[发明专利]高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉炉渣处理工艺，特别是涉及一种将液态的高温炉渣采用干法粒化的工艺以及对其余热进行回收的方法。

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。

液态高炉炉渣的粒化对高炉炉渣这样的固体废弃物的再利用和液态高炉炉渣余热回收都有重要意义。

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，余热回收率高的高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺，包括如下步骤：

(1)从高炉中导出高炉炉渣，减小渣层厚度，通入少量水，使高温炉渣与空气充分接触快速膨胀与冷却，形成不规则渣珠；

(2)将不规则渣珠通过抛射的方式迅速甩出，使其在空中进行冷却，形成含气的固体颗粒；

(3)将固体颗粒与换热器充分接触，通过换热使固体颗粒的温度降低至150至200℃；

(4)对换热器吸收的余热进行利用，对换热后的固体颗粒进行收集。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺，其中所述步骤(3)中在固体颗粒与换热器进行换热的同时，对固体颗粒进行振动。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺，其中所述步骤(2)中抛射的速度为3至30m/s。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺，其中所述步骤(2)中固体颗粒的粒径为2mm至20mm，温度为850至950℃。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺，其中所述步骤(1)中不规则渣珠的温度为1200至1400℃。

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺与现有技术不同之处在于本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺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，由于颗粒的粒径较小，能够与换热器充分接触，使得换热效率较高。本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺的每吨渣耗水量为水冲渣工艺的15％左右；硫化物排放量为水冲渣工艺的15％以下；设备投入成本大约为水冲渣工艺的四分之一；渣中允许带铁量为水冲渣工艺的10倍，爆炸的可能性大大降低，系统安全性大大提高；最后得到的固体颗粒不需要干燥，可以直接进行加工，降低后续工艺的成本；除了作为高牌号水泥原料之外还可以代替陶粒作为隔热、隔音材料使用。

具体实施方式

本发明高炉炉渣干法粒化及余热回收工艺包括如下步骤：

(1)从高炉中导出高炉炉渣，在膨胀槽中减小渣层厚度，通入少量水，使高温炉渣与空气充分接触快速膨胀与冷却，形成不规则渣珠，不规则渣珠的温度为1200至1400℃；

(2)将不规则渣珠流入旋转的滚筒中，通过抛射的方式迅速甩出，抛射的速度为3至30m/s，使其在空中进行冷却，形成包裹了有害气体的固体颗粒，固体颗粒的粒径为2mm至20mm，温度为850至950℃；