[发明专利]用于粒化设备的蒸汽冷凝系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种用于熔融材料(特别是用于冶金熔融物(诸如高炉炉渣))的粒化设备。本发明更特别地涉及一种用于在这样的设备中使用的改进的蒸汽冷凝系统。

背景技术

附图2中示出了这种类型的、特别是用于熔融的高炉炉渣的现代粒化设备的示例，附图2是期号为2005年4月的、在Iron&Steel Technology(铁钢技术)中出版的题为“Slag granulation system-Environmental process control(炉渣粒化系统-环境处理控制)”的文章的一部分。如图2所示，这种类型的设备通常包括：注水装置2(也称为喷水盒)，所述注水装置用于将粒化水注入到经由流槽末端1接收的熔融材料(例如炉渣)的流中。从而实现熔融材料的粒化。该设备还具有位于注水装置2下方的粒化罐3，该粒化罐用于收集粒化水和经粒化的材料并且用于使颗粒在大量水中冷却。蒸汽冷凝塔(其通常具有由顶盖封闭的柱状壳体)位于粒化罐上方，以用于收集在粒化罐中产生的蒸汽并使蒸汽冷凝。事实上，由于熔融材料的高温和所需的大量淬火水，根据图2的设备通常产生大量的蒸汽。为了避免由于简单地将蒸汽排放到大气中所引起的污染，蒸汽冷凝塔包括通常为逆流型的蒸汽冷凝系统。蒸汽冷凝系统具有喷水装置5和位于喷水装置5下方的水收集装置6，所述喷水装置用于将水滴喷射到在蒸汽冷凝塔内上升的蒸汽中，所述水收集装置用于收集所喷射的冷凝水滴和所冷凝的蒸汽。

由此可见，在典型的本领域基于水的粒化设备中，存在由于进入的炉渣所引起的进入的热流量的重大波动，相应地存在随时间产生的蒸汽量的等效波动。为了在设备尺寸与成本之间找到合适的折衷，通常未将传统冷凝塔(其中冷水被喷射到升入该塔内的蒸汽上以使蒸汽冷凝)的蒸汽冷凝能力设计为处理可能在峰值炉渣流期间产生的全部蒸汽流。在这种情况下可以预见将超压缓解封盖(如在图2的顶盖中所见的)打开，以将过量的蒸汽排放到大气中。

然而，观察表明，在实践中，在过量熔融物流量下，这种超压封盖并不一定可靠地打开。据推测，主要是因为由注水装置2持续产生的水“幕”所形成的“屏障”，使得蒸汽被部分地阻止而不能通过超压封盖离开。可能地，在高蒸汽速率下，还存在由水收集装置6形成的对蒸汽流的阻力。因此，过量蒸汽停留在塔内，并且随后产生超压。这可能引起蒸汽在冷凝塔的下部入口、在粒化罐3的进口处的部分回流。特别是预见了内部罩将内部与外部分隔开，并且因此避免不需要的空气进入塔内并且还防止蒸汽从塔内被吹出。

这种逆向蒸汽流最起码可能引起铸造浇铸场内的较差能见度，这对于操作人员而言显然是严重的安全隐患。更不利地，通过内部罩倒流的蒸汽可以在该蒸汽与炉渣流槽喷口内的液态热熔融物相接触时引起低密度炉渣颗粒(所谓的“爆米花”)的大量产生。这样的热颗粒在被投射到铸造浇铸场中时产生甚至更严重的安全隐患。

WO2012/079797A1也解决了该问题，并且提出经由烟囱选择性地将过量蒸汽排放到大气中。该烟囱具有与冷凝塔的下部区域连通的入口和布置在冷凝塔上方的用于将蒸汽排放到大气中的出口。此外，烟囱配备有用于蒸汽通过该烟囱的选择性排放的闭塞装置。然而，这种系统需要额外的投资。

EP0 573 769描述了一种方法和一种包括冷凝塔的用于炉渣的湿法粒化的设备。在粒化期间产生的蒸汽和被污染空气的混合物首先被引导成为上升流，然后该混合物以下降流被抽吸到保持在部分真空下的闭合部内。将碱性水溶液以平行流的方式喷射到所述下降流中，并且通过在所述闭合部内形成并保持部分真空的强制且可调节的蒸汽将净化的未冷凝气体从该闭合部排出。来自滤筒的气体和蒸汽也被引导到冷凝塔中，并且在冷凝塔中与来自粒化设备的蒸汽和被污染空气一起被处理。

发明内容

因此，本发明的第一目的是提供一种蒸汽冷凝设备，该蒸汽冷凝设备使在炉渣的粒化期间产生的蒸汽能够可靠冷凝，无需使用冷凝塔或者喷水装置。该目的通过本申请所述的设备和蒸汽冷凝系统实现。

本发明的另一目的是提供一种能够减少设备的安装成本和操作成本的冷凝设备。

本发明大体上涉及一种用于使冶金设备中产生的熔融材料粒化的粒化设备，所述设备包括：

·注水装置，用于将粒化水注入熔融材料流中，从而使熔融材料粒化；

·用于收集粒化水和经粒化的材料的粒化罐；

·脱水单元，特别是具有旋转滤筒的脱水单元。

所述设备还包括：

·位于所述脱水单元上方的蒸汽收集罩，以及