[发明专利]一种适用于高温熔融物料冷却及余热回收的设备

说明书

本发明公开一种适用于高温熔融物料冷却及余热回收的设备，熔融态物料从进料口送入从辊筒对中间通过随两个辊筒的转动被带出形成液膜，冷却水通过给水管道进入外壳水冷壁吸收高温熔融物料的显热后经管路进入辊筒内部，通过冷却喷洒系统的喷嘴组喷至冷却辊筒内壁面，冷却水吸收辊筒内壁的热量后相变为蒸汽，吸收了高温熔融物料的凝固热，蒸汽经排汽装置排出，高温熔融物料在冷却过程中的显热和凝固热通过水冷壁和通入辊筒内的冷却水进行回收利用，余热回收利用率高；通过两次吸热可以快速的冷却高温物料，换热效率高，工作效率高。

技术领域

本发明涉及能源回收领域，特别涉及一种适用于高温熔融物料冷却及余热回收的设备。

背景技术

余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％-67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。其中高温产品和炉渣余热，主要来源有钢铁行业大量的高炉渣、钢渣、铁合金产品、硅冶炼产品、镁冶炼产品等，化工行业的电石产品，以及电力行业发电厂锅炉炉渣等。这类余热资源品位高，但利用难度比较大。

冷渣机是技术成熟的设备，一般采用外冷辊筒式冷却方式，广泛用于冷却电站锅炉排除的固态热灰渣，灰渣的初始温度约为1000℃。随着冷渣机辊筒的转动，灰渣被辊筒内部螺旋状叶片带动前进，热量被内筒和外筒之间的冷却水带走。然而，冷渣机无法处理高温熔融态物料。因为高温熔融物料在冷却凝固过程中会粘在叶片上，使螺旋状叶片失效。

因此，目前我国钢铁工业生产中，高温熔融高炉渣的处理几乎都是采用水淬法进行。水淬法渣处理工艺存在着以下缺点：

(1)水耗高：这对于水资源严重短缺的国家来说，问题尤为严重。

(2)在水淬渣过程中产生大量的H₂S和SOx随蒸汽进入大气，造成环境污染。

(3)没有回收炉渣显热：1450～1500℃的液态高炉渣极具余热利用价值，但在国内高炉渣余热回收率很低，仅为10％左右。

(4)需干燥处理：高炉水渣含水率高达10％以上，作为水泥原料时须干燥处理，仍要消耗一定的能源。如上所述，水渣工艺不但浪费大量的新水资源，而且降低能源的使用效率，同时还带来了环境污染。

铁合金、硅冶炼、镁冶炼以及电石生产等高温产品基本是采用自然通风冷却，不仅冷却时间长、需要很大的料场堆放场地，而且浪费了大量的高温余热资源。

现有专利技术“一种高温熔渣急冷干法处理及回收显热的装置与方法”，公开号为：CN 103320553B，装置中挡渣板、导渣槽、冷却辊组和除渣辊在转鼓外表面沿转鼓转动方向依次排布，除渣辊下方设有渣粒收集器，收集器下方设有破碎机，破碎机下方设有余热回收装置。工作时将高温熔渣通过导渣槽放到转动的转鼓表面，转鼓将高温熔渣传输到转鼓和冷却辊组之间，将高温熔渣挤压成片状，冷却固化被传输到除渣辊的位置，然后被剥离进入渣粒收集器中，落入破碎机后经粉碎形成颗粒渣，再进入余热回收装置中。该装置工作时存在冷却辊粘料，进而导致冷却辊卡死状况，影响装置正常运行。另外，装置没有外壳，工作时存在高温烫伤等危险因素。

现有专利方案“一种高炉融渣的处理方法”，公开号为：CN 104357606B，包括辊筒急冷粒化系统、冷渣机和余热回收系统。辊筒急冷粒化系统包括一个内冷式单辊筒和两个碎渣副辊筒。内冷式单辊筒由外筒和内筒构成，外筒和内筒之间的上半部分设有冷却水管，冷却水管上设有喷嘴，下半部分为水腔并连有出水口。在辊筒急冷粒化系统中高温物料的热量被冷却水带走，因此，该方法的余热回收效率比较低。