[实用新型]高炉渣残碳及余热回收设备

说明书

本实用新型提供了一种高炉渣残碳及余热回收设备，包括高炉渣粒化模块、用于回收高炉渣物理显热和残碳的换热功能模块、余热利用模块、气体在线分析模块、气体功能化模块，该设备将高炉渣送入高炉渣粒化模块粒化后，通过换热气体回收高炉渣的物理显热和残碳；回收残碳时，换热气体中的COsubgt;2/subgt;转化为更具回收价值的CO；而气体在线分析模块通过在线分析回收余热后的气体，对成分不达标的气体重新输送到换热功能模块，如此循环利用，符合绿色化工业应用理念。此外，通过控制喷吹设备的喷吹角度、在储气加压站中同时向高炉渣粒化模块和换热功能模块输送不同气体模式，能更充分、高效地借助换热气体实现对高炉渣中的物理显热和残碳的高附加值回收利用。

技术领域

本实用新型涉及冶金固废回收领域，尤其涉及一种高炉渣残碳及余热回收设备。

背景技术

高炉渣是高炉炼铁过程中排出的一种工业固体废物，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。每炼1吨铁可排出0.3～0.35吨渣，矿石品位越低，排渣量越大。其中高炉渣的残碳量约为0.5～3％，具备较高的回收价值。

高炉渣出炉温度约为1450～1650℃，每吨渣所含显热约为40～60kg标准煤，以2021年我国生铁产量8.68亿吨估算，我国年产2.6～3.038亿吨高炉渣，其物理显热约等于1040～1820万吨标准煤，极具利用价值。但目前工业化的高炉渣的处理方式多为湿法处理，水淬处理方式下高炉渣的物理显热无法有效利用，造成了极大的能源浪费，同时吨渣处理0.8～1.2吨的耗水量也造成了水资源的浪费，为钢铁企业回收高炉渣带来了资源性和经济性的限制条件。

干法粒化高炉渣技术是通过以气体作为冷却介质取代湿法粒化的水，以锅炉对蓄热气体热量进行回收，可解决高炉渣物理显热难以利用的难题同时避免水资源的浪费，具有广阔的应用前景，受到世界各国学者的广泛关注。目前干式粒化方法繁多，包括转杯法、转盘法、转筒法、滚筒法、风淬法等，但干法粒化技术因其技术局限性尚未形成成熟的工业化应用，主要存在气体比热容较低，回收物理显热需要较多的气体量，成本较高；粒化过程高炉渣容易形成丝状棉、粒化渣的玻璃相质量分数难以满足水泥原料要求；连续运行难度大等问题。

有鉴于此，为有效解决高炉渣的处理过程中的负担，亟需结合钢铁厂实际设计一种高炉渣残碳及余热回收设备，在较低成本下以实现对高炉渣进行妥善处理的同时，还能实现对高炉渣中残碳和余热回收的高附加值利用。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种高炉渣残碳及余热回收设备。该设备借助气淬的方法将高炉渣粒化后，将高炉渣的余热与通入的换热气体进行气化反应，此时高炉渣中的残碳和换热气体中的CO₂转化为CO，在高炉渣的物理显热与换热气体交换的同时将部分物理显热转化为冶金煤气的化学潜热。完成转化后，热量进入余热锅炉进行物理显热的回收利用，随后进入气体功能化模块经除尘分离后用于发电或者化工原料的制备。粒化后的高炉渣经分级筛分后用于水泥等产品的原料。最终实现对高炉渣余热的高效利用以及残碳的回收，而且粒化筛分后的高炉渣可直接用于水泥等建筑材料的原料，为冶金产业的可持续性和可经济化生产提供一种有效途径。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高炉渣残碳及余热回收设备，包括高炉渣粒化模块、与所述高炉渣粒化模块相连的且用于回收高炉渣物理显热和残碳的换热功能模块、与所述换热功能模块相连的且用于所回收物理显热利用的余热利用模块、与所述余热利用模块相连的且用于在线分析回收气体的成分的气体在线分析模块、与所述气体在线分析模块相连的且用于残碳回收气体分离利用的气体功能化模块。

进一步地，所述高炉渣粒化模块包括与高炉连通的导渣槽、与所述导渣槽连通的粒化室、与所述粒化室连通的喷吹粒化设备；所述导渣槽用于将高炉中的高炉渣输送至所述高炉渣粒化模块的粒化室；所述喷吹粒化设备用于将所述粒化室的高炉渣破碎粒化。

进一步地，所述喷吹粒化设备的喷吹角度为10～60°。