CN103484580B - 一种回收熔融高炉渣显热的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于能源回收技术领域，特别涉及一种回收熔融高炉渣显热的方法及其装置，其流程按顺序如下进行：1）高炉熔渣进入分段的底吹复合熔融渣沟，同时将压缩空气从底吹复合熔融渣沟底部吹入，这时蓄热体被加热到1100～1250℃；2）是温度被降到700～800℃的熔渣通过连接单元进入旧有渣处理***，对炉渣作后续处理；3）是当高炉停止出渣时，底吹复合熔融渣沟底部依旧吹入空气，在通过蓄热体的过程中空气被加热到800～900℃；4）将热空气除尘后用于发电，冷却水置换热量用于生产。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过改造实现既能高效回收热能又能提高热风炉助燃空气温度，还可用于余热发电，达到能源再利用的目的。

Description

一种回收熔融高炉渣显热的方法及其装置
技术领域
本发明属于钢铁冶金节能减排、二次能源回收技术领域，特别涉及一种回收熔融高炉渣显热的方法及其装置。
背景技术
钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业，从20世纪90年代以来我国的钢铁工业快速发展，2012年粗钢产量达到7.2亿吨、其中高炉生铁（即长流程粗钢生产）产量接近6.59亿吨，随着钢铁产量的增长，钢铁工业产生固体废弃物的总量越来越多，在固体废弃物中，高炉渣又占了很大的比例。高炉渣的排放量随矿石品位和冶炼方法的不同而变化。一般来说，炉料品位达到60%～66%时，每炼成1吨生铁将产渣250～300公斤，按此计算，我国每年的高炉渣产量也在1.65～1.98亿吨左右。
同时钢铁工业的能源消耗又占到全国总能耗的10%～15%，目前主要的钢铁生产流程为长流程，即包括炼焦工序、烧结工序、高炉炼铁工序、转炉炼钢工序和轧钢工序，而高炉炼铁工序的资源与能量消耗都是最大的，又约占整个钢铁生产工序的77%左右。高炉渣的出炉温度一般在1400℃～1500℃，即1吨高炉渣所含有的热量相当于64kg标准煤，这样计算下来我国每年因高炉渣带走热量相当于1056～1267.2吨标准煤。
目前我国高炉渣显热利用率极低，而且大多数企业都采用水渣处理工艺，并且所谓的利用就是北方企业冬季用高炉冲渣水取暖，由于受到供热区域、流量等条件的限制，以及冲渣水含有大量碱性物质对泵及管道腐蚀等因素，渣热能利用率极低，而且春、夏、秋三个季节不能适应，大量热水、蒸汽影响生产。因此高炉渣的显热回收是十分重要的课题，迫切需要解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种回收熔融高炉渣显热的方法及其装置，在不改变现有大部分高炉水冲渣工艺的前提下，通过对熔融渣沟的改造达到回收高炉渣的显热、能源再利用的目的。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种回收熔融高炉渣显热的方法，其流程按顺序如下进行：1）将温度达1400～1500℃的高炉熔渣进入分段的底吹复合熔融渣沟，同时将1.5～2.0MPa的压缩空气以8～10米/秒的速度从底吹复合熔融渣沟底部吹入，在保证熔渣流动性的同时搅拌熔渣，实现底吹复合熔融渣沟顶部蓄热砌体的辐射热吸收，这时蓄热体被加热到1100～1250℃；2）是温度被降到700～800℃的熔渣通过连接单元进入旧有渣处理***，对炉渣作后续处理；3）是当高炉停止出渣时，底吹复合熔融渣沟底部依旧吹入空气，在通过蓄热体的过程中空气被加热到800～900℃；4）将热空气除尘后引入余热发电锅炉用于发电，渣沟的冷却水通过换热器置换热量用于生产。
所述热空气除尘后还可作为热风炉的助燃空气被利用。
所述底吹复合熔融渣沟，其特征在于，包括水泥外渣沟、沟体支撑、沟体及沟盖，水泥外渣沟的底部设有沟体支撑，沟体支撑的上部设有耐火材料制成的沟体和沟盖，沟盖的内表面设有蓄热砌体，沟体与沟盖之间围成熔渣流道，沟体底部设有铜冷却壁，铜冷却壁内设冷却水管，铜冷却壁的底部设有底吹空气管，底吹空气管上设有喷吹管向上与熔渣流道相通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本方法不仅可以有效回收熔融高炉渣显热，并且能够充分利用现有的渣处理***，通过高炉出铁场的局部改造实现既能高效回收热能又能提高热风炉助燃空气温度，还可用于余热发电，达到能源再利用的目的。
附图说明
图1是本发明底吹复合熔融渣沟实施例结构示意图；
图2是本发明实施流程之一的示意图；
图3是本发明实施流程之二的示意图。
图中：1-水泥外渣沟  2-沟体支撑  3-沟体  4-沟盖  5-蓄热砌体  6-熔渣流道  7-铜冷却壁  8-冷却水管  9-底吹空气管  10-喷吹管  11-高炉  12-底吹复合熔融渣沟  13-连接单元  14-换热器  15-余热发电锅炉  16-除尘器
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明底吹复合熔融渣沟实施例结构示意图，包括水泥外渣沟1、沟体支撑2、沟体3及沟盖4，水泥外渣沟1的底部设有沟体支撑2，沟体支撑2的上部设有耐火材料制成的沟体3和沟盖4，沟盖4的内表面设有蓄热砌体5，沟体3与沟盖4之间围成熔渣流道6，沟体3底部设有铜冷却壁7，铜冷却壁7内设冷却水管8，铜冷却壁7的底部设有底吹空气管9，底吹空气管9上设有喷吹管10向上与熔渣流道6相通。冷却水管8接换热器进行热能回收，底吹空气管9与鼓风机相连，根据熔融高炉渣的物理特性：换热速度慢，粘度随着温度降低急剧升高等特点，应合理布置喷吹管10的数量和位置，使熔融高炉渣的辐射热既能被蓄热体吸收又能保持适当的流动性。
见图2，是本发明一种回收熔融高炉渣显热的方法实施流程之一的示意图，通过底吹复合熔融渣沟对熔融高炉渣的辐射热进行吸收，热量交换产生热空气和热水，实现高炉渣显热回收的目的，1）首先将高炉11排出的温度达1400～1500℃的高炉熔渣进入分段的底吹复合熔融渣沟12，同时将1.5～2.0MPa的压缩空气以8～10米/秒的速度从底吹复合熔融渣沟底部吹入，在保证熔渣流动性的同时搅拌熔渣，实现底吹复合熔融渣沟顶部蓄热砌体的辐射热吸收，这时蓄热体被加热到1100～1250℃，而底部吹入的空气在出口处也有900℃以上；2）其次是温度被降到700～800℃的熔渣通过连接单元进入旧有渣处理***，对炉渣作后续处理；3）再次是当高炉停止出渣时，底吹复合熔融渣沟底部依旧吹入空气，在通过蓄热体的过程中空气被加热到800～900℃；4）最后是渣沟的冷却水（约80℃）通过换热器14将热量置换出来用于生产，而热空气除尘后引入余热发电锅炉15用于发电，图中余热发电锅炉前级自带除尘装置。
见图3，是本发明一种回收熔融高炉渣显热的方法实施流程之二的示意图，通过底吹复合熔融渣沟对熔融高炉渣的辐射热进行吸收，热量交换产生热空气和热水，实现高炉渣显热回收的目的，1）首先将高炉11排出的温度达1400～1500℃的高炉熔渣进入分段的底吹复合熔融渣沟12，同时将1.5～2.0MPa的压缩空气以8～10米/秒的速度从底吹复合熔融渣沟底部吹入，在保证熔渣流动性的同时搅拌熔渣，实现底吹复合熔融渣沟顶部蓄热砌体的辐射热吸收，这时蓄热体被加热到1100～1250℃，而底部吹入的空气在出口处也有900℃以上；2）其次是温度被降到700～800℃的熔渣通过连接单元进入旧有渣处理***，对炉渣作后续处理；3）再次是当高炉停止出渣时，底吹复合熔融渣沟底部依旧吹入空气，在通过蓄热体的过程中空气被加热到800～900℃；4）最后是渣沟的冷却水（约80℃）通过换热器14将热量置换出来用于生产，热空气经除尘器16后作为热风炉的助燃空气被利用。

Claims (3)

1.一种回收熔融高炉渣显热的方法，其特征在于，其流程按顺序如下进行：1)将温度达1400～1500℃的高炉熔渣进入分段的底吹复合熔融渣沟，同时将1.5～2.0MPa的压缩空气以8～10米/秒的速度从底吹复合熔融渣沟底部吹入，在保证熔渣流动性的同时搅拌熔渣，实现底吹复合熔融渣沟顶部蓄热体的辐射热吸收，这时蓄热体被加热到1100～1250℃；2)是温度被降到700～800℃的熔渣通过连接单元进入旧有渣处理***，对炉渣作后续处理；3)是当高炉停止出渣时，底吹复合熔融渣沟底部依旧吹入空气，在通过蓄热体的过程中空气被加热到800～900℃；4)将热空气除尘后引入余热发电锅炉用于发电，渣沟的冷却水通过换热器置换热量用于生产。
2.根据权利要求1所述一种回收熔融高炉渣显热的方法，其特征在于，所述热空气除尘后还可作为热风炉的助燃空气被利用。
3.权利要求1所述方法中提到的底吹复合熔融渣沟，其特征在于，包括水泥外渣沟、沟体支撑、沟体及沟盖，水泥外渣沟的底部设有沟体支撑，沟体支撑的上部设有耐火材料制成的沟体和沟盖，沟盖的内表面设有蓄热砌体，沟体与沟盖之间围成熔渣流道，沟体底部设有铜冷却壁，铜冷却壁内设冷却水管，铜冷却壁的底部设有底吹空气管，底吹空气管上设有喷吹管向上与熔渣流道相通。
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