CN101798607A - 高炉冲渣水余热回收*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高炉冲渣水余热回收***，包括再生塔和除湿塔，再生塔中设置用于喷淋稀盐溶液的喷淋器、填料以及连通冲渣水循环***的水管，除湿塔中设置用于喷淋浓盐溶液的喷淋器、填料以及通入冷水的水管，从除湿塔出来的干冷空气通入通风室。高炉冲渣水作为液体除湿的驱动热源，将冲渣水的余热回收用来制造用于通风的干空气，避免了大量的热量向外界环境排放，减小了环境污染，且变废为宝，节约了能源。

Description

高炉冲渣水余热回收***
技术领域
本发明涉及高炉冲渣水余热回收技术领域，更具体地说涉及一种利用液体除湿技术回收高炉冲渣水余热的***。
背景技术
钢铁企业在高炉炼铁工序中，冲制一吨水渣大约消耗新水1～1.2吨，循环用水量约为10吨左右，循环水温约为85℃左右，由冲渣水带走的高炉渣的物理热量占炼铁能耗的8％左右。传统的高炉冲渣水处理工艺是将冲渣后的高温冲渣水经过水渣池和沉淀池的简单处理后，进入冷却塔冷却降温到55℃左右，降温后的冲渣水再次冲渣。传统的冲渣水循环***，将热量通过冷却塔排放到外界环境，造成了巨大的余热浪费。但是，要把高炉冲渣水的大量余热回收利用，目前还没有行之有效的余热回收***，其主要原因在于：
1.高炉冲渣水温度较低，一般处理后约为70～85℃左右，不能采用溴化锂吸收式制冷机组回收这部分余热；
2.冲渣水的温度较低，不能使用汽轮机或者螺杆膨胀机等动力机组回收这部分余热用于发电；
3.高炉冲渣水含有大量的固体杂质及多种离子，水处理成本高，且在处理过程水温进一步降低，余热品位更低。
液体除湿技术可以利用低品位的热源，已成为工业余热回收的一种新技术。液体除湿技术的原理为：某些盐类(如氯化钙、氯化锂)水溶液中，由于混有盐类分子，水分子的浓度降低，溶液表面上的饱和空气层中的水蒸汽分子数也相应减少。当空气中的水蒸汽分压力大于盐溶液表面的水蒸汽分压力时，空气中的水蒸汽分子将向盐溶液转移，利用这个性质，可以达到使空气减湿的目的。减湿后的干空气可以继续利用多种冷却方法，将其处理到满足室内送风要求状态点。
液体除湿技术可以利用低品位的余热废热作为驱动热源，如太阳能热水、工业余热废热等，对驱动热源的温度最低要求在65℃以上。应用高炉冲渣水驱动液体除湿***，可以获得大量的干空气，用于满足企业办公楼、厂房等对空气调节的要求，同时又回收了高炉冲渣水的余热，具有良好的节能环保效益。因此，提出一种利用液体除湿技术来回收高炉冲渣水余热的***以充分利用高炉冲渣水余热实为必要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用液体除湿技术回收高炉冲渣水余热的高炉冲渣水余热回收***。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高炉冲渣水余热回收***，包括再生塔和除湿塔，再生塔中设置用于喷淋稀盐溶液的喷淋器、填料以及连通冲渣水循环***的水管，除湿塔中设置用于喷淋浓盐溶液的喷淋器、填料以及通入冷水的水管，从除湿塔出来的干冷空气通入通风室。
本发明把高炉冲渣水作为液体除湿的驱动热源，将冲渣水的余热回收以用来制造用于通风的干空气，避免了大量的热量向外界环境排放，减小了环境污染，且变废为宝，节约了能源。
附图说明
图1为高炉冲渣水余热回收***和冲渣水循环***结构示意图；
图2为本发明高炉冲渣水余热回收***另一实施例的结构示意图。
下面结合附图对本发明作详细描述。
具体实施方式
参见图1，在虚线框1中的为冲渣水循环***，在虚线框2中的为高炉冲渣水余热回收***。冲渣水循环***主要对冲渣水进行净化处理，并为冲渣水的循环提供动力。高炉渣从高炉11出来后通过冲渣槽12冲渣后进入水渣池13，在水渣池13中高炉渣被捞渣机取走，之后，高温的冲渣水进入沉淀池14经过一系列净化处理后进入冲渣水循环水池15，最后再由循环泵16打入余热回收***的再生塔21。
本发明的高炉冲渣水余热回收***主要利用液体除湿技术来对高炉冲渣水的余热回收利用。该***主要包括再生塔21、除湿塔22、冷却塔23和盐溶液箱25。再生塔21主要用于将浓度低的稀盐溶液再生为浓溶液，同时降低冲渣水的温度。再生的原理是通过高温的冲渣水加热喷淋的稀盐溶液，提高盐溶液表面水蒸气分压力，使溶液中的水分子向再生空气转移，达到将溶液再生的目的。在再生塔21中自上而下设置有喷淋器211和填料213，水管212设置在填料213之间。在再生塔21中同时流动有盐溶液、空气和冲渣水这三种流体。在盐溶液箱25中的稀盐溶液经泵24输送到喷淋器211，从再生塔21的上部向填料213喷淋，在再生塔21中完成传热后再从再生塔21的下部流回盐溶液箱25。从循环泵16出来的高温冲渣水进入再生塔21中的水管212，降低温度后流回冲渣水循环***，再循环用于冲高炉渣。热湿空气从再生塔21的底部进入，再从顶部排出。在填料213中，低浓度的稀盐溶液与热空气进行热质交换，稀盐溶液的水分向空气侧转移成为高浓度盐溶液，同时降低了水管212中的冲渣水温度。从冲渣水循环***出来的高温冲渣水成为***中盐溶液再生的驱动热源，降温后的高炉冲渣水再次进入高炉的冲渣***，可以回收温度为65℃-95℃的冲渣水余热。
除湿塔22的主要作用是利用高浓度的浓盐溶液对空气除湿，潮湿空气经过除湿后成为干空气。空气除湿过程是升温过程，冷却塔23负责消除这部分热负荷，使空气除湿保持为等温减湿过程。从除湿塔22出来的盐溶液吸收了空气中的水分，成为稀溶液供再生塔21使用，经过再生塔再生成浓溶液，这样可实现盐溶液的循环使用。除湿塔22的大部分结构与再生塔21相同，也自上而下设置有喷淋器221和填料223，水管222设置在填料223之间，区别仅在于在喷淋器221的上部还设置有过滤器224。室外热湿空气经风机225加压后进入除湿塔22，在盐溶液箱25中的浓盐溶液经泵26输送到喷淋器221并从上部喷淋。浓盐溶液在填料层和湿空气进行热湿交换，吸收空气中的水分成为稀溶液流回盐溶液箱25，热湿空气经过除湿成为干空气从除湿塔22的上部排出。冷却塔23提供的冷却水经过水泵27进入水管222，用于消除除湿过程的温升。
除湿塔22和再生塔21的结构形式多样：其外形可以为方形或圆形；其结构形式可以为立式或卧式；湿空气和液体的接触方式可以为顺流式、逆流式或叉流式。盐溶液可以为氯化钙、氯化锂、溴化锂等盐类，以及其他类似性质的盐类物质，溶液的质量浓度区间为：30％-65％。
从除湿塔出来的干空气可以用于设备房、厂房等通风，还可以经过进一步冷却降温后供办公楼、生活楼等使用。这样，可以充分利用从高炉冲渣水回收回来的余热，变废为宝且保护环境。钢铁企业设备房、厂房一般对室内空气的温湿度有一定的要求，但是空气品质又不需要达到舒适性空调的要求，因此可以将干空气用于这些厂房、设备房的通风、降温。
图1示出了将从除湿塔出来的干空气用于设备房、厂房通风的实施例。参见图1，从除湿塔22出来的干空气直接通过送风管道31，送入厂房(或设备房)28，改善厂房(或设备房)28的内部热湿环境，房间内的湿热空气通过排风管道32送入再生塔21，吸收稀溶液水分后排出。钢铁企业中一部分厂房、设备房需要维持一定的温湿度要求，而且空气需求量较大，目前一般采用大型通风机进行通风，或者是在一些设备房内布置制冷空调。这两种方式的能耗都比较高，而且有时候仅仅通过通风机通风还不能完全满足要求。而本发明采用液体除湿技术，回收高炉冲渣水的余热，制得干空气，用于这些厂房、设备房的通风，可以保证室内的空气质量要求，同时可以减小的风机功率，可以取消设备房设置的制冷空调机组，减小了能耗。
办公楼、生活楼对室内空气的舒适性要求较高，传统空调***采用制冷机组制备温度很低的冷冻水(一般7℃左右)对空气进行冷却除湿。传统制冷空调方式存在问题：1、传统方式一般要求冷冻水温度为7℃，制冷机组蒸发器的蒸发温度较低，使得机组的制冷效率(COP值)也较低，能耗较高；2、传统空调的水***温度较低，保温要求较高，投资比较大；3、传统空调的空气冷却方式为湿式冷却，冷却器不但要降低空气温度，还要将空气中的水分析出，因此***会出现凝结水，凝水一方面会造成滴水漏水现象，而且容易滋生细菌，影响空气品质。
钢铁企业可以采用高处冲渣水驱动液体除湿***获得含湿量较低的干空气，采用制冷机组(或其他冷源)制备温度较高的冷冻水对干空气进行冷却就可以为空调房间送风。图2示出了将从除湿塔出来的干空气用于办公楼(或生活楼)的实施例。参见图2，在送风管道31之间设置组合式空调箱41，组合式空调箱41设置有冷却器42，冷源为制冷机组43制得的冷冻水。从除湿塔22出来的干空气通过送风管道31进入组合式空调箱41，干空气在冷却器42中与冷冻水换热，等湿降温达到空调送风要求，再通过送风管道31送入办公楼(或生活楼)29的空调房间。房间排风通过排风管道32送入再生塔21，吸收稀溶液的水分后排出。与传统空调***相比，本实施例中的制冷机组只是辅助冷源，减小了制冷机组的容量，减小了设备初投资；制冷机组需要制得的冷水温度不需要低到7℃，一般12℃以上，机组的蒸发温度提高了5℃。一般蒸发温度每提高1℃，机组的制冷效率(COP值)上升约3～4％，因此和传统空调***相比提高了制冷机组的制冷效率，节约了空调的运行费用；空气冷却方式为干式冷却，没有凝结水析出，空气质量比较好，避免滴水漏水现象；***的保温要求不高，节省了保温成本。

Claims (8)

1.高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，所述高炉冲渣水余热回收***包括再生塔和除湿塔，所述再生塔中设置用于喷淋稀盐溶液的喷淋器、填料以及连通冲渣水循环***的水管，所述除湿塔中设置用于喷淋浓盐溶液的喷淋器、填料以及通入冷水的水管，从所述除湿塔出来的干冷空气通入通风室。
2.根据权利要求1所述的高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，所述高炉冲渣水余热回收***还包括设置在除湿塔和通风室之间的制冷机组，从所述除湿塔出来的干冷空气先经过所述制冷机组后再通入通风室。
3.根据权利要求1或2所述的高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，所述高炉冲渣水余热回收***还包括连通所述除湿塔中的水管的冷却塔。
4.根据权利要求3所述的高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，所述高炉冲渣水余热回收***还包括盐溶液箱，所述盐溶液箱分别向所述再生塔和除湿塔的喷淋器通入稀盐溶液和浓盐溶液，并接受分别从所述再生塔和除湿塔回流的浓盐溶液和稀盐溶液。
5.根据权利要求4所述的高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，所述盐溶液为氯化钙、氯化锂或溴化锂溶液。
6.根据权利要求5所述的高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，所述盐溶液的质量浓度为30％～65％。
7.根据权利要求1或2所述的高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，从所述通风室出来的湿热空气通入所述再生塔。
8.根据权利要求1或2所述的高炉冲渣水余热回收***，其特征在于，所述除湿塔或再生塔的外形为方形或圆形。
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