CN113277581A - 一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置 - Google Patents

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王阳
仪垂杰
吕扬
张�浩
孙启栋
赵韩非
刘松
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Shandong Guoshun Construction Group Co Ltd
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Abstract

本发明属于节能减排技术领域，具体涉及一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，包括：闪蒸罐和换热罐连接成为同一罐体；闪蒸罐具有双曲线壁面，双曲线壁面的顶端布置进水管；上方设有除液板；下方设置固定杆，螺旋叶片通过轴套安装于固定杆上；闪蒸罐的出口为冷渣水出口，其中设置渣浆泵；热管换热器内设置多个热管，热管的自由端伸入至换热罐的罐体内；换热罐的侧壁上设置抽气口，其中安装真空泵；换热罐的开口端凝结水出口，其中设置有凝结水泵；本发明解决了冲渣水在间壁式换热器中的堵塞、磨损与腐蚀，设备可靠性较差的问题。该装置能可靠的分离蒸汽和液体，充分利用热能，同时冷凝水可作为工艺用水，节约水资源。

Description

一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置
技术领域
本发明涉及节能减排技术领域，具体涉及一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置。
背景技术
目前多数的高炉冲渣水余热回收主要采用间壁式换热器的方式，由于冲渣水中含有多种杂质，这种方式容易造成换热器的堵塞、磨损与腐蚀，设备可靠性较差。因此急需一种解决冲渣水余热回收的新技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其特征在于：闪蒸罐和换热罐连接成为同一罐体；
该闪蒸罐具有双曲线壁面，在该双曲线壁面的顶端布置进水管；在该双曲线壁面的上方设有除液板；在该双曲线壁面的下方设置固定杆，螺旋叶片通过轴套安装于该固定杆上；
该闪蒸罐的出口为冷渣水出口，所述冷渣水出口为渐缩型流道，其中设置渣浆泵；
热管换热器内设置多个热管，该热管的自由端伸入至该换热罐的罐体内；该换热罐的侧壁上设置抽气口，所述抽气口处安装真空泵；
该换热罐的开口端凝结水出口，该凝结水出口为渐缩型流道，该渐缩型流道内设置有凝结水泵。
如上的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其中，该进水管为两个或多个，均匀布置在该双曲线壁面，进水管道呈下倾45度、左倾45度安装在该双曲线壁面10上。
如上的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其中，该进水管为3个。
如上的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其中，该螺旋叶片设置为6至12片；旋转角设置为30至60度。
如上的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其中，该进水管通过渣浆泵连接至渣水池，冷渣水出口连接至废水池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，采用冲渣水闪蒸的方式，将冲渣水引入负压状态的闪蒸塔内，发生闪蒸过程，产生大量负压闪蒸蒸汽，清洁的负压闪蒸蒸汽通过换热器或者热泵等设备，完成了冷凝放热，可实现了热量的回收利用，水蒸气凝结形成的水份可有效降低机组整体水耗；因此，本发明解决了冲渣水在间壁式换热器中的堵塞、磨损与腐蚀，设备可靠性较差的问题。该装置能可靠的分离蒸汽和液体，充分利用热能，同时冷凝水可作为工艺用水，节约水资源。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1 热管换热器，2热管，3 真空泵，41渣浆泵，42凝结水泵，5固定杆，6 螺旋叶片，7除液板，8闪蒸罐，9换热罐，双曲线壁面10，11进水管，12冷渣水出口，13凝结水出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1，本发明提供一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，闪蒸罐8和换热罐9通过管道连接而成为Π型结构的同一罐体，闪蒸罐8起闪蒸作用，换热罐9起冷凝换热作用，如此巧妙设计使得闪蒸和换热在同一个整体罐体内进行，减少了蒸汽因管道运输而造成的能量损失。
闪蒸罐8具有双曲线壁面10，在双曲线的顶端均匀布置三个等径的进水管11，进水管道设置一个下倾和左倾（或右倾）的角度，优选30至70度，在本发明的一个最佳实施例中选取呈下倾45度、左倾45度安装在该双曲线壁面10上，这样的设置减少了渣水对壁面的冲击；冲渣水经进水管11进入，在进水管道跟双曲线壁面的共同作用下，进水形成冲击雾化下降或者沿罐体双曲线螺旋下降，这样的设计使得冲渣水在闪蒸罐8罐体内部的停留时间增长，一部分渣水会雾化，从而增加了闪蒸效率。
双曲线壁面10的上方设有除液板7，由于冲渣水具有腐蚀性，为了防止除液板7被腐蚀，采用锈钢本体内衬聚丙烯（PP）和聚四氟乙烯（PTFE）工艺制得除液板7，其有很高的结构强度和耐腐蚀性。在气相经过具有聚四氟填料的除液板7时，大液滴将被拦截下来，在重力作用下回到闪蒸罐内，而气相则继续进入冷凝器冷凝。
在双曲线壁面10的下方设置固定杆5，固定杆5的两端焊接于闪蒸罐8的壁上；多片螺旋叶片6通过轴套安装于固定杆5上，螺旋叶片6由旋杆连接。冲渣水在双曲线壁面10的作用下会呈螺旋下降的状态，并产生压力使得闪蒸效率降低，螺旋叶片6成功破坏了冲渣水的螺旋状态，使得冲渣水分散，增加了冲渣水的雾化效果和其在闪蒸罐8罐体内的滞留时间，从而增加闪蒸效率。
螺旋叶片6设置为6至12片；旋转角设置为30至60度，优选35度。在本发明的其中一个实施例中，6片螺旋叶片6等间距排列，旋转角为40°，安装方式为：螺旋叶片6焊接在轴套上，轴套套在固定杆5上，由固定螺母固定。
双曲线壁面的设计一方面保证了壁面压力的均匀，同时曲面结构的强度和抗变形能力是非常强的，可以减少冲渣水对壁面的损伤，增加罐体的使用寿命；一方面可以减少进水紊速流增加冲渣水在罐内的滞留时间，增加闪蒸效率。液体在重力加速度作用下经双曲面结构做沿圆周方向切线运动，这部分液体会打在旋转叶片上，由于液体有径向的加速度，打在叶片上时会产生雾化效果。同时推动螺旋叶片转动，使冲渣水分散增加冲渣水在滞留时间，从而增加闪蒸效率。
闪蒸罐8出口为冷渣水出口12，所述冷渣水出口12为渐缩型流道，其中设置渣浆泵41，冲渣水进水管11通过渣浆泵连接至渣水池，冷渣水出口连接至废水池。渐缩型流道可以增大冷渣水的流速，防止渣水中的固体颗粒在管道内沉积。
闪蒸蒸汽进入换热罐9。
热管换热器1内设置有多个热管2，热管2的自由端伸入至换热罐9的罐体内，冷却水在热管换热器1内通过热管2与闪蒸蒸汽换热。
换热罐9的侧壁上设置有抽气口，所述抽气口处安装有真空泵3。
换热罐9的开口端为凝结水出口13，它是渐缩型流道，该渐缩型流道内设置有凝结水泵42。
本发明在工作时，从渣水池取出的冲渣水由浆液泵41送入闪蒸罐8的罐体内，进入罐体的冲渣水在进水口角度跟双曲线壁面的作用下沿罐体双曲线向下流动或者形成一小部分冲击雾化下降。未能雾化的冲渣水推动螺旋叶片6转动，使冲渣水在罐内的滞留时间增长，增大了闪蒸效率。
闪蒸蒸汽在热管换热器1的热管2表面冷凝放热，闪蒸蒸汽冷凝液滴在重力作用下落入换热罐9的下部，通过凝结水泵42送出。凝结水可以作为工艺水，供给其他环节使用。
闪蒸蒸汽放出的热量由热管2送至热管换热器1，将入口的冷水加热为热水。
热管2下方设置抽汽口，由真空泵3将闪蒸过程产生的不凝气体抽出罐体，维持罐体内负压环境。经过底滤池的冲渣水在常压下无法产生蒸汽，设置真空泵3维持罐体负压环境使得冲渣水在低压100℃的情况下沸腾从而产生蒸汽，达到了取热的目的。
冲渣水发生闪蒸后，温度大幅度降低，落入闪蒸罐8腔体下部，由渣浆泵41送出至渣水池。
本发明提供的一种高炉冲渣水液闪蒸提热取水装置，***简易、通用性强，通过回收冲渣水的热量，达到深度回收余热的目的，提高能源利用效率；并从高炉冲渣水提取大量水蒸气，水蒸气凝结后形成的凝结水水质优良，可以作为工艺补水，减小水耗；同时，高炉冲渣水的闪蒸蒸汽与换热媒介之间高效换热，结构紧凑，装置可靠性高。在运行过程中单根热管损坏不影响热管换热器整体运行及整体换热效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其特征在于：闪蒸罐和换热罐连接成为同一罐体；
该闪蒸罐具有双曲线壁面，在该双曲线壁面的顶端布置进水管；在该双曲线壁面的上方设有除液板；在该双曲线壁面的下方设置固定杆，螺旋叶片通过轴套安装于该固定杆上；
该闪蒸罐的出口为冷渣水出口，所述冷渣水出口为渐缩型流道，其中设置渣浆泵；
热管换热器内设置多个热管，该热管的自由端伸入至该换热罐的罐体内；该换热罐的侧壁上设置抽气口，所述抽气口处安装真空泵；
该换热罐的开口端凝结水出口，该凝结水出口为渐缩型流道，该渐缩型流道内设置有凝结水泵。
2.根据权利要求1的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其特征在于，该进水管为两个或多个，均匀布置在该双曲线壁面，进水管道呈下倾45度、左倾45度安装在该双曲线壁面10上。
3.根据权利要求2的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其特征在于，该进水管为3个。
4.根据权利要求1的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其特征在于，该螺旋叶片设置为6至12片；旋转角设置为30至60度。
5.根据权利要求1的一种高炉冲渣水闪蒸提热取水装置，其特征在于，该进水管通过渣浆泵连接至渣水池，冷渣水出口连接至废水池。
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