干式粒化余热回收与磨制处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了干式粒化余热回收与磨制处理系统，包括储渣仓、粒化腔室、粒化器、流化床、球磨机；其特征在于：所述粒化腔室的顶部设置有第一出风口，该第一出风口通过管路连接高温增压风机；所述粒化腔室内设置粒化器，该粒化器位于注料管的下方；所述粒化腔室的侧壁沿圆周设置有风道，该风道上设置有多个风口与粒化腔室相连通；所述粒化腔室的下部设置所述流化床，所述流化床的底部设置有出渣管，该出渣管与所述球磨机相连通；所述球磨机出口与粗粉分离器相连；本发明将粒化装置、热量回收装置与球磨装置相结合，实现了干式粒化功能，实现了高效余热回收，产出的颗粒不需进行处理就可以直接作为水泥等的原料，可广泛应用在钢铁、冶金等领域。
【专利说明】干式粒化余热回收与磨制处理系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及余热回收与磨制处理，具体涉及干式粒化余热回收与磨制处理系统。
【背景技术】
[0002]高炉渣是在高炉冶炼过程中，由矿石中的脉石、燃料中的灰分和熔剂中的非挥发组分形成的副产物，高炉熔渣主要成分是CaO、S12, A1203、Fe2O3> MgO, MnO, T12等，2013年我国生铁产量约7.5亿t，即使按每生产I吨生铁产生0.3吨渣计算，高炉渣产量约为2.25亿t。高炉渣的出炉温度大约1500°C，It高炉渣所含有的热量相当于64kg标准煤，全年产生的高炉渣中的热量相当于1.44X 107t标准煤，如果能够将高炉渣中的热量利用起来，可以产生可观的能源节约效益。
[0003]传统的高炉渣处理方法是采用水淬工艺实现高炉渣的物料利用，即是用大量的冷水对高温熔渣进行急冷使熔渣破碎成颗粒并形成水淬后的高炉渣，可用作硅酸盐水泥的部分替代品，生产普通硅酸盐水泥。然而此法有许多缺点，不仅高炉渣的显热无法回收利用，而且造成水资源的大量浪费，对大气、水和土壤也会产生严重的污染，恶化环境。为了克服水淬处理的诸多缺点，研究者们提出了干式粒化结合余热回收的高炉渣处理工艺，能够回收高炉渣中的热量，得到高玻璃体含量的渣粒，并且还节能环保，得到了国内外学者的普片关注。
[0004]要将高炉渣用作水泥生产的原料，需要将高炉渣磨成微粉，在磨制的过程将会产生大量的热量，这部分的热量很难被利用起来，如果将磨制处理合理的加入到余热回收系统里面，回收余热的同时能够回收磨制产生的热量，将会产生可观经济效益，并且可以得到能够直接用于水泥生产的原料。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题在于提供干式粒化余热回收与磨制处理系统。
[0006]根据本发明的技术方案，干式粒化余热回收与磨制处理系统，包括储渣仓、粒化腔室、粒化器、流化床、球磨机；所述储渣仓通过注料管与粒化腔室相连通；其特征在于:所述粒化腔室的顶部设置有第一出风口，该第一出风口通过管路连接高温增压风机；所述粒化腔室内设置粒化器，该粒化器位于注料管的下方；所述粒化腔室的侧壁沿圆周设置有风道，该风道上设置有多个风口与粒化腔室相连通；所述粒化腔室的下部设置所述流化床，所述流化床的底部设置有出渣管，该出渣管与所述球磨机相连通；所述球磨机出口与粗粉分离器相连；所述的粗粉分离器的底部粗粉出口通过回料管与出渣管相连，上部细粉出口与一级旋风分离器连接；所述一级旋风分离器底部出口连接储渣罐，顶部出口通过高温风机与设置在粒化腔室侧壁的风道相连；
[0007]所述粒化器包括转杯和旋转圆盘，所述转杯固套在内转轴上，该内转轴穿设在空心转轴中；所述旋转圆盘设置在所述转杯的下方，并固套在所述空心转轴上；所述空心转轴通过轴承与所述内转轴相支承；所述内转轴由电机一驱动，所述空心转轴由电机二驱动，所述转杯与旋转圆盘旋转方向相反；所述旋转圆盘上沿圆周设置有切削刀片，所述切削刀片位于所述转杯的外侧。
[0008]其中，粒化器的作用是使熔融高炉渣形成细小的熔融颗粒，实现了干式粒化功能，保护环境，节约水资源；转杯可以实现液膜的运动速度均匀变化，以保证液膜在转杯中有较长的运动时间，促使液膜获得更大的速度，从而减小液膜厚度，在转杯边缘形成一次粒化，粒化产物继续运动，撞击到旋转的破碎刀片后发生二次粒化，从而使形成的粒化颗粒尺寸更小。当熔渣流量急剧增大时，导致转杯中充满熔渣，熔渣将溢出转杯，流至旋转圆盘，其可以保证溢出的熔渣完成离心粒化过程；旋转圆盘可以有效地阻碍从仓体底部通入的冷空气与液丝或者液膜发生换热，可以保证液丝或液膜在熔融态完成离心粒化过程，同时，对于部分熔渣因换热后凝固而形成的“棉渣”或块状物，也会被切削刀片切削成小颗粒，从而保证粒化产物中无“棉渣”或块状物；流化床的作用是通过高温颗粒和低温空气之间的强烈混合，完成热量的回收过程；球磨机的作用是将炉渣颗粒进一步细化，细化后的颗粒不需进行处理就可以直接作为水泥等的原料，并且可以实现颗粒热量以及磨制产生热量的回收过程。
[0009]本发明将粒化装置与钢磨装置相结合，使熔融高炉渣与空气分别在粒化腔室、流化床以及球磨机中经过多次换热，热量回收率高，热空气的品质高，实现了高效余热回收，并且将高品质热空气经过高温增压风机的压缩后作为高温助燃空气进入热风炉内，使回收的热量得到了合理的利用，并且产出的粉末不需进行处理就可以直接作为水泥等的原料，生产效率高，成本低。
[0010]根据本发明所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统的优选方案，所述出渣管的入口设置有机械排渣器，在出渣管管壁设置有高压空气喷吹器。其中，机械排渣器的作用是强制颗粒进入出渣管中，并且能够将一级余热回收单元与二级余热回收单元隔开；高压空气喷吹器的作用是用脉动的高压空气对出渣管进行清扫，防止出渣管堵塞。
[0011]根据本发明所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统的优选方案，所述切斜刀片在所述旋转圆盘上沿圆周按不同半径分层设置。为保证大颗粒被切削，得到高玻璃态含量的小渣粒；可以根据液丝或者液膜长度设置破碎刀片在旋转圆盘上的安装位置，以便对液丝头部颗粒进行切削，从而有效的减小粒化产物中的大颗粒，使得粒化颗粒更加均匀。
[0012]根据本发明所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统的优选方案，流化床为风帽型布风板流化床。
[0013]根据本发明所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统的优选方案，所述一级旋风分离器与高温风机之间连接有二极旋风分离器，所述粒化腔室出风口外设置有三级旋风分离器。
[0014]本发明所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统的有益效果是:本发明将粒化装置、热量回收装置与球磨装置相结合，既实现了干式粒化功能，保护环境，节约水资源，又使熔融高炉渣与空气分别在粒化腔室、流化床以及球磨机中经过多次换热，热量回收率高，热空气的品质高，实现了高效余热回收，并且将高品质热空气经过高温增压风机的压缩后作为高温助燃空气进入热风炉内，使回收的热量得到了合理的利用，并且产出的颗粒不需进行处理就可以直接作为水泥等的原料，具有效率高，成本低，结构简单、节能环保、热量回收率高、运行稳定可靠的特点；本系统可广泛应用在钢铁、冶金、电力等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统的结构示意图。
[0016]图2是转杯31与旋转圆盘32的安装示意图
[0017]图3是具体实施例中旋转圆盘示意图。
[0018]图4是具体实施例中破碎刀片的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]参见图1至图4，干式粒化余热回收与磨制处理系统，包括储渣仓1、粒化腔室2、粒化器3、流化床4、球磨机5 ;所述储渣仓I通过注料管10与粒化腔室2相连通；其特征在于:所述粒化腔室2的顶部设置有第一出风口，该第一出风口通过管路连接高温增压风机14 ;所述粒化腔室2内设置粒化器3，该粒化器3位于注料管10的下方；所述粒化腔室2的侧壁沿圆周设置有风道，该风道上设置有多个风口 12与粒化腔室2相连通；所述粒化腔室2的下部设置所述流化床4，流化床4由风机11鼓入空气，所述流化床4的底部设置有出渣管7，该出渣管7与所述球磨机5相连通；所述球磨机5出口与粗粉分离器17相连，球磨机5由风机13鼓入空气；所述的粗粉分离器17的底部粗粉出口通过回料管15与出渣管7相连，上部细粉出口与一级旋风分离器18连接；所述一级旋风分离器18底部出口连接储渣罐6，顶部出口通过高温风机19与设置在粒化腔室2侧壁的风道相连；
[0020]所述粒化器3包括转杯31和旋转圆盘32，所述转杯31固套在内转轴34上，该内转轴34穿设在空心转轴35中；所述旋转圆盘32设置在所述转杯31的下方，并固套在所述空心转轴35上；所述空心转轴35通过轴承38与所述内转轴34相支承；所述内转轴34和空心转轴35的下端均从流化床4底部伸出，所述内转轴34由电机一 36驱动，所述空心转轴35由电机二 37驱动，所述转杯31与旋转圆盘32旋转方向相反；所述旋转圆盘32上沿圆周设置有切削刀片33，所述切削刀片33位于所述转杯31的外侧，所述转杯31内部为半球形腔体，所述切削刀片33的上部为三棱柱型。切削刀片33可在所述旋转圆盘32上沿圆周按不同半径分层设置，使得粒化产物产生二次、三次甚至多次粒化，可以获得尺寸更小的粒化颗粒。
[0021 ] 所述出渣管7的入口设置有机械排渣器8，在出渣管7管壁设置有高压空气喷吹器9 ;流化床4为风帽型布风板流化床，工作在鼓泡流化床状态；所述一级旋风分离器18与高温风机19之间连接有二极旋风分离器21，所述粒化腔室2的第一出风口外设置有三级旋风分离器20。
[0022]本发明的工作过程是:储存在储渣仓I中的熔融高炉渣进入粒化腔室2，在粒化器3的作用下形成细小的熔融颗粒，并在粒化过程中与来自一级旋风分离器18的空气和流化床4的高温气体进行热交换，完成冷却凝固过程。冷却凝固后的颗粒温度仍然很高，颗粒掉落入底部的流化床4内，与来自鼓风机11中的空气进行换热，颗粒的温度进一步降低，并在机械排渣器8的作用下进入出渣管7，在出渣管7管壁上设置的高压空气喷吹器9会用脉动的高压空气对出渣管7进行清扫，防止出渣管7堵塞。颗粒从出渣管7排出进入球磨机5中，球磨机5对颗粒进行粉磨，并与鼓风机13的高速气流在球磨机5中进行换热，同时在风机13高速气流的喷吹作用下，粉粒被携带到粗粉分离器17，粗粉返回球磨机5中，换热后的细粉经一级旋风分离器18进入储渣罐6中。
[0023]空气的流动路径是:鼓风机11将空气送入流化床4中，与颗粒进行换热后得到高温气体，该高温气体在粒化腔室2中再与粒化过程中的熔融颗粒进行换热，并从粒化腔室2顶部的第一出风口排出；鼓风机13将空气送入球磨机5中，与颗粒进行换热后得到高温气体，该高温气体经粗粉分离器17和一级旋风分离器18，并在高温风机19的作用下进入粒化腔室2中，在粒化腔室2再与粒化过程中的熔融颗粒进行换热，并从粒化腔室2顶部的第一出风口排出；第一出风口排出的高温度的空气经过三级旋风分离器20除尘，再经过高温增压风机14加压后作为高温助燃空气进入热风炉内。
【权利要求】
1.干式粒化余热回收与磨制处理系统，包括储渣仓(I)、粒化腔室(2)、粒化器(3)、流化床(4)、球磨机(5);所述储渣仓(I)通过注料管(10)与粒化腔室(2)相连通；其特征在于:所述粒化腔室(2)的顶部设置有第一出风口，该第一出风口通过管路连接高温增压风机(14);所述粒化腔室(2)内设置粒化器(3)，该粒化器(3)位于注料管(10)的下方；所述粒化腔室(2)的侧壁沿圆周设置有风道，该风道上设置有多个风口(12)与粒化腔室(2)相连通；所述粒化腔室(2)的下部设置所述流化床(4)，所述流化床(4)的底部设置有出渣管(7)，该出渣管(7)与所述球磨机(5)相连通；所述球磨机(5)出口与粗粉分离器(17)相连；所述的粗粉分离器(17)的底部粗粉出口通过回料管(15)与出渣管(9)相连，上部细粉出口与一级旋风分离器(18)连接；所述一级旋风分离器(18)底部出口连接储渣罐￠)，顶部出口通过高温风机(19)与设置在粒化腔室(2)侧壁的风道相连； 所述粒化器(3)包括转杯(31)和旋转圆盘(32)，所述转杯(31)固套在内转轴(34)上，该内转轴(34)穿设在空心转轴(35)中；所述旋转圆盘(32)设置在所述转杯(31)的下方，并固套在所述空心转轴(35)上；所述空心转轴(35)通过轴承(38)与所述内转轴(34)相支承；所述内转轴(34)由电机一(36)驱动，所述空心转轴(35)由电机二(37)驱动，所述转杯(31)与旋转圆盘(32)旋转方向相反；所述旋转圆盘(32)上沿圆周设置有切削刀片(33)，所述切削刀片(33)位于所述转杯(31)的外侧。
2.根据权利要求1所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统，其特征在于:所述出渣管(7)的入口设置有机械排渣器(8)，在出渣管(7)管壁设置有高压空气喷吹器(9)。
3.根据权利要求1或2所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统，其特征在于:所述切斜刀片(33)在所述旋转圆盘(32)上沿圆周按不同半径分层设置。
4.如权利要求3所述的干式粒化余热回收与磨制处理系统，其特征在于:所述一级旋风分离器(18)与高温风机(19)之间连接有二极旋风分离器(21)，所述粒化腔室(2)出风口外设置有三级旋风分离器(20)。
【文档编号】B02C21/00GK104388608SQ201410655012
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】朱恂, 谭煜, 王宏, 吴君军, 廖强, 丁玉栋, 李俊, 叶丁丁, 黄云 申请人:重庆大学