[实用新型]一种热态熔渣在线改质装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金高温熔渣显热利用和资源高效综合利用领域，提供了一种热态熔渣在线改质装置。

背景技术

在钢铁等冶金行业中，每年都有上亿吨的液态冶金渣需要排放，如高炉渣、钢渣、镍铁渣、不锈钢渣等。这些冶金熔渣中不仅含有许多有用无机组分，如CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO等，还含有可再提取回收的残存金属元素，如Fe、Mn、Cr、Ni等。熔渣排出温度在1200～1650℃，热焓值在1.6～1.7GJ/t,吨渣热值相当于50～60kg标准煤，具有很高的余热资源。随着近些年冶金行业生产产能过大，主体产业经济效益低迷，以及中国大部分地区出现长时间雾霾等污染天气，致使冶金、水泥等行业面临淘汰落后产能、节能减排、环境污染治理等责任和压力。通过综合利用冶金等行业生产过程中产生的高温废弃熔渣、废渣余热以及其它固体废弃物等资源，既能达到改变企业产品生产结构，减少能源消耗，降低生产成本，又能消化工业及社会上产生的大宗固体废弃物，变废为宝，从而减少和治理环境污染，实现可持续绿色经济发展。

目前，在钢铁等冶金企业中，排出的液态熔渣主要通过：1）直接倒入渣罐、渣盆等盛渣容器或场地内，然后通过自然降温或者打少量水强制降温固化熔渣，如炼钢渣、精炼渣、镍铁渣等；2）直接倒入水池或冲水淬冷，如高炉渣等；3）被高速喷射气流冲击淬冷，形成粒化固渣，部分热烟气可回收换热。虽然工业化处理熔渣方法多种多样，但主要是自然空冷或水冷，新水消耗量大，粉尘污染严重，余热未回收利用。

此外，排出的熔渣冷却固化后，部分应用于铺设道路、混凝土粗细骨料、矿渣水泥等低附加值领域中，其余则废弃堆置，造成地下水污染、粉尘污染、占用土地资源等。固渣中残余金属元素也未经过二次提取回收，降低了二次资源利用的经济收益。而且固渣在使用前，需要进行相应的处理加工工艺，如烘干、破碎、筛分、球磨、磁选等，造成处理工艺流程长、设备磨损严重、运行能耗高、渣产品成分不稳定等缺点。甚至在一些应用领域中，如玻璃行业，固渣还需要经过二次熔化以获得符合要求的化学组成，从而增加了能源消耗和制造成本。

在一些熔渣余热回收的研究中，主要方法是：熔渣经过直接接触水或气体等介质，将热量传递给介质，介质再通过余热锅炉，把热量传递并转化为过热饱和蒸汽，用以发电或取暖等。虽然熔渣余热经过一定的回收利用，但设备占地大，热传递转化流程长，热效率低，属物理法余热回收。而且冷却后的固体渣化学组成不变，后续处理加工困难。

在高温熔渣处理应用上，目前鲜有一种成熟的处理方法得到普遍推广，这主要是因为：1）渣材料和渣余热的回收处理不能得到有效的协调；2）设备工艺投入大，占地大；3）技术研究成果不能同实际现场生产条件相衔接；4）技术涉及领域多，管理面广；5）综合工艺技术开发难度大，企业重视度低等。因此，研发一种能够同时满足以上条件的熔渣工艺技术，是当前高能耗产业所急迫解决的问题之一。

将生产排出的熔渣直接进行高温化学熔态改质是一条具有前景的技术路线，通过在熔渣内直接加入改质剂，并利用熔渣高温热量，在一定措施下是熔渣和改质剂混合均匀，从而直接制造出可以使用的改质渣产品；同时渣中残余金属元素，如铁、锰等，经过还原成金属液后聚集沉淀，作为附加产品外售。而目前在国内外，尚缺乏该技术研究的相关资料。