专利名称：转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高温熔融渣回收技术领域，尤其涉及转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置，主要应用于高温液态渣的处理，以回收其中的废钢、显热和废渣资源，尤其适用于钢铁行业转炉渣的回收处理。
背景技术：
钢铁行业的转炉高温熔融渣的温度一般达1700°C，渣中含有一定比例的废钢铁， 回收废钢铁后的废渣还可以作为生产水泥的原料或者用于铺路，由此可见，高温熔融渣中蕴含着大量的显热、废钢铁和废渣资源。以一台150t转炉年产约30万吨钢渣为例，其蕴含的显热热量约45000000万KJ (千焦)，每年可生产约7. 35万吨蒸汽；钢渣中废钢铁含量可达13%，如果全部回收则每年可回收废钢3. 9万吨；其废渣每年生产约26. 1万吨以上，如果能提高其附加价值，利益也十分可观。传统上通常采用水冲渣装置来对高温熔融渣进行处理，即高温熔融渣先经高压水水淬后进入沉渣池，之后将沉渣池中的水渣打捞出来脱水后供作为生产水泥或铺路原料使用，而沉渣池中的水先经过滤然后由泵加压送入冷却塔中冷却，之后再用来对高温熔融渣进行水淬，这样可实现水的循环使用。水量损失必须由新水补充。这种水冲渣装置存在很多问题，其中最大一个问题是耗水太多，其次是水冲渣过程浪费了大量热量，并且对周围环境也带来污染。鉴于传统水冲渣工艺的种种弊端，近年来人们提出了干法粒化及其热能回收技术，其技术方案为高温熔融渣先在粒化器内进行换热，然后再经过振动床进行热量第二次回收，最后在流化床内进行热量的第三次回收，回收的热能以热风或发电的形式得到再利用或能量转换。干法粒化及其热能回收技术由于采用机械装置的机械力来将高温熔融渣击碎，需要提供机械装置，并且对高温熔融渣显热的回收的能量通常不能直接用于驱动该机械装置，使得整个装置结构复杂，能耗高，不能充分回收和利用高温熔融渣的显热。此外，目前对高温熔融渣的回收技术，通常只回收显热、废钢和废渣中的其中一种。回收高温熔融渣显热通常采用干法粒化技术，回收废钢通常采用热闷渣工艺，提高废渣附加值通常采用风碎法。热闷渣可回收废钢11 %，热闷渣法生成的渣粒度小，但成分十分稳定，也可以作为建材材料使用。风碎法废渣产品的粒径和物化成分可控，可作为水泥原料使用。虽然上述各种方法单独使用均可取得不错的效果，但是，要将这三种方法整合到同一个装置中，以充分回收高温熔融渣的显热、废钢和废渣，目前还存在技术上的困难。
发明内容本实用新型主要解决现有干法粒化及其热量回收技术中采用机械装置来将转炉高温熔融渣打碎、不能充分回收和利用转炉高温熔融渣的显热的技术问题，提出一种将转炉高温熔融渣的显热回收并循环使用的高温熔融渣回收装置。为了解决其技术问题，本实用新型提供了一种转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置，包括处理塔、等流速热管、热管换热器、布袋除尘器、引风机、汽水混合器、蒸汽聚集器、辅助设备、浅闷池和磁选筛板，其特征在于所述处理塔设有进渣口、出渣口和冷空气入口，所述进渣口附近设有喷嘴，所述等流速热管的一部分在所述处理塔中，另一部分在所述热管换热器中，所述热管换热器连接汽水混合器。所述布袋除尘器中设置有耐高温抗水解碳纤维滤芯，所述蒸汽聚集器通过管道连接喷嘴和汽水混合器。所述辅助设备包括依次连接的软化水箱、给水泵和除氧器，所述除氧器连接热管换热器。所述浅闷池对从所述出渣口排出的渣颗粒进行20分钟至45分钟浅闷渣处理。浅闷渣能稳定渣颗粒的成份，更宜于建材利用，并为后续回收废钢进一步打好了基础。所述磁选筛板，将浅闷渣处理后的渣颗粒中的废钢筛选出，本实用新型可回收渣颗粒中约13 %的废钢，剩余废渣可作为建材用途外运。这样，本实用新型可全面彻底地回收高温熔融渣所含有的显热、废钢和废渣资源。本实用新型从喷嘴喷出的高压蒸汽冲击高温的液态熔融渣，使之破碎并冷却成较细固体颗粒，降低了废钢的氧化率，为后续尽可能地回收废钢打下良好的基础；进入处理塔的冷空气与汽碎后的渣颗粒进行热交换，热交换生成的热空气经等流速热管换热以生产蒸汽，蒸汽又内循环用于汽碎，实现了高温熔融渣显热的循环利用，采用等流速热管这一高效换热元件，提高了余热回收效率。
图1为本实用新型转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置的结构示意图。图中，1.倒渣罐，2.流槽，3.喷嘴，4.处理塔，5.振动器，6.筛板，7.鼓风机，8.挡板，9.等流速热管，10.皮带，11.热管换热器，12.汽水混合器，13.蒸汽聚集器，14.除氧器，15.给水泵，16.软化水箱，17.浅闷池，18.挖掘机，19.磁选筛板，20.废钢，21.废渣， 22.布袋除尘器，23.引风机，24.排气筒，25.进渣口，26.出渣口，27.冷空气入口。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。本实用新型转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置包括处理塔4、 等流速热管9和热管换热器11，处理塔4设有进渣口 25、出渣口沈和冷空气入口 27，进渣口 25处设有流槽2，喷嘴3在进渣口 25附近，等流速热管9的一部分在处理塔4中，另一部分在热管换热器11中，汽水混合器12通过管道连接热管换热器11和蒸汽聚集器13，蒸汽聚集器13通过管道连接喷嘴3，为喷嘴3提供高压蒸汽。处理塔4中设置筛板6，筛板6在进渣口 25和出渣口沈之间并且倾斜放置，振动器5安装在筛板6上。高温熔融渣从排渣口依次经倒渣罐1和流槽2进入处理塔4中，从喷嘴3喷出的高压蒸汽冲击高温熔融渣，将高温熔融渣流击碎粒化成较细的渣颗粒。高压蒸汽优选为饱和蒸汽，压力在0. 85MPa 1.6MPa之间。当高压蒸汽的压力为0. 85MPa时， 汽碎的效果比较好，所以高压蒸汽的压力优选为0.85MPa。汽碎后的渣颗粒散落在筛板6上，在振动器5的振动作用下渣颗粒被输送出处理塔4。采用高压蒸汽冲击高温的液态熔融渣，使之破碎并冷却成较细固体颗粒，降低了废钢的氧化率，为后续尽可能地回收废钢打下良好的基础。鼓风机7连接冷空气入口 27，由鼓风机7提供的冷空气从冷空气入口 27进入处理塔4，冷空气与筛板6上正在输送出处理塔4的渣颗粒进行热交换，热交换后冷空气变成热空气。冷空气入口 27在筛板6的下方，使冷空气与渣颗粒的热交换更充分。为了使后续浅闷渣取得较好的处理效果，热交换后从出渣口 26排出的渣颗粒温度控制在450°C 650°C 之间。处理塔4在等流速热管9的下部设有挡板8。热交换后的热空气先经过挡板8初步除尘后再冲刷等流速热管9。等流速热管9的一部分设置在处理塔4中，另一部分在热管换热器11中，通过等流速热管9的传热作用，处理塔4中的热空气将热管换热器11中的水加热为蒸汽，该蒸汽聚集到一定程度，成为高压蒸汽。热管换热器11可产生压力为Q. 85MPa 1. 6MPa的饱和蒸汽。经等流速热管9换热后产生的烟气排出处理塔4后，进入耐高温抗水解碳纤维滤芯布袋除尘器22净化，除尘器中的耐高温抗水解碳纤维滤芯，一般能够承受 180°C左右的长期工作温度，最高能承受200°C的高温，且具有抗水解功能，因此可以直接净化含尘烟气，净化后的粉尘浓度降至小于:3mg/Nm3成为洁净烟气，通过引风机23再由排气筒对排放。从热管换热器11中出来的高压蒸汽经过汽水混合器12后，进入蒸汽聚集器13 并在其中聚集起来。蒸汽聚集器13通过管道连接喷嘴3，将其中的高压蒸汽分流出一小部分循环至喷嘴3用于汽碎粒化，其余大部分蒸汽可富余外供。本实用新型采用辅助装置为热管换热器11提供给水，该辅助装置包括依次连接的软化水箱16、给水泵15和除氧器14， 除氧器14连接热管换热器11，辅助装置用于为热管换热器11提供高品质的给水，以用于蒸汽生产。本实用新型余热回收过程主要是渣颗粒与冷空气之间的热交换，热交换生成的热空气经等流速热管换热以生产蒸汽，蒸汽又内循环用于汽碎，实现了高温熔融渣显热的循环利用，采用等流速热管这一高效换热元件，提高了余热回收效率。筛板6将汽碎且进行热交换后的渣颗粒输送出处理塔4，随后皮带10将渣颗粒运输到浅闷池17中，在浅闷池17中对渣颗粒进行浅闷渣处理。浅闷池17的结构与原理与传统的热闷渣池类似，同样包括喷水、排水、排汽、盖顶等结构，但是池子数量与体积大小存在差异。浅闷是指闷渣时间短，约闷渣20分钟至45分钟即出渣。浅闷渣处理能稳定渣颗粒的成份，更宜于建材利用，并为后续回收废钢进一步打好了基础，且单位时间内单个池的渣处理量较大。闷渣后的废渣由挖掘机18挖出，再经磁选筛板19进行磁选，以回收其中的废钢20，剩余的废渣21可作建材材料外运。下面以一台150t转炉年产约30万吨钢渣为例，介绍本实用新型的技术经济性能。主要设计技术指标如下(1)总渣量300000 吨 / 年(2)熔融渣利用温度1700°C⑶渣终温<45°C(4)饱和蒸汽参数过程循环用，一部分外供压力0. 85MPa温度173°C〔0029〕巧)处理塔内过热蒸汽参数
〔0030〕压力0丨 851？& 〔0031〕温度360。0
〔0〇32〕出)内循环饱和蒸汽量109丨86吨乂小时
〔0033〕(了)汽碎用饱和蒸汽量么22吨^小时
〔0034〕⑶富余外供饱和蒸汽⑴.851？-10. 5吨义小时
〔0035〕⑶回收废钢39000吨义年
〔0036〕(川)可利用废渣量261000吨义年
〔0037〕按最保守估计，其产生的经济效益如下
〔0〇38〕⑴回收废钢3丨9万吨I年衬000元吨二 3900万元I年
〔0039〕回收蒸汽10丨5吨乂小时打000小时和.01万元丨吨二 735万元丨年
〔0〇40〕⑶废渣利用26丨1万吨7年衬0元7吨二 261万元丨年
〔0041〕合计回收收益4896万元7年。
权利要求1.转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置，包括处理塔、等流速热管、热管换热器、布袋除尘器、引风机、汽水混合器、蒸汽聚集器、辅助设备、浅闷池和磁选筛板，其特征在于所述处理塔设有进渣口、出渣口和冷空气入口，所述进渣口附近设有喷嘴，所述等流速热管的一部分在所述处理塔中，另一部分在所述热管换热器中，所述热管换热器连接汽水混合器。
2.根据权利要求1所述的转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置，其特征在于所述布袋除尘器中设置有耐高温抗水解碳纤维滤芯。
3.根据权利要求1所述的转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置，其特征在于所述蒸汽聚集器通过管道连接喷嘴和汽水混合器。
4.根据权利要求1所述的转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置，其特征在于所述辅助设备包括依次连接的软化水箱、给水泵和除氧器，所述除氧器连接热管换热器。
专利摘要转炉高温熔融渣等流速热管式余热废钢废渣回收装置，包括处理塔、等流速热管、热管换热器、布袋除尘器、引风机、汽水混合器、蒸汽聚集器、辅助设备、浅闷池和磁选筛板，处理塔设有进渣口、出渣口和冷空气入口，进渣口附近设有喷嘴，等流速热管的一部分在处理塔中，另一部分在热管换热器中，热管换热器连接汽水混合器，布袋除尘器中设置有耐高温抗水解碳纤维滤芯。本实用新型采用高压蒸汽冲击高温的液态熔融渣，降低了废钢的氧化率，可回收渣颗粒中约13％的废钢，剩余废渣可作为建材用途，同时，采用渣颗粒与冷空气的热交换可回收高温熔融渣的显热，生产蒸汽，实现循环利用，全面彻底地回收高温熔融渣所含有的显热、废钢和废渣资源。
文档编号C21B3/06GK202322897SQ20112036474
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者王珍露 申请人:无锡市东优环保科技有限公司