CN112048583A - 一种干式熔渣处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种干式熔渣处理设备,包括主换热装置、余热回收装置、钢丸冷却机构,主换热装置包括竖向布置的换热主体,其内部分为上部和下部,在上部设有多个交错布置的斜向下的流床,在下部等间距间隔开地设有多个竖向水冷壁;在换热主体上部的壁上设有多个喷丸冷却机构,喷丸冷却机构的喷射方向朝向流床的床面。高速喷出的钢丸的导热系数大,且数量多,传热面积大,可实现熔渣的快速冷却,提高渣成品的质量并使熔融状态的炉渣得到迅速粒化。余热回收装置与主换热装置通过尾部气道相连,尾部气道内布置有热交换器,吸收热风的余热,通过多级换热可以充分吸收熔渣的余热,热回收效率高。

Description

一种干式熔渣处理设备
技术领域
本发明属于冶金领域,具体涉及一种冶金能源回收与利用的干式熔渣处理设备。
背景技术
钢铁工业在生产钢铁制品的同时排放大量的废弃物,对环境造成严重的污染。为了变废为宝,作为废弃物之一的高炉渣及其热能回收利用是钢铁工业能的重要突破口。目前,高炉熔渣热能回收主要采用水淬法,但水淬法不仅高炉渣的显热无法利用,而且造成水资源的大量浪费,对大气、水和土壤也造成了严重的污染。鉴于水淬法的不足,目前研究的重点转移到了干式粒化熔渣的方法。例如,发明CN109722496B公开了一种干式破碎熔渣显热回收***及发电***,通过在冷却器内采用冷却剂和冷却风协同冷却熔渣,然后采用热交换的方式回收冷渣和冷却风的热量。CN109099407B公开了一种高温冶金渣粒余热回收与品质调控一体化***及方法,通过主换热装置和气液分离器,实现了高温冶金渣余热的高效回收利用协同冶金渣粒的资源化利用。但其都存在物料流转层级过多,设备复杂的问题。
发明内容
本发明提供一种结构和工艺更加紧凑的设备,进一步提高熔渣处理和热回收的效率。其技术方案如下:
一种干式熔渣处理设备,包括主换热装置,所述主换热装置包括竖向布置的换热主体、熔渣进口和渣粒出口,所述熔渣进口的前端为一个熔渣沟,且在熔渣沟靠近熔渣进口的一端设有一个压辊,所述压辊用于将经由熔渣沟流向所述换热主体的高炉熔渣压薄为具有第一厚度的状态;
所述换热主体的内部分为上部和下部,在上部设有多个交错布置的斜向下的流床,在下部等间距间隔开地设有多个竖向水冷壁;
在换热主体上部的壁上设有多个喷丸冷却机构,所述喷丸冷却机构的喷射方向朝向流床的床面。
进一步地,所述喷丸冷却机构的喷射物是掺有钢丸的高速气流。
进一步地,所述喷丸冷却机构的喷射速度自上而下逐渐增大。
进一步地,所述流床由多个等间隙错置的床板构成。
进一步地,多个竖向水冷壁之间的渣落通道与所述渣粒出口连通,排出主换热装置的冷渣粒进入一个分离器,所述分离器用于分离出混入冷渣粒中的钢丸。
进一步地,还包括一个与所述主换热装置连通的余热回收装置,所述余热回收装置包括除尘器和尾部气道,以及设于尾部气道内的第一热交换器,所述尾部气道的排气口经一个增压风机与所述喷丸冷却机构连接。
进一步地,还包括一个与所述分离器连接的第二热交换器,所述第二热交换器的排料口经一个输送机与所述喷丸冷却机构连接。
本发明的有益效果是:
(1)钢丸的导热系数大,且数量多,传热面积大,可实现熔渣的快冷,提高渣成品的质量。
(2)高速喷出的钢丸极大地提高了气流的冲击作用,掺有钢丸的高速气流具有破碎作用,能够使熔融状态的炉渣得到迅速粒化。
(3)吸收热量后的钢丸上的热量只需通过普通的热交换器即可回收,相对于熔渣余热,更容易被处理和再利用。
(4)本发明通过设置水冷壁等换热面回收渣热量,尾部气道内布置有热交换器,吸收热风的余热,通过多级换热可以充分吸收熔渣的余热,热回收效率高。
附图说明
图1示出了本发明所述设备的整体结构示意图;
图2示出了本发明所述主换热装置的上部局部图;
图3示出了一个实施例中流床的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图,详细描述本***的结构以及所实现的功能。
实施例一
如图1所示,本发明所述的一种干式熔渣处理设备,包括主换热装置1,所述主换热装置包括竖向布置的换热主体2,设于换热主体2的上方一侧的熔渣进口3,和设于换热主体2的下端的渣粒出口4。
所述熔渣进口3的前段为一个熔渣沟5,且在熔渣沟靠近熔渣进口的一端设置有一个压辊6,所述压辊6将经由熔渣沟5流向所述换热主体2的高炉熔渣压薄为具有第一厚度的状态。
所述换热主体2的内部分为上部7和下部8,在上部7设有多个交错布置的斜向下的流床9,在下部等间距间隔开地设有多个竖向水冷壁10。
在换热主体2上部7的壁上设有多个喷丸冷却机构11,所述喷丸冷却机构的喷射方向朝向流床的床面。
在本实施例中,所述喷丸冷却机构11的喷射物是掺有钢丸的高速气流。
如图2所示,具有第一厚度的熔渣进入熔渣进口3之后,依次地从各个流床的床面上斜向下地流动,喷丸冷却机构11-1喷向流床9-1的床面上的熔渣,喷丸冷却机构11-2喷向流床9-2的床面上的熔渣,喷丸冷却机构11-3喷向流床9-3的床面上的熔渣。在该实施例中,位于上方的流床9-1和流床9-2的长度相等,而最后一个位于下方的流床9-3的长度只有前两个的一半,使得最后流经流床9-3的熔渣在换热主体2的内部的中间位置落下,从而为喷丸冷却机构11-4和11-5留出作业空间。
特别地,喷丸冷却机构11-1、11-2和11-3的喷射速度小于喷丸冷却机构11-4和11-5的喷射速度,这是因为喷丸冷却机构11-1、11-2和11-3的喷射主要是让钢丸被嵌入熔渣之中,如果喷射速度过小,钢丸可能只碰触于熔渣的表面即掉落而无法发挥吸收热量的作用,如果喷射速度过大,则高速运动的钢丸可能会击穿薄态的熔渣而击打到流床,造成流床的磨损或损坏。喷丸冷却机构11-4、11-5面对竖向流下的熔渣段进行喷射,其目的是用高速运动的钢丸击碎该熔渣段,因此需要更大的喷射速度。
多个竖向水冷壁10之间的渣落通道12与所述渣粒出口5连通,排出主换热装置的冷渣粒进入一个分离器13,所述分离器13用于分离出混入冷渣粒中的钢丸,所述分离器可以针对钢丸的材质而采用磁力分离设备。分离出的冷渣粒从渣粒运输通道14运走,分离出的钢丸经过钢丸运输通道15进入第二热交换器22。因为钢丸嵌入熔渣之中吸收了高温熔渣的热量,所述第二热交换器22用于回收钢丸的该部分热量,其可以采用简单的水冷法,例如在第二热交换器内用冷水向钢丸喷淋,冷水变成高温的水蒸气后排出并被后续利用,而被降温的钢丸则经过第二热交换器22的排料口排出,经一个输送机23与喷丸冷却机构连接,从而实现钢丸的使用循环。
在本实施例中,所述干式熔渣处理设备还包括一个与所述主换热装置上方的一侧的出风口连通的余热回收装置16,其用于回收在所述上部7与高温熔渣热交换后的喷丸冷却机构喷射出的气流中的热量。所述余热回收装置16包括除尘器17和尾部气道18,以及设于尾部气道内的第一热交换器19,所述尾部气道的排气口20经一个增压风机21与所述喷丸冷却机构11连接。
实施例二
如图1所示,本发明所述的一种干式熔渣处理设备,包括主换热装置1,所述主换热装置包括竖向布置的换热主体2,设于换热主体2的上方一侧的熔渣进口3,和设于换热主体2的下端的渣粒出口4。
所述熔渣进口3的前段为一个熔渣沟5,且在熔渣沟靠近熔渣进口的一端设置有一个压辊6,所述压辊6将经由熔渣沟5流向所述换热主体2的高炉熔渣压薄为具有第一厚度的状态。
所述换热主体2的内部分为上部7和下部8,在上部7设有多个交错布置的斜向下的流床9,在下部等间距间隔开地设有多个竖向水冷壁10。
在换热主体2上部7的壁上设有多个喷丸冷却机构11,所述喷丸冷却机构的喷射方向朝向流床的床面。
在本实施例中,所述喷丸冷却机构11的喷射物是掺有钢丸的高速气流。
如图2所示,具有第一厚度的熔渣进入熔渣进口3之后,依次地从各个流床的床面上斜向下地流动,喷丸冷却机构11-1喷向流床9-1的床面上的熔渣,喷丸冷却机构11-2喷向流床9-2的床面上的熔渣,喷丸冷却机构11-3喷向流床9-3的床面上的熔渣。在该实施例中,位于上方的流床9-1和流床9-2的长度相等,而最后一个位于下方的流床9-3的长度只有前两个的一半,使得最后流经流床9-3的熔渣在换热主体2的内部的中间位置落下,从而为喷丸冷却机构11-4和11-5留出作业空间。
特别地,喷丸冷却机构11-1、11-2和11-3的喷射速度小于喷丸冷却机构11-4和11-5的喷射速度,这是因为喷丸冷却机构11-1、11-2和11-3的作用主要是让钢丸嵌入熔渣之中,如果喷射速度过小,钢丸可能只碰触于熔渣的表面随即掉落而无法发挥吸收热量的作用,如果喷射速度过大,则高速运动的钢丸可能会击穿薄态的熔渣而击打到流床,造成流床的磨损或损坏。喷丸冷却机构11-4、11-5面对竖向流下的熔渣段进行喷射,其目的是用高速运动的钢丸击碎该熔渣段,因此需要更大的喷射速度。
在本实施例中,如图3所示,所述流床9由多个等间隙错置的床板24构成。从喷丸冷却机构11-2射出的高速气流的一小部分从流床9-1的床板的左侧进入间隙,再从另一侧作用于流床9-1床面上的熔渣,类似地,从喷丸冷却机构11-3射出的高速气流的一小部分从流床9-2的床板的右侧进入间隙,再从另一侧作用于流床9-2床面上的熔渣。这样的设计可以更充分地利用喷丸冷却机构进行熔渣的热交换。
多个竖向水冷壁10之间的渣落通道12与所述渣粒出口5连通,排出主换热装置的冷渣粒进入一个分离器13,所述分离器13用于分离出混入冷渣粒中的钢丸,所述分离器可以针对钢丸的材质而采用磁力分离设备。分离出的冷渣粒从渣粒运输通道14运走,分离出的钢丸经过钢丸运输通道15进入第二热交换器22。因为钢丸嵌入熔渣之中吸收了高温熔渣的热量,所述第二热交换器22用于回收钢丸的该部分热量,其可以采用简单的水冷法,例如在第二热交换器内用冷水向钢丸喷淋,冷水变成高温的水蒸气后排出并被后续利用,而被降温的钢丸则经过第二热交换器22的排料口排出,经一个输送机23与喷丸冷却机构连接,从而实现钢丸的使用循环。
在本实施例中,所述干式熔渣处理设备还包括一个与所述主换热装置上方的一侧的出风口连通的余热回收装置16,其用于回收在所述上部7与高温熔渣热交换后的喷丸冷却机构喷射出的气流中的热量。所述余热回收装置16包括除尘器17和尾部气道18,以及设于尾部气道内的第一热交换器19,所述尾部气道的排气口20经一个增压风机21与所述喷丸冷却机构11连接。
本领域技术人员应该认识到,不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围,可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此,从所有方面来讲,这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样,本发明包括任何特征的组合,尤其是专利权利要求中的任何特征的组合,即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (7)

1.一种干式熔渣处理设备,包括主换热装置,所述主换热装置包括竖向布置的换热主体、熔渣进口和渣粒出口,其特征在于:
所述熔渣进口的前端为一个熔渣沟,且在熔渣沟靠近熔渣进口的一端设有一个压辊,所述压辊用于将经由熔渣沟流向所述换热主体的高炉熔渣压薄为具有第一厚度的状态;
所述换热主体的内部分为上部和下部,在上部设有多个交错布置的斜向下的流床,在下部等间距间隔开地设有多个竖向水冷壁;
在换热主体上部的壁上设有多个喷丸冷却机构,所述喷丸冷却机构的喷射方向朝向流床的床面。
2.如权利要求1所述的干式熔渣处理设备,其特征在于,所述喷丸冷却机构的喷射物是掺有钢丸的高速气流。
3.如权利要求1或2所述的干式熔渣处理设备,其特征在于,位于上方的喷丸冷却机构的喷射速度小于位于下方的喷丸冷却机构的喷射速度。
4.如权利要求1-3之一所述的干式熔渣处理设备,其特征在于,所述流床由多个等间隙错置的床板构成。
5.如权利要求2所述的干式熔渣处理设备,其特征在于,多个竖向水冷壁之间的渣落通道与所述渣粒出口连通,排出主换热装置的冷渣粒进入一个分离器,所述分离器用于分离出混入冷渣粒中的钢丸。
6.如权利要求1-5之一所述的干式熔渣处理设备,其特征在于,还包括一个与所述主换热装置连通的余热回收装置,所述余热回收装置包括除尘器和尾部气道,以及设于尾部气道内的第一热交换器,所述尾部气道的排气口经一个增压风机与所述喷丸冷却机构连接。
7.如权利要求1-6之一所述的干式熔渣处理设备,其特征在于,还包括一个与所述分离器连接的第二热交换器,所述第二热交换器的排料口经一个输送机与所述喷丸冷却机构连接。
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