[发明专利]一种高炉熔渣造粒和余热回收系统

说明书

本发明公开了一种高炉熔渣造粒和余热回收系统，涉及高炉熔渣余热回收领域，包括高炉、高压熔渣输送装置、熔渣造粒流化床装置、超临界CO₂再压缩动力循环系统及低温熔渣热回收装置，所述高炉与所述熔渣造粒流化床装置之间设有高压熔渣输送装置，所述熔渣造粒流化床装置与所述低温熔渣热回收装置相连接，所述超临界CO₂再压缩动力循环系统分别与所述熔渣造粒流化床装置、低温熔渣热回收装置相连接。本发明引进超临界CO₂再压缩循环技术，同时采用超临界CO₂气流作为冷却介质，提高余热回收效率的同时，生产优质炉渣产品。

技术领域

本发明涉及高炉熔渣余热回收领域，具体涉及一种高炉熔渣造粒和余热回收系统。

背景技术

钢铁工业能耗约占我国总能耗的10％～15％，炉渣显热是重要的二次能源。我国2010年生铁产量约5.9亿吨，产生高炉渣约1.8亿吨，高炉渣带走显热约为2.7×108GJ，折合标准煤约920万吨。回收高炉渣余热对钢铁工业节能减排，提高能源利用效率有重要意义。

高炉渣作为一种具有潜在活性的胶凝材料，在建材工业中起着越来越重要的作用，已经成为水泥混凝土不可或缺的功能性材料。目前，国内外高炉渣的处理方法主要采用水淬法，得到非晶态炉渣产品，可作水泥熟料替代物，获得较高附加值和环境效益。水淬炉渣的高温余热被转化为冲渣水的低温余热，浪费了高炉渣的大量高品质余热，同时存在水耗高的问题。干式显热回收技术可解决传统水淬工艺无法回收高温熔渣显热的问题，受到了国内外的研究者越来越多的关注，具有工业应用前景的主要包括风淬法、转杯法等技术。干式显热回收技术也面临着回热回收效率低、炉渣产品低质等问题。

超临界CO₂流体具有温和的临界点(32℃，7.38MPa)和良好的热力学性能，高传热效率、良好的流动性、无毒且具有良好的稳定性，已作为工作介质应用于制冷、热泵等系统中；超临界CO₂循环具有较高的循环效率，在燃气轮机以及飞机、船舶引擎系统中已得到广泛应用。相较于传统的蒸汽朗肯循环，以超临界CO₂作为循环工质的循环发电系统可以实现更高的发电效率，并大幅度减小压缩机以及透平设备的尺寸，降低投资和运行维护的成本，是一种可能在未来一二十年内带来革命性突破的发电技术。

在高炉熔渣余热回收领域，提高炉渣的冷却速度以保证炉渣产品品质与提升余热回收效果对高温熔渣造粒和余热回收系统至关重要。现有高炉熔渣余热回收技术存在造粒品质差和余热回收利用效率低的问题和技术缺陷，因此，现在提出一种新的技术方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种高炉熔渣造粒和余热回收系统，引进超临界CO₂再压缩循环技术，同时采用超临界CO₂气流作为冷却介质，提高余热回收效率的同时，生产优质炉渣产品。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：一种高炉熔渣造粒和余热回收系统，包括高炉、高压熔渣输送装置、熔渣造粒流化床装置、超临界CO₂再压缩动力循环系统及低温熔渣热回收装置，所述高炉与所述熔渣造粒流化床装置之间设有高压熔渣输送装置，所述熔渣造粒流化床装置与所述低温熔渣热回收装置相连接，所述超临界CO₂再压缩动力循环系统分别与所述熔渣造粒流化床装置、低温熔渣热回收装置相连接。造粒超临界CO₂气流和冷却流化超临界CO₂气流压力在7.2-7.5MPa之间，温度在30-34℃之间，最佳参数是7.4MPa/32℃。