具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置及方法与流程

本发明涉及熔渣粒化装置及方法，具体涉及具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置及方法。

背景技术：

高炉炼铁过程中会产生大量高温熔渣，传统的高温熔渣水淬处理工艺可以快速冷却熔渣，得到的高玻璃体含量渣粒可用作优质水泥添加剂，然而此方法将导致熔渣余热无法回收、水资源浪费、环境污染等问题。为解决高温熔渣水淬处理工艺的诸多缺点，国内外学者提出了多种的高温熔渣干式处理方法，其共同的思想是先采用物理方法粒化高温熔渣得到细小颗粒，在提高颗粒与冷却介质的换热效率的同时，提高熔渣作为水泥添加剂的品质。离心粒化技术具有结构简单紧凑、节能、颗粒细小均匀的优势，是目前最有发展前途的一种高温熔渣干式粒化技术，得到广泛的关注。但是在目前离心粒化技术中仍然存在渣棉产生量大、粒化品质及效率低、粒化器长时间运行发生高温熔蚀等工业化应用瓶颈问题，亟待解决。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置及方法。

本发明的第一个技术方案是,具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置，包括储渣仓、位于储渣仓下部的注料管、粒化仓和位于粒化仓下部的出渣口；注料管与储渣仓相连通；其特征在于：在所述粒化仓的上部设置有排风管；所述粒化仓内设置有离心气淬粒化器，该离心气淬粒化器位于注料管的下方，所述离心气淬粒化器固套在中空转轴顶部，中空转轴的底部套设在密封部件上，中空转轴通过密封部件与风机的出风口连通，该中空转轴由电机驱动；所述的离心气淬粒化器4的表面设置有若干肋片，离心气淬粒化器的顶部外围沿周向布置有若干与离心气淬粒化器内部连通的气淬风喷嘴，气淬风喷嘴的进风口位于离心气淬粒化器内侧。

本发明将离心气淬粒化器以及中空转轴设置为中空结构，由风机所提供的常温空气可以为离心气淬粒化器以及中空转轴提供冷却，离心气淬粒化器上设置的肋片能够增大冷却气流与离心气淬粒化器的换热面积，进一步增强冷却效果，促使离心气淬粒化器外表面附近的熔渣凝固形成一层保护渣壳隔绝熔渣，并使离心气淬粒化器表面温度低于其长期工作温度，实现离心气淬粒化器的热防护，防止离心气淬粒化器长时间工作发生高温熔蚀。

本发明在离心气淬粒化器顶部沿周向设置一圈气淬风喷嘴，使与离心气淬粒化器底部完成换热的高温气流由气淬风喷嘴高速喷出，冲击离心气淬粒化器周围形成的熔渣液丝/液膜，能够提供额外破碎作用促使熔渣液丝/液膜快速断裂形成更加细小的颗粒；由于冲击气流的温度很高，能够防止熔渣液丝/液膜断裂过程中颈缩液桥的快速凝固，从而抑制粒化过程中渣棉的形成。

根据本发明所述的具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置的优选方案，所述肋片为矩形结构。

根据本发明所述的具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置的优选方案，所述气淬风喷嘴的出风口竖直向上。

本发明的第二个技术方案是,熔渣组合式离心气淬粒化方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、制作具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置，该装置包括储渣仓、位于储渣仓下部的注料管、粒化仓和位于粒化仓下部的出渣口；注料管与储渣仓相连通；在所述粒化仓的上部设置有排风管；所述粒化仓内设置有离心气淬粒化器，该离心气淬粒化器位于注料管的下方，所述离心气淬粒化器固套在中空转轴顶部，中空转轴的底部套设在密封部件上，中空转轴通过密封部件与风机的出风口连通，该中空转轴由电机驱动；所述的离心气淬粒化器的表面设置有若干肋片，离心气淬粒化器的顶部外围沿周向布置有若干与离心气淬粒化器内部连通的气淬风喷嘴，气淬风喷嘴的进风口位于离心气淬粒化器内侧；

b、启动电机，电机带动中空转轴和离心气淬粒化器旋转，开启风机，将空气鼓入中空转轴和离心气淬粒化器内；

c、将储渣仓中的高温熔渣由注料管注入到离心气淬粒化器内，熔渣在离心气淬粒化器4内表面顶部受到离心力的作用而铺展；风机鼓入的空气在离心气淬粒化器内与高温熔渣换热成为高温气流，高温气流由气淬风喷嘴高速喷出，冲击离心气淬粒化器周围形成的熔渣液丝/液膜，使熔渣液丝/液膜快速断裂形成细小的颗粒；

d、被气淬粒化的颗粒由出渣口排出。

根据本发明所述的熔渣组合式离心气淬粒化方法的优选方案，所述肋片为矩形结构。

根据本发明所述的熔渣组合式离心气淬粒化方法的优选方案，所述气淬风喷嘴的出风口竖直向上。

本发明所述的具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置及方法的有益效果是:本发明能够实现粒化器的热防护，防止粒化器发生高温熔蚀而失效；本发明能够提供廉价易得的高温冲击气流，增强熔渣的破碎，可以得到更小的颗粒，并且防止熔渣在粒化过程中形成渣棉；本发明可广泛应用在钢铁、冶金等领域。

附图说明

图1是本发明所述的具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置的结构示意图。

图2为离心气淬粒化器4的俯视图。

图3为离心气淬粒化器4的剖视图。

具体实施方式

参见图1至图3,具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置，包括储渣仓1、位于储渣仓1下部的注料管2、粒化仓3和位于粒化仓3下部的出渣口9；注料管2与储渣仓1相连通；在所述粒化仓3的上部设置有排风管8；所述粒化仓2内设置有离心气淬粒化器4，该离心气淬粒化器4位于注料管2的下方，所述离心气淬粒化器4固套在中空转轴5顶部，中空转轴5的底部套设在密封部件7上，中空转轴5通过密封部件7与风机10的出风口连通，该中空转轴5由电机6驱动；所述的离心气淬粒化器4的表面设置有若干肋片4-2，肋片4‐2的尺寸和数量可以根据具体的熔渣流量和粒化器尺寸进行调整，离心气淬粒化器4的顶部外围沿周向布置有若干与离心气淬粒化器4内部连通的气淬风喷嘴4-1，气淬风喷嘴4-1的进风口位于离心气淬粒化器4内侧。

在具体实施例中，所述肋片4-2为矩形结构。所述气淬风喷嘴4-1的喷口为圆形，出风口竖直向上。

本发明的工作过程是：由高炉间断排放的高温熔渣被储存在熔渣储渣仓1中，并连续的由注料管2注入到离心气淬粒化器4内，熔渣在离心气淬粒化器4内表面顶部受到离心力的作用而铺展，由于在离心气淬粒化器4的内部有冷却空气对离心气淬粒化器4内表面进行冷却，离心气淬粒化器4表面温度将低于材料的长期工作温度，促使离心气淬粒化器4外表面附近的熔渣凝固形成一层保护渣壳，隔绝熔渣与离心气淬粒化器4表面，防止离心气淬粒化器4发生高温熔蚀。在离心气淬粒化器4的边沿熔渣被甩出形成液丝/液膜，液丝/液膜在飞行过程中受到从气淬风喷嘴4‐1喷出的高速高温冲击气流的作用，快速断裂破碎形成更加细小的颗粒，在减小颗粒直径的同时能够抑制渣棉的产生。

熔渣组合式离心气淬粒化方法，包括如下步骤：

a、制作具有热防护功能的熔渣组合式离心气淬粒化装置，该装置包括储渣仓1、位于储渣仓1下部的注料管2、粒化仓3和位于粒化仓3下部的出渣口9；注料管2与储渣仓1相连通；在所述粒化仓2的上部设置有排风管8；所述粒化仓3内设置有离心气淬粒化器4，该离心气淬粒化器4位于注料管2的下方，所述离心气淬粒化器4固套在中空转轴5顶部，中空转轴5的底部套设在密封部件7上，中空转轴5通过密封部件7与风机10的出风口连通，该中空转轴5由电机6驱动；所述的离心气淬粒化器4的表面设置有若干肋片4-2，离心气淬粒化器4的顶部外围沿周向布置有若干与离心气淬粒化器4内部连通的气淬风喷嘴4-1，气淬风喷嘴4-1的进风口位于离心气淬粒化器4内侧；

b、启动电机6，电机6带动中空转轴5和离心气淬粒化器4旋转，开启风机10，将空气鼓入中空转轴5和离心气淬粒化器4内；

c、将储渣仓1中的高温熔渣由注料管2注入到离心气淬粒化器4内，熔渣在离心气淬粒化器4内表面顶部受到离心力的作用而铺展；风机10鼓入的空气在离心气淬粒化器4内与高温熔渣换热成为高温气流，高温气流由气淬风喷嘴高速喷出，冲击离心气淬粒化器周围形成的熔渣液丝/液膜，使熔渣液丝/液膜快速断裂形成细小的颗粒；

d、被气淬粒化的颗粒由出渣口9排出。

在具体实施例中，所述肋片4-2为矩形结构。

在具体实施例中，所述气淬风喷嘴4-1的出风口竖直向上。