一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置，属于冶金熔渣处理与余热回收利用技术领域。
【背景技术】
[0002]熔渣是在冶金生产过程中的高温、熔融态产物，如液态的高炉渣、钢渣、铜渣等，其中蕴含着丰富的热能资源。
[0003]例如液态高炉渣是一种典型的熔渣，急冷处理的高炉渣形成大量的玻璃相的非晶态物质，具有较高的水合活性，是生产水泥等建筑材料的优质原料。同时，液态高炉渣温度在1300°C到1600°C之间，具有很高的热能回收利用价值。
[0004]目前，液态高炉渣主要采用水淬法处理，水淬后的高炉渣可用于制作水泥等建筑材料，水淬法存在的主要问题有:耗水量大；产生H2S和SOx造成大气污染；热能没有得到回收；水淬渣含水率高，研磨需进行干燥处理；循环水中所含微细颗粒对水栗和阀门等部件的磨损和堵塞非常严重，系统维护工作量大，增加了维护费用。
[0005]针对高炉熔渣水淬工艺的缺点，20世纪70年代国外就已经开始研究干式粒化熔渣的方法，比较有代表性的有风淬法和离心法。风淬法是用大功率造粒风机产生高速气流吹散液态高炉渣，其主要缺点是动力消耗大、设备庞大复杂、占地面积大、投资和运行费用高，在液态高炉渣流量变化时，风速和风量不易协调，且大量的冷风进入系统也降低了热量回收的品质。离心法是依靠转盘或转杯高速旋转产生的离心力将液态高炉渣粒化，虽然不需要造粒风机这样的高耗能设备，但是高速旋转的转盘或转杯与高温熔渣直接接触，因此降低了粒化设备运行的可靠性，加之粒化效果对液态高炉渣的温度和流量变化较为敏感，仅靠调节转速效果并不理想，并且熔渣向四周高速飞散也不利于设备的紧凑设计，高温熔渣集中高速撞击设备内部某一部位，也易造成设备的局部过热而损坏设备。
[0006]近几年，国内的部分科研团队也对熔渣的粒化工艺进行了相关的研究，例如转杯粒化、机械轮粒化、高压气体粒化等，但大部分研究仅局限于熔渣粒化工艺本身，或是分体设置热能回收工艺装置。分体设置方式不紧凑、工艺整体性差、设备占地面积较大、热能回收率相对较低，尤其是包含高温渣粒中间转运环节的工艺设置，增加了工艺整体的不稳定性与安全隐患，同时也使工艺运行控制难度加大。
【发明内容】
[0007]针对现有技术存在的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种可满足当前行业需求的冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置。
[0008]本发明的技术方案如下:
一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置，包括熔渣粒化室、渣粒热能回收室以及气热回收室；所述渣粒热能回收腔与气热回收室布置在熔渣粒化室的两侧；所述的熔渣粒化室的四周采用第一水冷壁，熔渣粒化室的顶部设有熔渣槽和熔渣粒化设备，熔渣粒化室底部设置第一埋管、第一冷却风系统，第一冷却风系统包括倾斜的第一布风板和第一风室，第一风室布置在第一布风板底部；第一布风板上设置至少一个第一风帽；所述第一埋管布置在第一布风板上方；所述的熔渣粒化室的侧面外布置至少一个第一旋风分离器；所述的熔渣粒化室底部的第一布风板最低侧设置倾斜布置的导渣通道，与所述的渣粒热能回收室的下部连通；所述的渣粒热能回收室的四周为第二水冷壁，渣粒热能回收室的侧面外布置至少一个第二旋风分离器；所述渣粒热能回收室的底部从上往下依次布置第二埋管、第二冷却风系统，所述第二冷却风系统包括倾斜的第二布风板和位于第二布风板下方的第二风室，第二布风板上设置至少一个第二风帽；第二布风板的最低侧设置排渣口 ；熔渣粒化室的第一旋风分离器的气体通道和渣粒热能回收室的第二旋风分离器的气体通道通过气体管道与气热回收室相连。
[0009]上述技术方案中，所述的第一埋管和第二埋管都为盘旋管组；第一埋管与水平面的倾斜夹角α为0~45° ;第二埋管与水平面的倾斜夹角Θ为0~45° ;所述第一布风板与水平面的夹角β为3~45° ;所述第二布风板与水平面的夹角γ为3~45° ;所述渣粒通道与水平面的夹角Φ为3~60°。
[0010]上述技术方案中，所述的气热回收室内从上到下依次布置过热器换热装置和省煤器换热装置，气热回收室的底部布置排尘口。
[0011]本发明与现有技术相比具有以下优点:采用熔渣粒化与热能回收一体化布置结构，且采用水冷壁和埋管换热，在工艺装置结构紧凑的同时强化了换热效果；一体化装置内部没有高温渣粒输送转运环节，且高温工艺段均无传动设备或部件，工艺整体性和可靠性得到进一步加强。
【附图说明】
[0012]图1为本发明所涉及的一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置示意图。
[0013]图2为本发明所涉及的一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置所述第一旋风分离器设置I个时的布置示意图。
[0014]图3为本发明所涉及的一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置所述第一旋风分离器设置2个时的布置示意图。
图4为本发明所涉及的一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置所述第二旋风分离器设置2个时的布置示意图。
[0015]图中:1 一熔渣槽；2 —熔渣粒化设备；3 —第一水冷壁；4 一第一旋风分离器；5 —熔渣粒化室；6 —第一埋管；7 —第一布风板；8 —渣粒通道；9 一第一风室；10 —第二旋风分呙器；11 一渣粒热能回收腔；12 —第二水冷壁；13 —第二埋管；14 一第二布风板；15 —排渣口 ；16 —第二风室；17 —汽包；18 —气热回收室；19 一过热蒸汽出口 ；20 —过热换热器装置；21 —省煤器换热装置；22 —给水进口 ；23 —气体排出口 ；24 —排尘口 ；25 —气体管道；26 —第一风帽；27 —第二风帽。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图详细描述本发明所提供的一种冶金熔渣粒化及其热能多级回收一体化装置的结构、原理和工作过程。
[0017]如附图1和附图2所示，一种冶金熔渣粒化及热能多级回收一体化装置，包括熔渣粒化室5、渣粒热能回收室11以及气热回收室18。所述渣粒热能回收腔11与气热回收室18布置在熔渣粒化室5的两侧。
[0018]熔渣粒化室5的顶部设有熔渣槽I和熔渣粒化设备2，1000- 1500°C的液态熔渣通过熔渣槽1，在熔渣粒化设备2上被急冷固化、破碎成平均直径小于1mm的渣粒，渣粒呈射线状散落到熔渣粒化室5底部。熔渣粒化室5底部从上往下依次设置第一埋管6、第一冷却风系统。第一冷却风系统包括倾斜的第一布风板7和第一风室9。所述第一埋管6布置在第一布风板7上方，第一风室9布置在第一布风板7底部。第一布风板7上设置至少一个第一风帽26，冷却风通过第一风室9，在第一布风板7上的第一风帽26的均勾布风作用下进入熔渣粒化室5，渣粒在下落过程中与上行的冷却风进行换热冷却。掉落熔渣粒化室5下部的渣粒，与布置在布风板7上方的第一埋管6内的水工质进行换热，产生蒸汽。所述的第一埋管6为盘旋管组，可以达到扩大换热面积的作用。第一埋管6与水平面的倾斜夹角α为0~45°。所述的熔渣粒化室5的侧面外布置至少一个第一旋风分离器4，冷却气体换热后，夹带着部分粉尘进入到第一旋风分离器4进行气固分离，分离下来的固体颗粒沿第一旋风分离器4的料腿回到熔渣粒化室5下部