專利名稱：轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高溫熔融渣回收技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置，主要應(yīng)用于高溫液態(tài)渣的處理，以回收其中的廢鋼、顯熱和廢渣資源，尤其適用于鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)爐渣的回收處理。
背景技術(shù)：
鋼鐵行業(yè)的轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣的溫度一般達1700°C，渣中含有一定比例的廢鋼鐵， 回收廢鋼鐵后的廢渣還可以作為生產(chǎn)水泥的原料或者用于鋪路，由此可見，高溫熔融渣中蘊含著大量的顯熱、廢鋼鐵和廢渣資源。以一臺150t轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)約30萬噸鋼渣為例，其蘊含的顯熱熱量約45000000萬KJ (千焦)，每年可生產(chǎn)約7. 35萬噸蒸汽；鋼渣中廢鋼鐵含量可達13%，如果全部回收則每年可回收廢鋼3. 9萬噸；其廢渣每年生產(chǎn)約26. 1萬噸以上，如果能提高其附加價值，利益也十分可觀。傳統(tǒng)上通常采用水沖渣裝置來對高溫熔融渣進行處理，即高溫熔融渣先經(jīng)高壓水水淬后進入沉渣池，之后將沉渣池中的水渣打撈出來脫水后供作為生產(chǎn)水泥或鋪路原料使用，而沉渣池中的水先經(jīng)過濾然后由泵加壓送入冷卻塔中冷卻，之后再用來對高溫熔融渣進行水淬，這樣可實現(xiàn)水的循環(huán)使用。水量損失必須由新水補充。這種水沖渣裝置存在很多問題，其中最大一個問題是耗水太多，其次是水沖渣過程浪費了大量熱量，并且對周圍環(huán)境也帶來污染。鑒于傳統(tǒng)水沖渣工藝的種種弊端，近年來人們提出了干法?；捌錈崮芑厥占夹g(shù)，其技術(shù)方案為高溫熔融渣先在粒化器內(nèi)進行換熱，然后再經(jīng)過振動床進行熱量第二次回收，最后在流化床內(nèi)進行熱量的第三次回收，回收的熱能以熱風或發(fā)電的形式得到再利用或能量轉(zhuǎn)換。干法粒化及其熱能回收技術(shù)由于采用機械裝置的機械力來將高溫熔融渣擊碎，需要提供機械裝置，并且對高溫熔融渣顯熱的回收的能量通常不能直接用于驅(qū)動該機械裝置，使得整個裝置結(jié)構(gòu)復雜，能耗高，不能充分回收和利用高溫熔融渣的顯熱。此外，目前對高溫熔融渣的回收技術(shù)，通常只回收顯熱、廢鋼和廢渣中的其中一種。回收高溫熔融渣顯熱通常采用干法?；夹g(shù)，回收廢鋼通常采用熱悶渣工藝，提高廢渣附加值通常采用風碎法。熱悶渣可回收廢鋼11 %，熱悶渣法生成的渣粒度小，但成分十分穩(wěn)定，也可以作為建材材料使用。風碎法廢渣產(chǎn)品的粒徑和物化成分可控，可作為水泥原料使用。雖然上述各種方法單獨使用均可取得不錯的效果，但是，要將這三種方法整合到同一個裝置中，以充分回收高溫熔融渣的顯熱、廢鋼和廢渣，目前還存在技術(shù)上的困難。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要解決現(xiàn)有干法粒化及其熱量回收技術(shù)中采用機械裝置來將轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣打碎、不能充分回收和利用轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣的顯熱的技術(shù)問題，提出一種將轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣的顯熱回收并循環(huán)使用的高溫熔融渣回收裝置。為了解決其技術(shù)問題，本實用新型提供了一種轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置，包括處理塔、等流速熱管、熱管換熱器、布袋除塵器、引風機、汽水混合器、蒸汽聚集器、輔助設(shè)備、淺悶池和磁選篩板，其特征在于所述處理塔設(shè)有進渣口、出渣口和冷空氣入口，所述進渣口附近設(shè)有噴嘴，所述等流速熱管的一部分在所述處理塔中，另一部分在所述熱管換熱器中，所述熱管換熱器連接汽水混合器。所述布袋除塵器中設(shè)置有耐高溫抗水解碳纖維濾芯，所述蒸汽聚集器通過管道連接噴嘴和汽水混合器。所述輔助設(shè)備包括依次連接的軟化水箱、給水泵和除氧器，所述除氧器連接熱管換熱器。所述淺悶池對從所述出渣口排出的渣顆粒進行20分鐘至45分鐘淺悶渣處理。淺悶渣能穩(wěn)定渣顆粒的成份，更宜于建材利用，并為后續(xù)回收廢鋼進一步打好了基礎(chǔ)。所述磁選篩板，將淺悶渣處理后的渣顆粒中的廢鋼篩選出，本實用新型可回收渣顆粒中約13 %的廢鋼，剩余廢渣可作為建材用途外運。這樣，本實用新型可全面徹底地回收高溫熔融渣所含有的顯熱、廢鋼和廢渣資源。本實用新型從噴嘴噴出的高壓蒸汽沖擊高溫的液態(tài)熔融渣，使之破碎并冷卻成較細固體顆粒，降低了廢鋼的氧化率，為后續(xù)盡可能地回收廢鋼打下良好的基礎(chǔ)；進入處理塔的冷空氣與汽碎后的渣顆粒進行熱交換，熱交換生成的熱空氣經(jīng)等流速熱管換熱以生產(chǎn)蒸汽，蒸汽又內(nèi)循環(huán)用于汽碎，實現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用，采用等流速熱管這一高效換熱元件，提高了余熱回收效率。

圖1為本實用新型轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.倒渣罐，2.流槽，3.噴嘴，4.處理塔，5.振動器，6.篩板，7.鼓風機，8.擋板，9.等流速熱管，10.皮帶，11.熱管換熱器，12.汽水混合器，13.蒸汽聚集器，14.除氧器，15.給水泵，16.軟化水箱，17.淺悶池，18.挖掘機，19.磁選篩板，20.廢鋼，21.廢渣， 22.布袋除塵器，23.引風機，24.排氣筒，25.進渣口，26.出渣口，27.冷空氣入口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置包括處理塔4、 等流速熱管9和熱管換熱器11，處理塔4設(shè)有進渣口 25、出渣口沈和冷空氣入口 27，進渣口 25處設(shè)有流槽2，噴嘴3在進渣口 25附近，等流速熱管9的一部分在處理塔4中，另一部分在熱管換熱器11中，汽水混合器12通過管道連接熱管換熱器11和蒸汽聚集器13，蒸汽聚集器13通過管道連接噴嘴3，為噴嘴3提供高壓蒸汽。處理塔4中設(shè)置篩板6，篩板6在進渣口 25和出渣口沈之間并且傾斜放置，振動器5安裝在篩板6上。高溫熔融渣從排渣口依次經(jīng)倒渣罐1和流槽2進入處理塔4中，從噴嘴3噴出的高壓蒸汽沖擊高溫熔融渣，將高溫熔融渣流擊碎?；奢^細的渣顆粒。高壓蒸汽優(yōu)選為飽和蒸汽，壓力在0. 85MPa 1.6MPa之間。當高壓蒸汽的壓力為0. 85MPa時， 汽碎的效果比較好，所以高壓蒸汽的壓力優(yōu)選為0.85MPa。汽碎后的渣顆粒散落在篩板6上，在振動器5的振動作用下渣顆粒被輸送出處理塔4。采用高壓蒸汽沖擊高溫的液態(tài)熔融渣，使之破碎并冷卻成較細固體顆粒，降低了廢鋼的氧化率，為后續(xù)盡可能地回收廢鋼打下良好的基礎(chǔ)。鼓風機7連接冷空氣入口 27，由鼓風機7提供的冷空氣從冷空氣入口 27進入處理塔4，冷空氣與篩板6上正在輸送出處理塔4的渣顆粒進行熱交換，熱交換后冷空氣變成熱空氣。冷空氣入口 27在篩板6的下方，使冷空氣與渣顆粒的熱交換更充分。為了使后續(xù)淺悶渣取得較好的處理效果，熱交換后從出渣口 26排出的渣顆粒溫度控制在450°C 650°C 之間。處理塔4在等流速熱管9的下部設(shè)有擋板8。熱交換后的熱空氣先經(jīng)過擋板8初步除塵后再沖刷等流速熱管9。等流速熱管9的一部分設(shè)置在處理塔4中，另一部分在熱管換熱器11中，通過等流速熱管9的傳熱作用，處理塔4中的熱空氣將熱管換熱器11中的水加熱為蒸汽，該蒸汽聚集到一定程度，成為高壓蒸汽。熱管換熱器11可產(chǎn)生壓力為Q. 85MPa 1. 6MPa的飽和蒸汽。經(jīng)等流速熱管9換熱后產(chǎn)生的煙氣排出處理塔4后，進入耐高溫抗水解碳纖維濾芯布袋除塵器22凈化，除塵器中的耐高溫抗水解碳纖維濾芯，一般能夠承受 180°C左右的長期工作溫度，最高能承受200°C的高溫，且具有抗水解功能，因此可以直接凈化含塵煙氣，凈化后的粉塵濃度降至小于:3mg/Nm3成為潔凈煙氣，通過引風機23再由排氣筒對排放。從熱管換熱器11中出來的高壓蒸汽經(jīng)過汽水混合器12后，進入蒸汽聚集器13 并在其中聚集起來。蒸汽聚集器13通過管道連接噴嘴3，將其中的高壓蒸汽分流出一小部分循環(huán)至噴嘴3用于汽碎粒化，其余大部分蒸汽可富余外供。本實用新型采用輔助裝置為熱管換熱器11提供給水，該輔助裝置包括依次連接的軟化水箱16、給水泵15和除氧器14， 除氧器14連接熱管換熱器11，輔助裝置用于為熱管換熱器11提供高品質(zhì)的給水，以用于蒸汽生產(chǎn)。本實用新型余熱回收過程主要是渣顆粒與冷空氣之間的熱交換，熱交換生成的熱空氣經(jīng)等流速熱管換熱以生產(chǎn)蒸汽，蒸汽又內(nèi)循環(huán)用于汽碎，實現(xiàn)了高溫熔融渣顯熱的循環(huán)利用，采用等流速熱管這一高效換熱元件，提高了余熱回收效率。篩板6將汽碎且進行熱交換后的渣顆粒輸送出處理塔4，隨后皮帶10將渣顆粒運輸?shù)綔\悶池17中，在淺悶池17中對渣顆粒進行淺悶渣處理。淺悶池17的結(jié)構(gòu)與原理與傳統(tǒng)的熱悶渣池類似，同樣包括噴水、排水、排汽、蓋頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)，但是池子數(shù)量與體積大小存在差異。淺悶是指悶渣時間短，約悶渣20分鐘至45分鐘即出渣。淺悶渣處理能穩(wěn)定渣顆粒的成份，更宜于建材利用，并為后續(xù)回收廢鋼進一步打好了基礎(chǔ)，且單位時間內(nèi)單個池的渣處理量較大。悶渣后的廢渣由挖掘機18挖出，再經(jīng)磁選篩板19進行磁選，以回收其中的廢鋼20，剩余的廢渣21可作建材材料外運。下面以一臺150t轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)約30萬噸鋼渣為例，介紹本實用新型的技術(shù)經(jīng)濟性能。主要設(shè)計技術(shù)指標如下(1)總渣量300000 噸 / 年(2)熔融渣利用溫度1700°C⑶渣終溫<45°C(4)飽和蒸汽參數(shù)過程循環(huán)用，一部分外供壓力0. 85MPa溫度173°C〔0029〕巧)處理塔內(nèi)過熱蒸汽參數(shù)
〔0030〕壓力0丨 851？& 〔0031〕溫度360。0
〔0〇32〕出)內(nèi)循環(huán)飽和蒸汽量109丨86噸乂小時
〔0033〕(了)汽碎用飽和蒸汽量么22噸^小時
〔0034〕⑶富余外供飽和蒸汽⑴.851？-10. 5噸義小時
〔0035〕⑶回收廢鋼39000噸義年
〔0036〕(川)可利用廢渣量261000噸義年
〔0037〕按最保守估計，其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益如下
〔0〇38〕⑴回收廢鋼3丨9萬噸I年襯000元噸二 3900萬元I年
〔0039〕回收蒸汽10丨5噸乂小時打000小時和.01萬元丨噸二 735萬元丨年
〔0〇40〕⑶廢渣利用26丨1萬噸7年襯0元7噸二 261萬元丨年
〔0041〕合計回收收益4896萬元7年。
權(quán)利要求1.轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置，包括處理塔、等流速熱管、熱管換熱器、布袋除塵器、引風機、汽水混合器、蒸汽聚集器、輔助設(shè)備、淺悶池和磁選篩板，其特征在于所述處理塔設(shè)有進渣口、出渣口和冷空氣入口，所述進渣口附近設(shè)有噴嘴，所述等流速熱管的一部分在所述處理塔中，另一部分在所述熱管換熱器中，所述熱管換熱器連接汽水混合器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置，其特征在于所述布袋除塵器中設(shè)置有耐高溫抗水解碳纖維濾芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置，其特征在于所述蒸汽聚集器通過管道連接噴嘴和汽水混合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置，其特征在于所述輔助設(shè)備包括依次連接的軟化水箱、給水泵和除氧器，所述除氧器連接熱管換熱器。
專利摘要轉(zhuǎn)爐高溫熔融渣等流速熱管式余熱廢鋼廢渣回收裝置，包括處理塔、等流速熱管、熱管換熱器、布袋除塵器、引風機、汽水混合器、蒸汽聚集器、輔助設(shè)備、淺悶池和磁選篩板，處理塔設(shè)有進渣口、出渣口和冷空氣入口，進渣口附近設(shè)有噴嘴，等流速熱管的一部分在處理塔中，另一部分在熱管換熱器中，熱管換熱器連接汽水混合器，布袋除塵器中設(shè)置有耐高溫抗水解碳纖維濾芯。本實用新型采用高壓蒸汽沖擊高溫的液態(tài)熔融渣，降低了廢鋼的氧化率，可回收渣顆粒中約13％的廢鋼，剩余廢渣可作為建材用途，同時，采用渣顆粒與冷空氣的熱交換可回收高溫熔融渣的顯熱，生產(chǎn)蒸汽，實現(xiàn)循環(huán)利用，全面徹底地回收高溫熔融渣所含有的顯熱、廢鋼和廢渣資源。
文檔編號C21B3/06GK202322897SQ20112036474
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者王珍露 申請人:無錫市東優(yōu)環(huán)保科技有限公司