[发明专利]一种基于煤气化原理的高炉渣余热利用系统

说明书

技术领域

   本发明属于高炉渣的综合利用领域，特别是一种基于煤气化原理的高炉渣余

热利用系统。

 

背景技术

自从1995年中国生铁产量突破1亿吨以来，中国的钢铁产量突飞猛进的发展，2006年创造了4.1878亿吨粗钢和4.0416亿吨生铁的记录。近几年来，虽然受到金融危机的影响而使我国钢铁产量的增长速率减缓，但是整体上还是上升趋势。如此大的钢铁产量无疑需要消耗大量的能源和资源，也会产生大量的废弃物和污染物。如何降低能耗、节省成本、回收资源成为钢铁行业亟待解决的重大问题。

目前，我国炼铁行业仍然以高炉炼铁为主，高炉炼铁消耗铁矿石、焦炭、煤等资源和能源产生铁水、高炉渣、高炉煤气等产品或副产品。在高炉炼铁的产物中，高炉渣占着重大的比例。按我国目前年产超过5亿吨的生铁量计算，产生的高炉渣量超过1.5亿吨，数量是相当巨大的，这些高炉渣如果不经过很好的处理，将成为一种固体废弃物堆放，这不仅占用大量的土地面积，而且会造成很大的环境污染。另外，高炉渣中含有丰富的热量，以渣中显热为1797.4kJ/kg计算，一年排出的炉渣中含有的热量高达2.7×10¹⁴kJ，相当于920万吨标准煤。这些热量如果得不到回收利用，将是一种严重的浪费。

对高炉渣的处理，传统的方法是采用干渣坑自然冷却处理，这不仅造成渣中能量的白白浪费，而且冷却下来的渣块在进行深层次处理和应用时也存在很大的难度。在现有阶段，对高炉渣处理的思路仍然不外乎从能量回收和高炉渣本体利用两方面考虑，鉴于传统处理方式的种种弊端，现在人们已开发出比较有效而实用的高炉渣处理方法，主要为水淬处理和干渣粒化处理。

高炉渣的水淬处理方法比较多，包括底滤法（OCP）、因巴法（INBA）、图拉法（TYNA）、拉萨法（RASA）、明特克法（MTC）等，水淬处理可以实现高炉渣的充分冷却，使高炉渣冷态化过程中充分玻璃化，可以进一步用作水泥原料，从而实现高炉渣渣体的应用。

在高炉渣的水淬处理方法中，底滤法的工艺流程为：高炉渣在冲制箱内由多孔喷头喷射的高压水进行水淬后，水淬渣流经粒化槽进入沉渣池。沉渣池中的水渣由抓斗抓出堆放在干渣场继续脱水，沉渣池内的水及悬浮物由分配渠流入过滤池。过滤池内铺设砾石过滤层，并设型钢保护。过滤后的冲渣水经集水管由泵加压送入冷却塔冷却后重复使用。

因巴法的工艺流程为：与铁水分离后的炉渣，经渣沟进入炉渣粒化区，吹制箱内的高速水流使其水淬粒化，经水渣槽进一步粒化和缓冲之后，流入转鼓内的水渣分配器，被均匀分配到转鼓过滤器中。在转鼓下半周滤去部分水后，被叶片刮带，随筒边旋转边自然脱水；转至转鼓上半周时，渣落至深入鼓内的皮带上，经此皮带和分配皮带送至成品槽贮存，装车外运。

图拉法的主要过程包括炉渣粒化和冷却、水渣脱水、水渣输送和外运以及冲渣水循环等。炉渣经渣沟流嘴落至高速旋转的粒化轮上，被机械破碎、粒化，粒化后的炉渣颗粒在空中被水冷却、水淬；渣粒在呈抛物线运动中，撞击挡渣板被二次破碎；渣水混合物落入脱水转鼓的下部，继续进行水淬冷却。

拉萨法的工艺过程为：高炉熔渣经吹制箱制成水渣，进入粗粒分离槽，沉降到底部的渣、水混合物经水渣泵和管道输送至脱水槽进行脱水，脱水后的渣由卡车运走，水则流进沉降槽；粗粒分离槽的水溢流到中继槽，含渣水经中继泵送到沉降槽，底部由排泥泵将渣送到脱水槽脱水；沉降槽的水溢流到温水槽，经冷却泵送到冷却塔冷却后进入给水槽；给水槽的水由给水泵送到吹制箱吹渣。

明特克法的核心设备由一台特殊设计和制造的螺旋输送机和一台过滤器组成。螺旋输送机呈20°倾角安装在水渣池内，随着螺旋输送机的转动，其螺旋叶片将水渣池底部的水渣向上输送，水则靠重力和渣的翻动挤压两重作用向下回流，从而达到渣水分离和脱水的目的。水渣经脱水，离开螺旋输送机的U型槽后，通过皮带系统输送至水渣堆场；冲渣水经浊水渣池溢流口进入过滤器过滤成净水后，进入水循环系统循环使用。