CN110643758A - 一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法及装置，包括接渣罐、双钩吊车、中间包、多孔高速空气喷嘴、粗渣收集池、细渣收集池、空压机、蒸汽包，紧贴粗渣收集池和细渣收集池内壁设置有平板式余热锅炉组件和净化水供水管，在粗渣收集池和细渣收集池两侧及尾部向上延伸，在其顶部设置半圆拱型管式锅炉组件，在半圆拱型管式锅炉组件上连续设置多个雾化水喷嘴。本发明在实现高温液态钢渣资源化处理的同时，能实现回收大部分高温液态钢渣热能并转化为可供利用的蒸汽及热水资源。

Description

一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法及装置
技术领域
本发明涉及高温液态钢渣资源化处理及热能回收利用，尤其涉及环境保护；节能减排；资源循环综合利用。
背景技术
目前，国内外虽然有对高温液态钢渣的资源化处理的解决方案，但要么未能回收高温液态钢渣的热能，造成钢渣热能资源的浪费，要么钢渣热能资源回收不充分且可操作性差，令人感到有些美中不足。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述缺点，我们发明了一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法与装置，既能在实现高温液态钢渣资源化处理并高效回收钢渣资源的同时，又能实现回收高温液态钢渣热能生产蒸汽和热水以供利用。
本发明采用了一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法及装置，即转炉（或电炉）出渣时，将高温液态钢渣倒入炉下渣罐车上的接渣罐1后，渣罐车开到钢渣处理跨，由双钩吊车2将接渣罐1吊至中间包3前并对准中间包3的中心线后，启动吊车副钩，缓慢倾翻接渣罐1，将高温液态钢渣倒入中间包3内，高温液态钢渣经中间包3的水口控制流量后，从流槽流出并在槽口处自由下落，下落过程中遇到设置于流槽下方、由空压机7生产的压缩空气、经管道送入多孔高速空气喷嘴4、并从该喷嘴喷出的高速空气流，高温液态钢渣立即被高速空气流粒化为0～5mm粒径的液滴，并以对流传热的方式将自身的热量传递给高速空气流，使其周围气流温度迅速由常温升至1500℃左右，同时高温液态钢渣液滴还以热辐射的方式将热量直接传递给平板式余热锅炉组件17；升温至1500℃左右的高速空气流在水平方向运动过程中，也以对流传热的方式将热量直接传递给平板式余热锅炉组件17（集渣收集池的集渣上半部及延伸部份）和半圆拱型管式锅炉组件18、使锅炉组件中流动的水加热升温直至产生蒸汽。
粒化后的高温液态钢渣液滴，随高速空气流在水平方向飞行一定距离之后，因受重力影响而分散下落到下方的粗渣收集池5和细渣收集池6中，在下落过程中不断受到半圆拱型管式锅炉组件18上设置的雾化水喷嘴16喷出的雾化水冷却凝固为固态渣粒，落入粗渣收集池5和细渣收集池6中的固态渣粒通过热传导和热辐射的方式将紧贴池壁四周的平板式余热锅炉组件17的下半部份之内、由净化水供水管12供入的净化水加热升温至60℃左右，这部份被预热至60℃左右的热水从平板式余热锅炉组件17的下部循环向上部流动，到达顶部后被加热至80℃左右的热水；从热水输送管13流出并通过联接管道进入半圆拱型管式锅炉组件18的下部进水管，进入的热水缓慢上升，不断受到加热升温、最后到达半圆拱型管式锅炉组件18的顶部后，水温达到100℃并产生蒸汽，蒸汽通过联接管道进入蒸汽包14贮存，然后通过蒸汽输送管15将蒸汽输送至厂区蒸汽低压管网内，统一调配使用。
或者，从热水输送管13流出的热水输送到厂区蒸汽锅炉房作进水使用。
或者，从热水输送管13流出的热水输送到厂区职工浴室直接作职工洗浴用热水使用。
落入粗渣收集池5中完成热转换后冷却至常温的固态粗渣粒，开启粗渣收集池底部的闸门，并启动皮带磁选机8，固态渣粒在自身重力和皮带牵引力作用下导出集渣池，在皮带磁选机8上将固态渣粒中含有的金属铁粒选出，并返回本厂转炉炼钢使用；选出金属铁粒后的渣粒再输送进入粒度分级筛分机9、打包机10，将渣粒分成不同粒级的产品之后打包装袋，然后由运输车辆 11将袋装产品分别送到不同行业的用户手中加以利用。
落入细渣收集池6中的细渣粒，完成热转换后很快冷却至常温，开启细渣收集池底部的闸门，并启动皮带输送机8a，固态渣粒在自身重力和皮带牵引力作用下导出集渣池，因金属铁粒含量低，不必进行磁选和筛分，直接输送至打包机10打包装袋，然后由运输车辆11分送利用。
由于采用了从集渣收集池两侧及尾部向上延伸围挡的平板式余热锅炉组件17、半圆拱型管式锅炉组件18热能回收装置将集渣收集池四周及顶部空间在保证气流排出的前提下空间密闭性更好，因此多孔高速空气喷嘴4喷出的高速空气流产生85dB左右的噪音能量，被夹层水冷的平板式余热锅炉组件17和半圆拱型管式锅炉组件18部份吸收后，最终将噪音降至60dB左右，达到降低工作环境噪音效果。
与现有技术相比，本发明既能在实现高温液态钢渣资源化处理并高效回收钢渣资源的同时，又能实现回收高温液态钢渣热能生产蒸汽和热水以供利用。
附图说明
图1为一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法及装置示意图；
其中，接渣罐1、双钩吊车2、中间包3、多孔高速空气喷嘴4、集渣收集池5、细粒干粒化渣收集池6、空压机7、皮带磁选机8、粒度分级筛分机9、打包机10、运输车辆11、供水管12、热水输送管13、蒸汽包14、蒸汽输送管15、雾化水喷嘴16、平板式余热锅炉组件17、半圆拱型管式锅炉组件18。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
请结合参照图1，本发明提供了一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法及装置，即转炉（或电炉）出渣时，将高温液态钢渣倒入炉下渣罐车上的接渣罐1后，渣罐车开到钢渣处理跨，由双钩吊车2将接渣罐1吊至中间包3前并对准中间包3的中心线后，启动吊车副钩，缓慢倾翻接渣罐1，将高温液态钢渣倒入中间包3内，高温液态钢渣经中间包3的水口控制流量后，从流槽流出并在槽口处自由下落，下落过程中遇到设置于流槽下方、由空压机7生产的压缩空气、经管道送入多孔高速空气喷嘴4、并从该喷嘴喷出的高速空气流，高温液态钢渣立即被高速空气流粒化为0～5mm粒径的液滴，并以对流传热的方式将自身的热量传递给高速空气流，使其周围气流温度迅速由常温升至1500℃左右，同时高温液态钢渣液滴还以热辐射的方式将热量直接传递给平板式余热锅炉组件17；升温至1500℃左右的高速空气流在水平方向运动过程中，也以对流传热的方式将热量直接传递给平板式余热锅炉组件17（集渣收集池的集渣上半部及延伸部份）和半圆拱型管式锅炉组件18、使锅炉组件中流动的水加热升温直至产生蒸汽。
粒化后的高温液态钢渣液滴，随高速空气流在水平方向飞行一定距离之后，因受重力影响而分散下落到下方的粗渣收集池5和细渣收集池6中，在下落过程中不断受到半圆拱型管式锅炉组件18上设置的雾化水喷嘴16喷出的雾化水冷却凝固为固态渣粒，落入粗渣收集池5和细渣收集池6中的固态渣粒通过热传导和热辐射的方式将紧贴池壁四周的平板式余热锅炉组件17的下半部份之内、由净化水供水管12供入的净化水加热升温至60℃左右，这部份被预热至60℃左右的热水从平板式余热锅炉组件17的下部循环向上部流动，到达顶部后被加热至80℃左右的热水；从热水输送管13流出并通过联接管道进入半圆拱型管式锅炉组件18的下部进水管，进入的热水缓慢上升，不断受到加热升温、最后到达半圆拱型管式锅炉组件18的顶部后，水温达到100℃并产生蒸汽，蒸汽通过联接管道进入蒸汽包14贮存，然后通过蒸汽输送管15将蒸汽输送至厂区蒸汽低压管网内，统一调配使用。
或者，从热水输送管13流出的热水输送到厂区蒸汽锅炉房作进水使用。
或者，从热水输送管13流出的热水输送到厂区职工浴室直接作职工洗浴用热水使用。
落入粗渣收集池5中完成热转换后冷却至常温的固态粗渣粒，开启粗渣收集池底部的闸门，并启动皮带磁选机8，固态渣粒在自身重力和皮带牵引力作用下导出集渣池，在皮带磁选机8上将固态渣粒中含有的金属铁粒选出，并返回本厂转炉炼钢使用；选出金属铁粒后的渣粒再输送进入粒度分级筛分机9、打包机10，将磁选后的粒化钢渣进行粒度分级打包装袋，0-5mm粒级用于建材，0-3 mm粒级用于烧结原料，1-3 mm粒级用于喷砂磨料，3-5 mm粒级用于污水处理过滤材料，然后由运输车辆 11将袋装产品分别送到不同行业的用户手中加以利用。
落入细渣收集池6中的细渣粒，完成热转换后很快冷却至常温，开启细渣收集池底部的闸门，并启动皮带输送机8a，固态渣粒在自身重力和皮带牵引力作用下导出集渣池，0-1mm细渣因金属铁粒含量低，不必进行磁选和筛分，直接输送至打包机10打包装袋用于具有较高利用附加值的抛光磨料及耐磨填料，由运输车辆11分送。
由于采用了从集渣收集池两侧及尾部向上延伸围挡的平板式余热锅炉组件17、半圆拱型管式锅炉组件18热能回收装置将集渣收集池四周及顶部空间在保证气流排出的前提下空间密闭性更好，因此多孔高速空气喷嘴4喷出的高速空气流产生85dB左右的噪音能量，被夹层水冷的平板式余热锅炉组件17和半圆拱型管式锅炉组件18部份吸收后，最终将噪音降至60dB左右，达到降低工作环境噪音效果。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法：通过高速空气喷嘴（4）喷出的高速空气流在空中粒化从中间包（3）流出的1600℃左右的高温液态钢渣，粒化钢渣落入集渣收集池中冷却；高速空气流被液态钢渣加热升温至1500℃左右，在沿水平方向运动过程中，将所携带的热能传给热能回收部件后温度降至300℃左右，从集渣收集池尾部上方排出；其特征在于：既能在实现高温液态钢渣资源化处理并回收钢渣资源的同时，又能实现回收高温液态钢渣热能并生产蒸汽及热水以供利用。
2.如权利要求1所述一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法，其特征在于：集渣收集池包括粗渣收集池（5）和细渣收集池（6），热能回收部件包括平板式余热锅炉组件、半圆拱型管式锅炉组件及蒸汽包。
3.如权利要求1所述一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收装置，包括接渣罐（1）、双钩吊车（2）、中间包（3）、多孔高速空气喷嘴（4）、粗渣收集池（5）、细渣收集池（6）、空压机（7）、供水管（12）、热水输送管（13），其特征在于：粗渣收集池（5）下方呈漏斗状，粗渣收集池（5）出口设有皮带磁选机（8）、粒度分级筛分机（9）、打包机（10），将渣粒分级打包、运输；细渣收集池（6）下方呈漏斗状，设有皮带输送机（8a）、打包机（10），将细渣粒直接打包、运输；在紧贴粗渣收集池（5）和细渣收集池（6）内壁设置有平板式余热锅炉组件（17）和净化水供水管（12），平板式余热锅炉组件（17）侧上方设置热水输送管（13），粗渣收集池（5）和细渣收集池（6）两侧及尾部向上延伸，在其顶部设置半圆拱型管式锅炉组件（18），半圆拱型管式锅炉组件（18）上连续设置多个雾化水喷嘴（16），在半圆拱型管式锅炉组件（18）上设置蒸汽包（14）、蒸汽输送管（15）。
4.如权利要求3所述一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收装置，其特征在于：所述粒度分级筛分机（9）是将磁选后的粒化钢渣进行粒度分级，所述打包机（10），是将筛分好的不同粒级钢渣打包装袋，0-5mm粒级用于建材：0-3 mm粒级用于烧结原料；1-3 mm粒级用于喷砂磨料；3-5 mm粒级用于污水处理过滤材料。
5.如权利要求3所述一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收装置，其特征在于：所述平板式余热锅炉组件（17）是由多块整张10 mm厚的锅炉钢板焊接成中空通水的余热锅炉组件，该余热锅炉组件紧贴集渣收集池四周内壁安装；所述净化水供水管（12）将净化水从平板式余热锅炉组件（17）的下部供入组件的空腔之内。
6.如权利要求3所述一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收装置，其特征在于：所述半圆拱型管式锅炉组件（18）由多根锅炉用的无缝钢管焊接成半圆拱型；所述蒸汽包（14）用于贮存半圆拱型管式锅炉组件（18）产生的蒸汽；所述蒸汽输送管（15）用于蒸汽包（14）内蒸汽的输送。
7.如权利要求1所述一种高温液态钢渣资源化处理及热能回收方法同样适用于高温液态碱性铁合金冶炼渣的资源化处理及热能回收。
8.如权利要求3所述一种高温液态钢渣资源化处理及热能回装置，同样适用于高温液态碱性铁合金冶炼渣的资源化处理及热能回收。
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