一种高温钢渣余热回收处理装置与方法
【专利摘要】提供一种高温钢渣余热回收处理装置，包括固定支架、管路、水泵、存储汽罐、单向压力阀、补水罐、井式罐装置、热交换装置、闷渣盖；井式罐装置的罐体由耐热混凝土制成，在罐体内侧固定安装有热交换装置，热交换装置由钢板护架与钢管制成的排架组成，闷渣盖扣在井式罐装置的上方；提供一种高温钢渣余热回收处理方法，先将（1500-1200）℃左右的高温液态渣、结壳渣、半熔融渣倒入井式罐装置内，然后用专用机械将高温钢渣捣平后盖上闷渣盖；井式罐装置内的高温渣与热交换装置内流动的水进行热交换后转变成水蒸汽；水蒸气通过水泵被送入存储汽罐；再将水蒸汽送入用户；本发明的优点是：具有节能高效、安全可靠、环保零排放等优点。
【专利说明】一种高温钢渣余热回收处理装置与方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及钢渣处理工艺设备【技术领域】，特别涉及一种高温钢渣余热回收处理的装置与方法。
【背景技术】:
[0002]2012年我国产粗钢近10亿t左右，每出It钢约产生0.2t左右的钢渣，炼钢所产生的高温液态渣其温度在(1500) °C左右，It高温液态钢渣所含热量，相当于0.05t标准煤的发热值，以2012年钢产量计算，钢渣产量约2亿t，所含热量折合1000万t标准煤的发热值。如按产蒸汽折算lkg/1.0MPa级的蒸汽则需要0.1lkg标煤，It标煤可产9t/l.0MPa的蒸汽，年产9000万t/1.0MPa蒸汽，I吨蒸汽/1.0MPa，可发电120度电，年可发电108亿度电，按0.6元/度，年可售电收入64.8亿元，如按(40-50) %的能损耗，还有近40亿元的收入。目前国内外对钢渣余热回收处理，大多采用以下几种方式:1.一种钢渣热闷工艺闷渣回水余热利用地方法(专利号201010584171.5)该方法是将高温钢渣倒入热闷池中然后往热渣上喷水，喷水过程中，大量水通过渣层间隙渗到底部，通过排水沟进入沉淀池后循环使用，此时回水温度可以达到80°C左右，其中蕴含大量热能，该方法利用蛇形管道与水箱组成热交换器，将净化的80°C左右热水进入蛇形管道，通过蛇形管道与水箱内的冷水进行热交使水箱内的水升温。供取暖与职工洗浴。2.—种钢渣余热回收方法及其系统(专利号200910097365。X)该方法利用轮式粒化法将高温液态渣粒化颗粒后落入流化床与空气进行余热交换，通过气体将钢渣余热回收的方法。3.—种利用钢渣余热发电的系统(专利号201220164740.5)该方法通过向热闷渣罐内热渣喷水后产生含有杂质的湿蒸汽，将钢渣热能转变成蒸汽能进行余热回收。上述钢渣余热回收方法的共同特征是以回收有杂质的湿蒸汽或低温热水，然后再通过转换的形式回收钢渣余热，这些工艺主要存在的问题是:a.能量转换次数多，热能损耗高，回收率低；b.这些含有杂质的热水、蒸汽、热的气体，需要通过过滤、除尘等方式，将这些含有杂质的热水、蒸汽、热的气体净化后，才能使用，所以出现温降高、设备投资大的问题。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种能量转换次数少、热能损耗低、回收率高；温降低、设备投资低的高温钢渣余热回收处理装置与方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的方案是:提供一种高温钢渣余热回收处理装置。包括相互连接的固定支架，管路，水泵a、b，存储汽罐，单向压力阀，补水罐，用户；其特征在于:还包括井式罐装置、热交换装置、闷渣盖；井式罐装置的罐体由耐热混凝土制成，在罐体内侧固定安装有热交换装置，热交换装置由钢板护架与钢管制成的排架组成，钢管排架镶嵌在钢板护架所预留的沟槽内；闷渣盖扣在井式罐装置的上方。提供一种高温钢渣余热回收处理方法，其特征是:包`括如下步骤:a、先将(1500-1200) °C左右的电炉、转炉及其它冶金炉所产的高温液态渣、结壳渣、半熔融渣倒入井式罐装置内，然后用专用机械将高温钢渣捣平后盖上闷渣盖，此时井式罐装置内处于高温状态山、井式罐装置内的高温渣与热交换装置内流动的水通过热传导、辐射换热、对流换热进行热交换；C、热交换装置内的水通过热传导、辐射换热、对流换热进行热交换后转变成水蒸汽；d、水蒸气通过水泵a被送入存储汽罐；e、通过存储汽罐再将水蒸汽送入用户；用户包括生产蒸汽用户；发电机组用户；冬季取暖、夏季制冷用户；职工洗浴用户；热交换装置内的水损耗后由补水罐通过水泵b随时供给；根据热力学的定率:饱和蒸汽在工作过程中体积不变，即:体积=常数，当钢渣温度高于饱和蒸汽的温度时，热交换系统内的水转变成的饱和蒸汽温度随之升高，饱和蒸汽的压力也随温度升高而升高，在存储汽罐的出汽口处安装有单向压力阀，当系统内的蒸汽压力高于单项压力阀的压力时，系统内的蒸汽通过单项压力阀向用户提供蒸汽。高温钢渣余热回收处理方法的特征还在于:采用多个井式罐装置进行轮流钢渣余热回收处理，一个井式罐装置同时可容纳几十个钢渣转运罐的钢渣，保证有充足的热能持续从井式罐装置中提出，使钢渣余热回收的连续性得到有效的保证，使用户或发电装置能够持续稳定的工作；热交换装置系统内采用经处理的水，纯净度高，所产生的蒸汽干净无任何污染；钢渣处理率达到100% ;钢渣温度在(1500-3000) °C之间提取余热，余热回收率达到70%以上；
[0005](800-600) °C左右开始喷水闷渣，从而保证钢渣的酥化与金属的分离，钢的回收率达96%以上。
[0006]本发明的有益效果是:a.通过井式罐装置内的热交换装置直接提取钢渣的余热，能量转换次数少，提高了钢渣余热回收的转化效率；b.采用多个井式罐装置进行轮流钢渣余热回收处理，一个井式罐装置同时可容纳几十个钢渣转运罐的钢渣，保证有充足的热能持续从井式罐装置中提出，使钢渣余热回收的连续性得到有效的保证，使用户或发电装置能够持续稳定的工作；c.热交换装置系统内采用经处理的水，纯净度高，所产生的蒸汽干净无任何污染。d.热交换装置由钢板护架与钢管排架组成，钢管排架镶嵌在钢板护架所预留的沟槽内，系统内结构简单，维护方便本发明的钢渣余热回收装置，钢渣处理率达到100%;钢渣温度在(1500-300) °C之间提取余热，余热回收率达到70%以上；(800_600) V左右开始喷水闷渣，从而保证钢渣的酥化与金属的分离，钢的回收率达96%以上，喷水闷渣所产生含有杂质的蒸汽与80°C的热水全部回收不外排，避免了环境污染，该发明具有很高的经济效益和社会效益。本发明的井式罐装置钢渣余热回收装置具有高效、安全、可靠、节约用水、零排放等优点。
【专利附图】
【附图说明】:
[0007]图1是本发明的结构示意图
[0008]图2为图1中的A-A剖视图
[0009]图中:1.井式罐装置；2.热交换装置；3.固定支架；4.闷渣盖；5.管路；6.水泵a；7.存储汽罐；8.单向压力阀；9.补水灌；10.水泵b;ll.用户。
【具体实施方式】:
[0010]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:一种钢渣余热回收处理装置，由井式罐装置1、热交换装置2、定位支架3、闷渣盖4、管路5、水泵a6、存储汽罐7、单向压力阀8、补水罐9、水泵blO、用户11组成；井式罐装置I的罐体由耐热混凝土制成，在罐体I四壁的内侧通过固定支架3安装有热交换装置2 ;热交换装置2的进水口通过管路5与水泵a6连接；水泵a6通过管路5与存储汽罐7的下降管连接；热交换装置2的出汽口通过管路5与存储汽罐7的上升管连接；存储汽罐7的蒸汽排出口通过单向压力阀8与用户11连接；存储汽罐7的补水口通过管路5、水泵blO再与补水罐9连接。一种高温钢渣余热回收处理方法，包括如下步骤:a.将(1500-1200) °C左右的电炉、转炉及其它冶金炉所产的含金属高的液态渣、结壳渣、半熔融渣倒入井式罐装置I内，然后用专用机械将高温渣捣平后盖上闷渣盖4，此时井式闷渣罐I内处于高温状态；b.井式罐装置I内的高温渣与热交换装置2内流动的水通过热传导、辐射换热、对流换热进行热交换。c.热交换装置2内的水通过热传导、辐射换热、对流换热进行热交换后转变成水蒸汽；d、水蒸气通过水泵a6被送入存储汽罐7 ;e、通过存储汽罐7再将水蒸汽送入用户11 ;用户11包括生产蒸汽用户；发电机组用户；冬季取暖、夏季制冷用户；职工洗浴用户；热交换装置内的水损耗后由补水罐9通过水泵blO随时供给；根据热力学的定率:饱和蒸汽在工作过程中体积不变，即:体积=常数，当钢渣温度高于饱和蒸汽的温度时，热交换系统内的水转变成的饱和蒸汽温度随之升高，饱和蒸汽的压力也随温度升高而升高，在存储汽罐7的出汽口处安装有单向压力阀8，当系统内的蒸汽压力高于单项压力阀的压力时，系统内的蒸汽通过单项压力阀向用户提供蒸汽。采用多个井式罐装置I进行轮流钢渣余热回收处理，一个井式罐装置同时可容纳几十个钢渣转运罐的钢渣，保证有充足的热能持续从井式罐装置中提出，使钢渣余热回收的连续性得到有效的保证，使用户或发电装置能够持续稳定的工作。热交换装置系统内采用经处理的水，纯净度高，所产生的蒸汽干净无任何污染。钢渣处理率达到100% ;钢渣温度在(1500-3000) °C之间提取余热，余 热回收率达到70%以上；(800-600) 1:左右开始喷水闷渣，从而保证钢渣的酥化与金属的分离，钢的回收率达96%以上。
【权利要求】
1.一种高温钢渣余热回收处理装置，包括相互连接的固定支架(3)，管路(5)，水泵a、b(6、10)，存储汽_(7)，单向压力闽(8)，补水_(9)，用户(11);其特征在于:还包括井式装置(I)、热交换装置(2)、闷渣盖(4);井式罐装置(I)的罐体由耐热混凝土制成，在罐体内侧固定安装有热交换装置(2)，热交换装置(2)由钢板护架与钢管制成的排架组成，钢管排架镶嵌在钢板护架所预留的沟槽内；闷渣盖(4)扣在井式罐装置(I)的上方。
2.一种高温钢渣余热回收处理方法，其特征是:包括如下步骤:a、先将(1500-1200) °C左右的电炉、转炉及其它冶金炉所产的高温液态渣、结壳渣、半熔融渣倒入井式罐装置(I)内，然后用专用机械将高温钢渣捣平后盖上闷渣盖(4)，此时井式罐装置(I)内处于高温状态；b、井式罐装置(I)内的高温渣与热交换装置(2)内流动的水通过热传导、辐射换热、对流换热进行热交换；c、热交换装置(2)内的水通过热传导、辐射换热、对流换热进行热交换后转变成水蒸汽；d、水蒸气通过水泵a (6)被送入存储汽罐(7) ;e、通过存储汽罐(7)再将水蒸汽送入用户(11);用户(11)包括生产蒸汽用户；发电机组用户；冬季取暖、夏季制冷用户；职工洗浴用户；热交换装置内的水损耗后由补水罐(9)通过水泵b (10)随时供给；根据热力学的定率:饱和蒸汽在工作过程中体积不变，即:体积=常数，当钢渣温度高于饱和蒸汽的温度时，热交换系统内的水转变成的饱和蒸汽温度随之升高，饱和蒸汽的压力也随温度升高而升高，在存储汽罐(7)的出汽口处安装有单向压力阀(8)，当系统内的蒸汽压力高于单项压力阀的压力时，系统内的蒸汽通过单项压力阀向用户提供蒸汽。
3.根据权利要求2所述的一种高温钢渣余热回收处理方法，其特征是:采用多个井式罐装置(I)进行轮流钢渣余热回收处理，一个井式罐装置(I)同时可容纳几十个钢渣转运罐的钢渣，保证有充足的热能持续从井式罐装置(I)中提出，使钢渣余热回收的连续性得到有效的保证，使用户或发电装置能够持续稳定的工作。
4.根据权利要求2所述的一种高温钢渣余热回收处理方法，其特征是:热交换装置(2)系统内采用经处理的水，纯净度高，所产生的蒸汽干净无任何污染。
5.根据权利要求2所述的一种高温钢渣余热回收处理方法，其特征是:钢渣处理率达到100%;钢渣温度在(1500-3000) °C之间提取余热，余热回收率达到70%以上；(800-600) °C左右开始喷水闷渣，从而保证钢渣的酥化与金属的分离，钢的回收率达96%以上。
【文档编号】C21B3/10GK103667554SQ201310733716
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】高国才, 赵连琦, 曹兴平, 于伟民, 冯京跃, 闫武装, 张宏伟, 张 杰 申请人:北京中冶设备研究设计总院有限公司