本發(fā)明涉及能源回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種液態(tài)高爐渣?；迫〗褂土呀獯呋瘎┑姆椒ㄅc裝置。

背景技術(shù)：

高爐渣是鋼鐵生產(chǎn)過程的主要副產(chǎn)品，含熱量豐富，每生產(chǎn)1噸生鐵要副產(chǎn)0.3～0.6噸爐渣，每噸渣約含有（1.26～1.88）×10⁶kJ的顯熱。爐渣所含有的余熱量高但其品味較低，目前，還沒有找到有效的回收與利用途徑。

水淬工藝是目前高爐渣處理應(yīng)用最廣泛的方式，水渣后續(xù)的使用路徑成熟，但基本沒有熔渣顯熱的回收，造成巨量的能源和水資源浪費(fèi)。高爐渣的干式顯熱回收技術(shù)具有良好的前景，按照爐渣?；绞剑墒搅；ㄖ饕L(fēng)淬法和離心?；ā?/p>

無論是風(fēng)淬或是離心?；夹g(shù)，其?；绞捷^單一，能耗大，?；怀浞?，?；释ǔＴ?0%以下。且均采用空氣作為換熱介質(zhì)，換熱系數(shù)低，影響換熱速率和氣渣比，進(jìn)而造成空壓機(jī)設(shè)備大型化和工藝的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)降低。此外，高爐渣干式粒化技術(shù)，前提之一是保證高爐渣在進(jìn)行顯熱回收處理后，可作為一種資源繼續(xù)使用，否則巨量的高爐渣堆積對(duì)企業(yè)是難以承受的。液態(tài)高爐渣是一種多元金屬熔體，經(jīng)干法粒化后形成的爐渣顆粒，除作為水泥行業(yè)的添加劑使用外，還可以用做生物質(zhì)焦油降解的催化劑，對(duì)焦油的裂解具有一定的催化效果，但由于其主要活性成分氧化鐵含量偏低，一定程度上降低了其催化活性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種離心粒化、機(jī)械破碎、風(fēng)淬和水冷相結(jié)合的粒化裝置與方法，以期實(shí)現(xiàn)液態(tài)熔渣的高效?；c迅速換熱，從而保證產(chǎn)品?；?0%以上，耗水量控制在100kg/噸渣以下，?；a(chǎn)物可作為生物質(zhì)焦油裂解的高效催化劑。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種液態(tài)高爐渣?；迫〗褂土呀獯呋瘎┑姆椒ㄅc裝置，其特征在于，該?；b置頂部開有液態(tài)液態(tài)高爐渣進(jìn)口和高溫空氣出口，中部設(shè)有錐形?；鳎涣；b置內(nèi)壁設(shè)有溢流式水冷壁，錐形?；髋c溢流式水冷壁之間設(shè)有噴灑裝置，溢流式水冷壁下部開有粒化渣粒出口；所述錐形?；魃喜繛殄F形，下部為圓柱形，圓柱表面開有多個(gè)小孔，小孔下方裝有多個(gè)破碎葉片，錐形?；鞯撞块_有高壓空氣進(jìn)口；

所述錐形?；麇F角α為30°~90°，錐形?；飨虏繄A柱表面開有直徑在2~4mm之間的小孔，開孔率為30%，小孔與破碎葉片間相互交錯(cuò)排列，破碎葉片與圓柱表面間夾角β為30°~60°。

本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置進(jìn)行液態(tài)高爐渣?；迫〗褂土呀獯呋瘎┑姆椒ǎ涮卣髟谟谒ㄒ韵虏襟E：

（1）?；跋蛞簯B(tài)高爐渣中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%~20%的鐵礦粉；

（2）所述與鐵礦粉混合后的液態(tài)高爐渣落到高速旋轉(zhuǎn)的錐形粒化器表面，在離心力和重力的作用下沿錐面迅速延展形成薄膜向下流動(dòng)；

（3）由錐形粒化器表面小孔射出的高壓氣流，將液態(tài)渣風(fēng)淬成小顆粒液滴，向溢流式水冷壁面運(yùn)動(dòng)時(shí)與高速旋轉(zhuǎn)的破碎葉片相碰撞，在機(jī)械力的沖擊作用下被二次破碎成更小顆粒，同時(shí)被螺旋上升的氣流進(jìn)一步風(fēng)淬?；?/p>

（4）所述?；蟮男☆w粒渣落到溢流式水冷壁表面后，持續(xù)與水冷壁表面流動(dòng)的水膜換熱進(jìn)一步冷卻，并沿水冷壁下滑至底部出口；

（5）?；a(chǎn)生的具有一定壓力的高溫空氣與水蒸氣的混合氣體進(jìn)入余熱回收裝置進(jìn)行熱回收。

進(jìn)一步的，?；^程中，可開啟噴灑裝置向粒化渣粒表面噴灑催化劑粉末。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

（1）將離心?；C(jī)械破碎、風(fēng)淬和水冷方式結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)液態(tài)熔渣的高效粒化與迅速換熱，又能夠保證產(chǎn)品粒化率90%以上，耗水量控制在100kg/噸渣以下；

（2）采用風(fēng)淬與水冷相結(jié)合的冷卻方式，加快高溫?；囊?固態(tài)相變，極大縮減了?；睦鋮s所需空間，?；b置結(jié)構(gòu)緊湊，克服了傳統(tǒng)離心?；蝻L(fēng)淬設(shè)備占地面積大的缺點(diǎn)，可滿足高爐底部空間有限的要求；

（3）采用流動(dòng)的水膜將?；斔统隽；b置，避免了渣粒之間的相互粘結(jié)；

（4）粒化爐渣顆粒經(jīng)水冷后表面多孔，可用作生物質(zhì)等裂解焦油分解的催化劑，增加了顯熱回收后產(chǎn)品的附加值。

附圖說明

圖1是液態(tài)高爐渣粒化裝置

圖2 高爐渣用于生物質(zhì)焦油降解催化性能評(píng)價(jià)

附圖中：1液態(tài)高爐渣進(jìn)口；2高溫空氣水蒸氣出口；3 錐形?；鳎?溢流式水冷壁；5噴灑裝置；6 ?；３隹冢?小孔；8破碎葉片；9高壓空氣進(jìn)口。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，本發(fā)明提供一種液態(tài)高爐渣粒化裝置，該?；b置頂部開有液態(tài)高爐渣進(jìn)口1和高溫空氣水蒸氣出口2，中部設(shè)有錐形?；?；?；b置內(nèi)壁設(shè)有溢流式水冷壁4，錐形?；?與溢流式水冷壁4之間設(shè)有噴灑裝置5，溢流式水冷壁4下部開有?；３隹?；所述錐形?；?上部為錐形，下部為圓柱形，圓柱表面開有多個(gè)小孔7，并裝有多個(gè)破碎葉片8，錐形?；鞯撞块_有高壓空氣進(jìn)口9；

所述錐形粒化器3錐角為60°，錐形?；?下部圓柱表面開有直徑在2mm的小孔7，開孔率為30%，小孔7與破碎葉片8間相互交錯(cuò)排列，破碎葉片8與圓柱表面夾角為45°。

本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置進(jìn)行液態(tài)高爐渣粒化制取焦油裂解催化劑的方法，其特征在于它包括以下步驟：

（1）粒化前向液態(tài)高爐渣中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的鐵礦粉；

（2）所述與鐵礦粉混合后的液態(tài)高爐渣落到高速旋轉(zhuǎn)的錐形?；鞅砻?，在離心力和重力的作用下沿錐面迅速延展形成薄膜向下流動(dòng)；

（3）由錐形粒化器表面小孔射出的高壓氣流，將液態(tài)渣風(fēng)淬成小顆粒液滴，向溢流式水冷壁面運(yùn)動(dòng)時(shí)與高速旋轉(zhuǎn)的破碎葉片相碰撞，在機(jī)械力的沖擊作用下被二次破碎成更小顆粒，同時(shí)被螺旋上升的氣流進(jìn)一步風(fēng)淬?；?；

（4）所述?；蟮男☆w粒渣落到溢流式水冷壁表面后，持續(xù)與水冷壁表面流動(dòng)的水膜換熱進(jìn)一步冷卻，并沿水冷壁下滑至底部出口；

（5）?；a(chǎn)生的具有一定壓力的高溫空氣與水蒸氣的混合氣體進(jìn)入余熱回收裝置進(jìn)行熱回收。

對(duì)?；a(chǎn)物進(jìn)行收集篩分后，粒化率達(dá)95%，?；w粒直徑在2mm以下的達(dá)80%，介于2到4mm之間的占18%，渣纖維含量在2%左右。選取粒徑在2mm以下的?；鳛樯镔|(zhì)裂解的催化劑，在900℃下與生物質(zhì)進(jìn)行共裂解，裂解產(chǎn)物分布如圖2所示：

可以看出，與生物質(zhì)單獨(dú)裂解相比，采用本方法制備的高爐渣顆粒作為裂解催化劑時(shí)，裂解產(chǎn)物中氣體產(chǎn)率明顯增加，焦油含量則急劇下降，表明高爐渣對(duì)焦油的降解轉(zhuǎn)化效果明顯，焦油大部分轉(zhuǎn)化為氣體。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果還可以看出，采用本方法制備的高爐渣顆粒的催化活性，與常規(guī)催化劑煅燒白云石相近。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。