[实用新型]一种热风动力式粒化冶金液态渣余热回收系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热风动力式粒化冶金液态渣余热回收系统，属于高温物料回收利用技术领域。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，能源使用效率的高低已成为一个部门、一个行业乃至一个国家技术进步的重要标志。随着我国经济的快速发展和人口的不断增长，能源相对不足的矛盾已经日益突出，寻求新的能源或可再生能源，以及合理的综合利用现有的宝贵能源是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。近年来，我国冶金工业取得了令人瞩目的快速发展，其中钢产量已经连续多年居世界第一位。冶金工业作为资源、能源密集型行业，是耗能大户。其中钢产业耗能量占全国能耗量的16%左右，但吨钢可比能耗比先进国家高20%左右。能源问题日益成为我国冶金工业健康可持续发展的主要制约瓶颈之一。

二次能源的开发利用已引起人们极大的关注。近年来国外许多国家对冶金炉渣余热回收利用做了大量的研究工作，取得了一定的成绩。目前冶金炉渣处理的主要工艺有：粒化法、风淬法、管式冷却法和Merotec法。虽然上述方法都能解决一些问题，但各有各的缺点。粒化法最早是采用法国索里梅一福斯厂试用的一种炉渣粒化装置，主要部件是一个直径为90毫米、长1800毫米的沟槽滚筒，转速约为300转/分，其基本原理是将温度1450℃的液体炉渣流向一个水冷喷水平台，以便进行初次破碎，再将渣子抛在空气中并粒化成球状，粒度分布为0.3～15毫米,然后用雾化水加速冷却（每台设备的冷却能力为100吨/小时），接着用流态床换热器以较高的热效率回收渣粒的能量。对于每小时处理60吨炉渣的设备所作的初步研究表明,这种装置每小时可以产生温度500～600℃的热空气7500公斤。因此,这阶段回收的总效率为25～30%。这些热可用于蒸气发电或者预热产品。然而，粒化法余热回收效率低，会浪费大量的水，形成的大量污水、污泥难于处理。

风淬法是由日本钢管公司和三菱公司共同发明的。该方法已在福山厂使用,月处理量为10000吨左右，其熔融渣温度为l500～1600℃。该方法的设备中鼓风机使用一种特殊喷咀,经过强力鼓风后液态熔融渣被破碎成直径小于3毫米的颗粒并很快冷却固化，固化后的渣粒温度仍有1200～1300℃,将它用于锅炉,使热量传递给锅炉水管。这种设备能够回收40%的余热,每天可生产200吨蒸气，该设备亦可用于有色冶金鼓风炉和转炉上回收余热。然则，鼓风机喷咀易阻塞，难以清理，且余热回收效率低。

管式冷却法是新日铁琪制铁所研究应用的方法。该方法的流程是将炉渣注入管式冷却器φ90×500毫米(外径φ150毫米)的管内,炉渣的热量传递给管外的冷却水，得到25公斤/cm²压力的蒸气,打开管子下方的盖板,即可将凝固的渣子排出,而且只要管内加工良好,保持30%的倾斜度，即使3.2米长的管子也可将凝固渣顺利排出。不过，灰渣容易粘附在管壁上，难以清理，余热回收效率低。

Merotec法是瑞典研究了一种Merotec工艺回收高炉渣热的新方法,该方法是把1350℃的熔融渣和循环渣经破碎器进入粒化器,然后到冷却器,进入冷却器的渣温为700～800℃,在冷却器中采用管道通以空气或水,以获得500℃的热空气或者250℃、210ata的水蒸气，换热后的渣粒经冷却器进入分离器,将大于3毫米的渣粒用于建材,小于3毫米的用作循环渣。该工艺回收渣热的效率可达60～75%,如将高炉渣热用于干燥的目的,其效果可达80%。可是该方法较为复杂，投资成本高。

近年来，许多国家对冶金炉渣余热的回收利用作了大量研究工作。冶金生产流程中投入了大量的能源，主要是为了金属产品的生产创造和维持一个高温反应与变形的条件，大部分能源转变为二次能源被大量排放。有效回收利用冶金流程中的二次能源，是冶金企业降低能耗的重要途径。其中，冶金中产生的高温灰渣具有巨大的能量，如何有效余热回收灰渣中的能量，是降低冶金企业能耗比的关键。现有的高温灰渣余热回收技术大多采用冷却水进行冷却，不仅浪费了大量的水资源，还形成大量的污水、污泥等难以处理的材料，并且工艺流程长，能耗高，对环境污染严重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提出一种热风动力式粒化冶金液态渣余热回收系统，采用热气体与液态灰渣预混，不仅能获得粒径更小、更均匀的液态渣，还起到导流作用，同时避免因水冷却液态渣导致的水资源大量浪费以及难于处理的污水、污泥产生，实现冶金液态渣余热回收的高效回收。