[发明专利]高炉炉渣干法粒化及余热回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉炉渣处理系统，特别是涉及一种用于高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺的系统。

背景技术

高炉炉渣是一种性能良好的硅酸盐材料，通过处理可以作为生产建筑材料和化肥的原料，同时，液态高温炉渣温度在1350℃到1500℃之间，属于高品位的余热资源，具有很高的回收利用价值。目前我国液态高炉炉渣主要采用水冲渣急冷处理，水冷后的高炉炉渣可用于制造水泥等建筑材料，水冷法存在的主要问题有：水消耗严重，处理每吨炉渣耗水1吨；水冷法过程中产生大量的硫化氢和氧化硫气体随水蒸气排入大气，造成环境污染，处理每吨炉渣产生800m³水蒸气，其中H₂S含量19mg/m³，SO₂含量4.3mg/m³；炉渣的余热没有得到有效的回收利用；水渣含水率高，作为水泥原料仍需干燥处理，需要消耗一定的能源；系统的投资和运行成本高，一座日产量2500吨的高炉要建造两套水冲渣设备，建设投资在四千万元左右；在水冲渣过程中，含铁较高的炉渣易引起爆炸；并且水渣的用途较单一。

针对高炉炉渣水冷法的缺点，20世纪70年代国外已经开始研究干式急冷粒化高炉炉渣的方法，主要有风淬法和离心粒化法，两者都是首先将液态高炉炉渣快速破碎、凝固为小颗粒，再采用技术手段回收其余热的方法。风淬法是用大功率造粒风机产生高压、高速气流将熔渣流吹散、粒化的方法，主要缺点是动力消耗大、设备庞大复杂、占地面积大、投资和运行费用高。离心粒化法是依靠转盘或转杯的高速旋转产生的离心力将液态高炉渣粒化，虽然不需要造粒风机这样的高耗能设备，且粒化渣的粒径分布也较小，但在高温下高速旋转粒化装置的机械可靠性较差，其对负荷变动的适应性也有待确证。

本专利申请的申请人发明了一种能耗低，水耗小，有害气体排放小，余热回收率高的高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺，该工艺是通过抛射的方式使吸气膨胀后的渣珠冷却形成粒径较小的固体颗粒，并将有害气体包裹在颗粒内，然后通过换热器与固体颗粒进行换热。该工艺的第一步是将高炉炉渣从高炉中导出，使炉渣与空气充分接触，在通入少量水的情况下使炉渣快速吸气膨胀并冷却，形成不规则的渣珠，同时，还要避免产生渣棉，降低渣珠的容重，增大渣珠的粒径。为了使渣珠进一步冷却并形成规则的颗粒，第二步就需要一种专用的设备，将经过吸气膨胀后的渣珠抛射到空气中，使渣珠在飞行中冷却并形成规则的外形，还要保证该设备在高温环境下也可以稳定运行。最后一步要使用余热回收装置将高温的渣珠颗粒中的热能集中回收起来，然后在干法粒化工艺中对渣珠进行换热的首要条件是不能使渣珠与换热介质直接接触，并且还要保证一个较高的换热率，因此普通的换热装置都不能满足上述基本要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能耗低，水耗小，有害气体排放小，余热回收率高，运行稳定的高炉炉渣干法粒化及余热回收系统。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收系统，包括可调式膨胀渣珠溜槽、膨胀渣珠抛射滚筒和膨胀渣珠余热回收装置，

所述可调式膨胀渣珠溜槽包括上膨胀槽和下膨胀槽，所述上膨胀槽向下倾斜的固定安装在高炉熔渣沟的下方，上膨胀槽的宽度大于高炉熔渣沟的宽度，所述下膨胀槽向下倾斜的设置在上膨胀槽的出口下方，下膨胀槽通过倾斜角度调节装置安装在可移动的小车上，所述上膨胀槽和下膨胀槽的槽体内装有膨胀槽冷却系统；

所述膨胀渣珠抛射滚筒包括筒体，所述筒体通过支撑装置水平安装在工作台面上，筒体的一端装有动力装置，所述动力装置驱动筒体沿轴线转动，所述筒体的外表面上沿径向向外设有若干叶片，筒体内部还设有对筒体和叶片进行冷却的冷却装置；

所述膨胀渣珠余热回收装置包括由顶壁、前侧壁、后侧壁和底壁构成的通道结构以及换热系统，所述顶壁设置在底壁上方，所述前侧壁与后侧壁分别纵向设置在底壁的前、后两侧，所述底壁的底部装有振动装置，所述振动装置驱动底壁上下振动，所述换热系统至少包括设置在底壁内的换热盘管；

所述膨胀渣珠抛射滚筒的筒体位于可调式膨胀渣珠溜槽的下膨胀槽下端的下方，所述膨胀渣珠余热回收装置的通道结构与筒体相对应，所述底壁的左端位于膨胀渣珠抛射滚筒的抛射范围内。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收系统，其中所述倾斜角度调节装置包括第一液压油缸，所述第一液压油缸的缸体固定安装在小车上，第一液压油缸的活塞杆与下膨胀槽的上端底面相铰接，所述下膨胀槽的下端与小车之间活动连接。