[发明专利]一种高炉渣粒化及余热回收装置和方法

说明书

本发明公开了一种高炉渣粒化及余热回收装置和方法，该装置包括高炉渣粒化机构，所述装置还包括用于对高炉渣粒化机构甩出的粒化渣雾化水冷的喷雾机构和用于将雾化水冷后的粒化渣与导入的甲烷流化且使热交换后的甲烷与雾化汽化后的水蒸气反应的余热回收机构。本发明能够让粒化高炉渣中含有较多的玻璃体，使得粒化高炉渣无论是粒度还是成分上都满足后续水泥制造的工艺要求；并且利用其余热能够生产清洁能源。

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，具体涉及一种高炉渣粒化及余热回收装置和方法。

背景技术

高炉每生产1t铁水可产生约300kg的高炉渣。而液态高炉渣的出炉温度大约为1450℃～1550℃，是高品质的显热资源，对其回收利用具有良好的节能减排效果和获得可观的经济效益。

目前高炉熔渣处理法有水淬法和干法粒化法两种。水淬法是用水冷却高炉渣，得到的非晶态炉渣产品可以作为高能耗水泥熟料的替代物，由此获得较高的附加值。但是高炉熔渣水淬法常伴随有含硫气体的排放而产生环境污染，消耗大量水资源，熔渣高品质余热不能得到合理利用等缺点。干法粒化法主要分为滚筒法、风淬法和离心法：滚筒法的粒化能力不足，导致高炉渣的粒径分布范围大，在流化床中与介质的接触面积小，换热效率不高；风淬法通常采用空气为冷却介质，但由于空气的比热容比水小得多，所以干燥粒化过程中动能消耗较大，与水淬法相比冷却速度慢，同时为了防止粒化高炉渣在固结之前与壁碰撞，需要增加设备的尺寸，导致设备的体积庞大，增加建设成本；离心粒化法是用可变速的转杯对渣液进行粒化，该工艺处理的渣粒径小，冷却介质单一，但是耗气量大，动力消耗大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种高炉渣粒化及余热回收装置和方法，目的是实现液态高炉渣在粒化后快速冷却，利用其余热生产清洁能源。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种高炉渣粒化及余热回收装置，包括高炉渣粒化机构，所述装置还包括用于对高炉渣粒化机构甩出的粒化渣雾化水冷的喷雾机构和用于将雾化水冷后的粒化渣与导入的甲烷流化且使热交换后的甲烷与雾化汽化后的水蒸气反应的余热回收机构。

所述高炉渣粒化机构包括电机、转杯和用于将高炉渣导入转杯的导渣管，所述转杯设于装置的壳体内，所述电机带动转杯转动。

所述转杯内设有导流锥，导流锥的剖面角度为30°～60°。

所述喷雾机构包括水泵、水管和设于导渣管上方的雾化喷嘴，所述水泵通过水管与雾化喷嘴连接。

所述壳体设有水冷壁，所述转杯甩出的粒化渣经撞击水冷壁后导向余热回收机构。

所述水冷壁为两层，内壁层为导热层，外壁层为隔热层，水冷壁的水管设于导热层内。外部隔热层为隔热材料制作，内部导热层为导热性能好的材料制作。

所述电机外侧设有降温水冷壁。采用的是隔热材料。

所述雾化喷嘴为多个，多个雾化喷嘴喷出的雾化水覆盖粒化渣的飞行轨迹。所述的雾化喷嘴位于导渣管正上方，雾化喷嘴的个数为4～8个。

所述余热回收机构包括设于壳体内且位于电机周围的流化床，所述壳体的底部设有甲烷气体入口和出渣口，壳体的顶部设有气体出口，所述雾化水冷后的粒化渣进入流化床与甲烷流化及热交换，热交换后的甲烷与壳体内雾化汽化后的水蒸气反应生成的气体经气体出口排出。

所述甲烷气体入口均布于壳体底部周围，优选设置八到十六个甲烷气体入口，且甲烷气体入口的进气方式为切向进气。

所述流化床为环形流化床，流化床设有气体分布板，出渣口位于气体分布板的下部。

所述气体分布板为锥形气体分布板，孔隙率为10％～20％，孔径为1～1.5mm；气体分布板的夹角为45°～90°。