出的飽和蒸汽噴射粒化成渣粒，再被從下面一道攔截氣幕錐形縫6中噴出的攔截氣幕攔截。至此即完成高溫熔融爐渣噴射?；娜^程。高溫熔融爐渣既被飽和蒸汽噴射?；兂稍?，同時又被飽和蒸汽快速冷卻；而飽和蒸汽也被高溫熔融爐渣加熱變?yōu)檫^熱蒸汽，可提供給換熱器回收高溫熔融爐渣的高品位余熱。
【主權(quán)項】
1.一種高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:包括料斗、噴孔管和下封頭；所述噴孔管的下端開設(shè)有向下傾斜的噴孔，該噴孔管套在所述料斗外，所述料斗的下端面略高于所述噴孔；所述下封頭靠近所述噴孔管下端設(shè)置，該下封頭與噴孔管之間構(gòu)成攔截氣幕噴氣縫，該攔截氣幕噴氣縫位于噴孔的下方。2.如權(quán)利要求1所述的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，其特征在于:所述噴孔管外安裝有外管，所述外管與噴孔管、下封頭圍成封閉區(qū)域，該封閉區(qū)域與一飽和蒸汽接管連接。3.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述噴孔與重力方向的夾角為10-80° ;所述噴孔直徑為1-8_。4.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，其特征在于:所述噴孔沿所述噴孔管徑向分布。5.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述攔截氣幕噴氣縫為錐形環(huán)縫，縫寬l_8mm，錐度為20-160°。6.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述噴孔和/或攔截氣幕噴氣縫內(nèi)通入的噴射介質(zhì)為飽和蒸汽、過熱蒸汽、壓縮空氣或壓縮惰性氣體。7.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述料斗為水夾套結(jié)構(gòu)。8.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述料斗采用能耐高溫氧化的無機非金屬材料，或無機非金屬材料與金屬的多層組合材料制成。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，包括料斗、噴孔管和下封頭；所述噴孔管的下端開設(shè)有向下傾斜的噴孔，該噴孔管套在所述料斗外，所述料斗的下端面略高于所述噴孔；所述下封頭靠近所述噴孔管下端設(shè)置，該下封頭與噴孔管之間構(gòu)成攔截氣幕噴氣縫。本發(fā)明設(shè)置的噴孔與高溫熔融爐渣之間的間距小，所產(chǎn)生的噴射?；Ч?，從噴孔中噴射出來的高速飽和蒸汽，在噴入高溫熔融爐渣的瞬間，溫度急劇上升轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽，其體積也瞬間急劇膨脹，在高溫熔融爐渣內(nèi)連續(xù)不斷地發(fā)生“微型輕度爆炸”，從而強化了?；Ч?。設(shè)置攔截氣幕，使得已被噴射?；脑＃幌拗圃谳^小的空間范圍內(nèi)，可大幅減小設(shè)備體積，同時也強化了對渣粒的冷卻作用。
【IPC分類】C01B25/027, C21B3/06
【公開號】CN105296691
【申請?zhí)枴緾N201510830849
【發(fā)明人】陳興元, 楊峻, 郭宏新, 陳軍, 詹岳, 汪夏
【申請人】南京圣諾熱管有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月25日