用于?；O(shè)備的蒸汽冷凝塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及一種用于熔融材料（特別是用于冶金熔融物（諸如高爐爐渣）） 的粒化設(shè)備。本發(fā)明更特別地涉及一種用于在這樣的設(shè)備中使用的改進(jìn)的蒸汽冷凝塔設(shè) 計。
【背景技術(shù)】
[0002] 附圖2中示出了這種類型的、特別是用于熔融的高爐爐渣的現(xiàn)代?；O(shè)備的示 例，附圖2是期號為2005年4月的、在Iron&Steel Technology(鐵鋼技術(shù)）中出版的題為 "INBA? Slag granulation system-Environmental process control (INBA?爐渣粒 化系統(tǒng)-環(huán)境處理控制）"的文章的一部分。如圖2所示，這種類型的設(shè)備通常包括：注水 裝置[2](也稱為噴水盒），所述注水裝置用于將粒化水注入到經(jīng)由流槽末端[1]接收的熔 融材料（例如爐渣）的流中。從而實現(xiàn)熔融材料的?；?。該設(shè)備還具有位于注水裝置[2] 下方的?；轠3]，該?；抻糜谑占；徒?jīng)?；牟牧喜⑶矣糜谑诡w粒在大量水中 冷卻。蒸汽冷凝塔（其通常具有由頂蓋封閉的柱狀殼體）位于粒化罐上方，以用于收集在 粒化罐中產(chǎn)生的蒸汽并使蒸汽冷凝。事實上，由于熔融材料的高溫和所需的大量淬火水，根 據(jù)圖2的設(shè)備通常產(chǎn)生大量的蒸汽。為了避免由于簡單地將蒸汽排放到大氣中所引起的污 染，蒸汽冷凝塔包括通常為逆流型的蒸汽冷凝系統(tǒng)。蒸汽冷凝系統(tǒng)具有噴水裝置[5]和位 于注水裝置[5]下方的水收集裝置[6]，所述噴水裝置用于將水滴噴射到在蒸汽冷凝塔內(nèi) 上升的蒸汽中，所述水收集裝置用于收集所噴射的冷凝水滴和所冷凝的蒸汽。
[0003] 在冶金處理中熔融材料的產(chǎn)生通常是循環(huán)的，并且在所產(chǎn)生的流量（flow rate， 流速）方面經(jīng)歷顯著的波動。例如，在高爐的出渣操作期間，爐渣流量遠(yuǎn)非恒定的。這表明， 在出渣操作的持續(xù)期間，峰值可能會超過平均爐渣流量的四倍。這樣的峰值偶然地或者有 規(guī)律地在短時間內(nèi)（例如幾分鐘內(nèi)）出現(xiàn)。由此可見，在典型的本領(lǐng)域基于水的粒化設(shè)備 中，存在由于進(jìn)入的爐渣所引起的進(jìn)入的熱流量的重大波動，相應(yīng)地存在隨時間產(chǎn)生的蒸 汽量的等效波動。為了在設(shè)備尺寸與成本之間找到合適的折衷，通常未將蒸汽冷凝能力設(shè) 計為處理可能在峰值爐渣流期間產(chǎn)生的全部蒸汽流。在這種情況下可以預(yù)見將超壓緩解封 蓋（如在圖2的頂蓋中所見的）打開，以將過量的蒸汽排放到大氣中。
[0004] 然而，觀察表明，在實踐中，在過量熔融物流量下，這種超壓封蓋并不一定可靠地 打開。據(jù)推測，主要是因為由注水裝置[2]持續(xù)產(chǎn)生的水"幕"所形成的"屏障"，使得蒸汽被 部分地阻止而不能通過超壓封蓋離開?？赡艿兀诟哒羝俾氏?，還存在由水收集裝置[6] 形成的對蒸汽流的阻力。因此，過量蒸汽停留在塔內(nèi)，并且隨后產(chǎn)生超壓。這可能引起蒸汽 在冷凝塔的下部入口、在粒化罐[3]的進(jìn)口處的部分回流。特別是預(yù)見了內(nèi)部罩將內(nèi)部與 外部分隔開，并且因此避免不需要的空氣進(jìn)入塔內(nèi)并且還防止蒸汽從塔內(nèi)被吹出。
[0005] 這種逆向蒸汽流最起碼可能引起鑄造澆鑄場內(nèi)的較差能見度，這對于操作人員而 言顯然是嚴(yán)重的安全隱患。更不利地，通過內(nèi)部罩倒流的蒸汽可以在該蒸汽與爐渣流槽噴 口內(nèi)的液態(tài)熱熔融物相接觸時引起低密度爐渣顆粒（所謂的"爆米花"）的大量產(chǎn)生。這樣 的熱顆粒在被投射到鑄造澆鑄場中時產(chǎn)生甚至更嚴(yán)重的安全隱患。
[0006] W02012/079797A1也解決了該問題，并且提出經(jīng)由煙囪選擇性地將過量蒸汽排放 到大氣中。該煙肉具有與冷凝塔的下部區(qū)域連通的入口和布置在冷凝塔上方的用于將蒸汽 排放到大氣中的出口。此外，煙囪配備有用于蒸汽通過該煙囪的選擇性排放的閉塞裝置。
[0007] EPO 573 769A1公開了一種方法，其中首先將蒸汽和污染空氣的混合物引導(dǎo)成為 進(jìn)入冷凝塔的上升流（19)，然后該混合物以下降流流入到保持在部分真空下的閉合部內(nèi)。 將堿性水溶液以平行流的方式噴射到所述下降流中，并且通過在所述閉合部內(nèi)形成且保持 部分真空的強制且可調(diào)節(jié)的蒸汽將凈化的未冷凝氣體從該閉合部排出。還描述了一種用于 實施所述方法的裝置。
[0008] 技術(shù)問題
[0009] 因此，本發(fā)明的第一目的是提供一種蒸汽冷凝塔，該蒸汽冷凝塔能夠在峰值流量 下在?；陂g更可靠地排放過量的蒸汽，同時能夠以相對較低的額外成本與現(xiàn)有?；O(shè)備 設(shè)計兼容。該目的通過如權(quán)利要求1所述的設(shè)備和蒸汽冷凝塔實現(xiàn)。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠減少設(shè)備的安裝成本和操作成本的冷凝塔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明大體上涉及一種如在權(quán)利要求1的前序特征部分中闡述的粒化設(shè)備和冷 凝塔。
[0012] 為了克服上述問題，本發(fā)明提出一種用于選擇性地對來自冷凝塔的過量蒸汽進(jìn) 行排放和冷凝的排放裝置。根據(jù)本發(fā)明的排放裝置具有入口和出口，該入口被布置為在 噴水裝置的上方與冷凝塔的上部區(qū)域連通，該出口被布置為釋放全部冷凝的蒸汽。與 W02012/079797A1的裝置相反的是，該排放裝置不僅排放來自冷凝塔的過量蒸汽和水蒸氣， 而且還使所排放的蒸汽和水蒸氣冷凝，從而極大地減小對環(huán)境的影響。實際上，這些水蒸氣 可能包含硫成分（如H 2S等），在本發(fā)明中所述硫成分將溶解在水中。
[0013] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在爐渣的?；陂g，可能在某些情況下形成氫氣氣體。實際上，熱液態(tài) 爐渣可能包含鐵，并且水分子可能在與爐渣內(nèi)包含的熱鐵接觸時分解為氫氣和氧氣。該氫 氣氣體極具爆炸性，并且因為冷凝塔基本上是氣密的，因而顯著輕于空氣的氫氣氣體可積 聚在冷凝塔的上部區(qū)域中。在特定情況下，該混合物可能點燃并且后果可能是爆炸或者火 災(zāi)。計算表明，在進(jìn)行?；陂g，取決于爐渣的鐵含量和所產(chǎn)生的顆粒的直徑，氫氣產(chǎn)量可 以在約〇· 5m3H2/min與8m3H2/min之間變化。
[0014] 如W02012/079797A1中所描述的設(shè)備在某些情況下可能并不適于消除火災(zāi)或爆 炸的隱患，原因在于煙囪的入口位于冷凝塔的下部區(qū)域中，而比空氣輕的氫氣氣體將不可 避免地積聚在冷凝塔的上部區(qū)域中并因而不會被W02012/079797A1中所描述的裝置排放。
[0015] 對于EP0573769A1中所描述的裝置同樣如此，原因在于未冷凝的氣體是從冷凝塔 的下部區(qū)域排放的。非常輕的氫氣氣體將積聚在冷凝塔的上部中，因此無法有效地排放，原 因在于排放裝置位于冷凝塔內(nèi)過低的位置處，即，在噴水裝置下方。此外，本發(fā)明冷凝塔不 需要在冷凝塔內(nèi)構(gòu)建保持在部分真空下的閉合部，在所述閉合部中，氣體以下降流流動同 時其被噴水裝置冷凝。因此本冷凝塔較便宜且較可靠。
[0016] 當(dāng)排放裝置未處于工作中時，該裝置并不危害塔的性能。實際上，與EP0573769A1 中所描述的裝置相反，塔及其冷卻/冷凝能力不會受到安裝于塔內(nèi)的較大裝置的危害，該 安裝于塔內(nèi)的較大裝置不可避免地減小了供噴水裝置和水收集裝置的操作表面/體積。利 用上述排放裝置，塔的有用體積并不受影響，原因在于排放裝置安裝在塔的殼體外。即使將 該裝置安裝在塔的內(nèi)部，但由于安裝在噴水裝置/噴嘴的上方，所以該裝置并不影響噴水 裝置的冷凝性能。
[0017] 因此，該排放裝置在改裝冷凝塔方面特別有用，并且因此有助于容易地提高現(xiàn)有 爐渣粒化設(shè)備的?；芰Α?br>[0018] 為了允許依照期望或需要而選擇性排放，排放裝置優(yōu)選地配備有用于控制蒸汽和 /或氣體通過排放裝置的流量的任何合適裝置。
[0019] 優(yōu)選地，排放裝置包括真空栗，特別是借助于文丘里效應(yīng)產(chǎn)生真空的噴射式射流 栗。這種噴射式射流栗是這樣一種類型的栗，其使用縮放型噴嘴的文丘里效應(yīng)將運動流體 的壓力能轉(zhuǎn)換為速度能，這形成了抽入并吸入抽吸流體的低壓區(qū)域。在通過注入器的喉道 之后，混合流體膨脹并且速度減小，這引起通過將速度能轉(zhuǎn)換回壓力能而對混合流體進(jìn)行 再壓縮。在該特定情況下，運動流體為水，并且所吸入的抽吸流體為蒸汽和/或蒸汽與氫氣 氣體的混合物。在栗操作期間，所排放的蒸汽冷凝并與驅(qū)動所述栗的水混合。包含于蒸汽中 的任何硫化合物還將溶