热熔渣干法处理及余热利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种热熔渣干法处理及余热利用系统，包括：环形的运转轨道，该环形的运转轨道的不同位置设置有热料入口、冷料入口和出渣口；渣罐，用于装热熔渣，并至少为两个，且排列在所述环形的运转轨道上，所述至少为两个渣罐中的一个在通过所述热料入口装上热熔渣之后沿所述环形的运转轨道运行至冷料入口，并由冷料入口向该渣罐添加冷料，添加冷料后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道运行至所述出渣口；经所述出渣口排出的热熔渣通过余热利用系统进行回收利用。不产生大量的水蒸气及硫化物的排放，具有能耗低、环保、低碳的优点。
【专利说明】 热熔渣干法处理及余热利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热熔渣处理【技术领域】，具体涉及一种热熔渣干法处理及余热利用系统。
【背景技术】
[0002]水淬渣是通过向热熔渣喷洒水，使得高温热熔渣急速冷却、收缩、放热，从而形成一种表面粗糙的粒状渣的一种工艺。该方法广泛应用于各类的热熔渣处理技术中，如高炉渣、炼钢钢渣、含铟铅锑冶炼水淬渣等等。
[0003]以高炉渣为例，高炉熔渣处理方法主要分为出干渣和水淬渣，由于干渣处理环境污染较为严重，且资源利用率低，现在已很少使用，一般只在事故处理时，设置干渣坑或渣罐出渣。目前，高炉熔渣处理主要采用水淬渣工艺，水渣可以作为水泥原料，或用于制造渣砖、轻质混凝土砌块，使资源得到尽可能的利用。
[0004]水淬渣的按其形成过程，可以分为两大类:
[0005]A:高炉熔渣直接水淬:脱水方法主要有渣池法或底滤法、因巴法、拉萨法等。其主要工艺过程是高炉熔渣渣流被高压水流水淬，再进行渣水输送和渣水分离。
[0006]B:高炉熔渣先经过机械破碎后水淬:主要代表为图拉法和HK法等。其主要工艺流程是高炉熔渣流先被机械破碎，被抛射到空中时进行水淬粒化，然后再进行渣、水分离与输送。
[0007]由于热熔渣具有大量的显热，上述干法或水淬处理工艺都有一个共同的不足，SP大量的热量未被回收利用或未被有效利用，同时，水淬处理工艺渣水比大，这样不仅消耗大量的水资源，而且，冲渣过程中产生的硫化物气体及水蒸气，会对环境的二次污染，再者，工艺设备电耗大，水渣还需干燥处理。
实用新型内容
[0008]本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种热熔渣干法处理及余热利用系统，用于解决热熔渣的处理不环保、以及热量未被利用的技术问题。
[0009]考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0010]一种热熔渣干法处理及余热利用系统，包括:
[0011]环形的运转轨道，该环形的运转轨道的不同位置设置有热料入口、冷料入口和出渣口 ；
[0012]渣罐，用于装热熔渣，并至少为两个，且排列在所述环形的运转轨道上，所述至少为两个渣罐中的一个在通过所述热料入口装上热熔渣之后沿所述环形的运转轨道运行至冷料入口，并由冷料入口向该渣罐添加冷料，添加冷料后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道运行至所述出渣口；
[0013]出渣机，设置在所述出渣口处，对运行至该位置的渣罐进行排渣，排渣后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道运行至所述热料入口处；
[0014]经所述出渣口排出的热熔渣通过余热利用系统进行回收利用。或者说，该热熔渣干法处理及余热利用系统，包括环形的运转轨道，该环形的运转轨道上设置有沿轨道运行的渣罐，环形的运转轨道上方设置有对所述渣罐加热料的热料入口、加冷料的冷料入口和出渣口，以及包括出渣机，通过出渣机将渣罐的渣料向出渣口排出。
[0015]为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是:
[0016]根据本实用新型的一个实施方案，所述环形的运转轨道上设置有工位，每一个工位上对应一个洛罐。
[0017]根据本实用新型的一个实施方案，所述热料入口和冷料入口位于相邻工位上。
[0018]根据本实用新型的一个实施方案，所述余热利用系统包括:
[0019]热交换装置，该热交换装置上设置有进料口、出料口，以及进风口和出风口 ；
[0020]除尘装置，通过出风管与所述出风口连接；
[0021 ] 余热锅炉，与除尘装置连接，经除尘装置后的余热进入该余热锅炉。
[0022]根据本实用新型的一个实施方案，所述热交换装置上部设置有上过度料仓，所述热交换装置下部设置有下过度料仓。
[0023]根据本实用新型的一个实施方案，所述热交换装置至少为两个，且并联安装。
[0024]根据本实用新型的一个实施方案，所述热交换装置的进风口位于所述出风口下方。
[0025]根据本实用新型的一个实施方案，所述热交换装置的进风口与下部环形布风管连接，所述热交换装置的出风口与上部环形布风管连接。
[0026]本实用新型还可以是:
[0027]—种实现上述热熔渣干法处理及余热利用系统的方法，包括:
[0028]将至少为两个渣罐中的一个在通过所述热料入口装上热熔渣之后沿所述环形的运转轨道运行至冷料入口；
[0029]再由冷料入口向该渣罐添加冷料，添加冷料后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道运行至所述出渣口；
[0030]在出渣口处对运行至该位置的渣罐进行排渣，排渣后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道运行至所述热料入口处，该渣罐以进行下一周期的排渣运行；
[0031]以上的一个渣罐运行完一个步骤而进入下一个步骤后，位于该一个渣罐的后一个渣罐进入该一个渣罐的上一步骤；
[0032]经所述出渣口排出的热熔渣通过余热利用系统进行回收利用。
[0033]根据本实用新型的一个实施方案，所述热熔渣的余热回收利用包括:
[0034]将经传输、破碎、筛分后的固态热渣粒送入热交换装置内；
[0035]热交换装置内通过下部进风、上部出风，固态热渣粒与风进行热交换后的余热进入除尘装置；
[0036]通过除尘装置除尘后的余热进入余热锅炉或者直接使用；和/或者
[0037]通过热交换装置排出的固态热渣粒作为建筑材料被使用。
[0038]与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是:
[0039]本实用新型的热熔渣干法处理及余热利用系统，可在不直接用水的工况下，对热熔渣进行处理，得到颗粒状的热渣粒，从而对热渣粒进行进一步的显热回收利用，从而不产生大量的水蒸气及硫化物的排放，具有能耗低、环保、低碳的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0041]图1为根据本实用新型一个实施例的热熔渣干法处理系统的结构示意图。
[0042]图2a为根据本实用新型一个实施例的热熔渣余热利用系统的结构示意图。
[0043]图2b为根据本实用新型一个实施例的环形布管的结构示意图。
[0044]图3为根据本实用新型另一个实施例的热熔渣余热利用系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0046]1.造粒:
[0047]如图1所示，图1为根据本实用新型一个实施例的热熔渣干法处理系统的结构示意图，一种热熔渣干法处理系统100，包括环形的运转轨道110、渣罐(图中未示出)和出渣机102 ;环形的运转轨道110的不同位置设置有热料入口 103、冷料入口 104和出渣口 105 ;渣罐用于装热熔渣，并至少为两个，且排列在所述环形的运转轨道110上，所述至少为两个渣罐中的一个在通过所述热料入口 103装上热熔渣之后沿所述环形的运转轨道110运行至冷料入口 104，并由冷料入口 104向该渣罐添加冷料(冷的热熔渣)，添加冷料后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道110运行至所述出渣口 105 ;出渣机102设置在所述出渣口 105处，可以如图1的环形的运转轨道110内侧，出渣机102对运行至该位置的渣罐进行排渣，排渣后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道110运行至所述热料入口 103处；经所述出渣口 105排出的热熔渣通过余热利用系统进行回收利用。通过以上技术方案，在不直接用水的工况下，对热熔渣进行处理，以便后续程序的回收利用。解决了现有技术中的水淬处理工艺渣水比大，这样不仅消耗大量的水资源，而且，冲渣过程中产生的硫化物气体及水蒸气，会造成对环境的二次污染，再者，工艺设备电耗大，水渣还需干燥处理的技术问题。
[0048]继续如图1所示，环形的运转轨道110上设置有工位111，每一个工位111上对应一个渣罐。所述热料入口 103和冷料入口 104可位于相邻工位111上。
[0049]在排列成环状的循环式的若干个渣罐中，当热熔渣经热渣槽(热料入口 103)注入第一工位112渣罐时，一旦渣罐内的热熔渣充盈度达到设定值后(如二分之一时)，通过机械驱动将第一渣罐移开至第二工位113，第二渣罐就位于第一工位112上，热熔渣经热渣槽(热料入口 103)注入第二渣罐内，当该渣罐内的热熔渣充盈度达到设定值时，第二渣罐移至第二工位113 (第一渣罐移至第三工位114)，第三渣罐就位于第一工位112，以此类推。
[0050]在第二工位113或第二工位113以后的某个工位，如热料入口 103和冷料入口 104可位于相邻工位111上，冷渣槽(冷料入口 104)注入适当粒径的、适量的冷渣以加速热渣罐内熔渣的凝固。冷渣(冷料、冷的热熔渣)的密度不低于每立方厘米2.5克、冷渣颗粒在2至90毫米之间，对于达到本申请的热熔渣干法处理的效果比较好。
[0051]由于结构呈环状的循环式的渣罐的总个数及循环一周的时间满足热熔渣的冷凝时间，故，在最后一个渣槽被注入热熔渣之前，最先被注入热熔渣的若干个渣槽中的热熔渣已凝固，可倾翻渣槽(或以其他方式)，使得固态熔渣块被取出，腾空渣槽，以备下一循环的热熔渣的再次注入。以此循环往复，这样液态的热熔渣经一个循环周期后就转变了成固态的热渣块。
[0052]再如图1所示，可以是径向均布的26个渣槽(渣罐)构成一环状的循环式结构，当渣槽整体按逆时针方向以一定速度旋转时，热料入口 103将热熔料注入下面的渣罐，冷料入口 104将冷料注入下面的渣罐，在出渣口 105，出渣机102将已凝固的固态的热渣块移出，经过一个圆周期后，新的循环开始，以此往复，液态的热熔渣就转变了成固态的热渣块。
[0053]一种实现热熔渣干法处理及余热利用系统的方法，包括:
[0054]将至少为两个渣罐中的一个在通过所述热料入口 103装上热熔渣之后沿所述环形的运转轨道110运行至冷料入口 104 ；
[0055]再由冷料入口 104向该渣罐添加冷料，添加冷料后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道110运行至所述出渣口 105 ；
[0056]在出渣口 105处对运行至该位置的渣罐进行排渣，排渣后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道Iio运行至所述热料入口 103处，该渣罐以进行下一周期的排渣运行；
[0057]以上的一个渣罐运行完一个步骤而进入下一个步骤后，位于该一个渣罐的后一个渣罐进入该一个渣罐的上一步骤；
[0058]经所述出渣口 105排出的热熔渣通过余热利用系统进行回收利用。
[0059]2.余热利用:
[0060]如图2a所示，图2a为根据本实用新型一个实施例的热熔渣余热利用系统的结构示意图，一种余热利用系统200，包括热交换装置210、除尘装置220和余热锅炉230 ;热交换装置210上设置有进料口 211、出料口 212，以及进风口 213和出风口 214。另外，筛分装置240与料仓250连接，料仓250再与布料器260连接，布料器260位于热交换装置210的进料口 211上方，即经传输、破碎后的热熔渣经筛分装置240后进入料仓250后，再通过布料器260将热熔渣输送至热交换装置210内部。
[0061]风机270通过进风管271与热交换装置210连接，进风管271再与热交换装置210上的进风口 213连接，风机270上的出风口 214通过出风管215与除尘装置220连接。即风机270产生的风通过进风管271输送至热交换装置210内部，并与其内部的热熔渣进行热交换，热交换后的风带有大量余热，再通过热交换装置210的出风口 214、以及与出风口214连接的出风管215将带有余热的风输送至除尘装置220进行除去含有的杂质等。
[0062]为了更好的控制进风管271对入风的通断，因此进风管271上设置有第一电磁阀272，同理，出风管215上也设置有第二电磁阀216。
[0063]为了使风机270产生的风，能够在热交换装置210内部与热熔渣进行充分的热交换，尽量的将热熔渣的余热带出，以备后续中对余热的使用，因此，在一个优选实施例中将热交换装置210的进风口 213设置在出风口 214下方，使空气/风由下向上运动，以进行充分的热交换。[0064]再如图2b所示，图2b为根据本实用新型一个实施例的环形布管的结构示意图，对于热交换装置210上的进风口 213与进风管271的连接处可设置有下部环形布风管280，即下部环形布风管280环绕在热交换装置210外侧，下部环形布风管280与进风管271连通，下部环形布风管280上设置有与热交换装置210上的进风口 213连接的通道281，通道281的尺寸小于外侧的环形布风管280，一个进风口 213对应一个通道281，进风口 213、通道281均匀分布在如图2b所示热交换装置210截面的圆周上，使得进风均匀，有利用风/气体与热熔渣进行充分、全面的热交换，对于进风口 213、通道281可以是多个，也可以是如图2b中的各为5个。
[0065]同理对于热交换装置210上部设置的上部环形布风管290与以上提到的下部环形布风管280的技术方案及工作原理有类似之处，相互参照即可。
[0066]热交换装置210为两个及以上、且相并联，或者热交换装置210为两个及以上组成一组时，该技术方案可以连续不断地取热、以及减少热量散失。具体以图2a所示的两个热交换装置210并联安装，一个(组)在进行热交换时，另一个(组或其余的)在备料、进、出料的待命状态。热交换装置210可以是竖直安装的筒式热交换装置。正在进行热交换的热交换装置210的进、出风口 213、214是打开的并正进行热交换、取热，而进、出料口 211、212是关闭的。
[0067]另一个(组或其余的)没有进行热交换的热交换装置210的进、出风口 213、214是关闭的，进、出料口 211、212根据需要可以是打开的，也可以是关闭的。
[0068]当进行热交换的热交换装置210内的热渣块的热量将耗尽时，控制系统(PLC或工控机)将切换进、出风口 213、214，即将正在进行热交换的热交换装置210的进、出风口 213、214关闭，同时将另一个(组或其余的)正在待命并已准备好的热交换装置210的进、出风口 213、214打开，以接替关闭进、出风口 213、214的热交换装置210的工作，以此循环，以实现热渣料热量不断地输出。
[0069]停止热交换的热交换装置210将进入备料、进、出料的待命状态，以备下一工作循环。
[0070]热交换装置210的出风口 214产生的有一定压力、温度的气体可直接与相应的应用系统连接，利用其压力、温度采暖、供热；或将通过余热锅炉230产生的、带有压力的热水或热蒸汽输出至透平机，再拖动发电机发电。
[0071]进行热交换后的低温热熔渣从热交换装置210的出料口 212排出后，通过传输带217进行传输，该低温热熔渣可低温渣料的一部分经筛分后可作为冷渣循环使用，剩余的低温渣料外运作他用。
[0072]除尘装置220与出风管215连接后，热交换后的带有热量、杂质的风/空气进入除尘装置220内，经除尘装置220处理后的余热通过第一管道231进入余热锅炉230，余热锅炉230可产生高温蒸汽供其他地方使用，余热锅炉230也可通过第二管道232与风机270连通。
[0073]如图3所示，图3为根据本实用新型另一个实施例的热熔渣余热利用系统的结构示意图，该热熔渣余热利用系统300包括热交换装置310，所述热交换装置310上部设置有上过度料仓311，所述热交换装置310下部设置有下过度料仓312。该热交换装置310也可以是筒式热交换装置。[0074]经传输、破碎、筛分后的固态热渣粒由热交换装置310上部的上过度料仓311、进料口 313 (进料口仓门)进入，经热交换后，低温渣粒在重力及冷却收缩的作用下，由热交换装置310下部的下过度料仓312、出料口 314 (出料口仓门)排出。排出的低温渣料的一部分经筛分后可作为冷渣循环使用，剩余的低温渣料外运作他用。
[0075]热交换装置310上、下部各设一环形进、出风布风管320、330，布风管优选下进风、上出风，下部布风管320由鼓风机340鼓进一定压力的(0.05-0.3mpa)低温风、与筒内热洛块热交换后的高温风经上部布风管330出口输送至余热锅炉350或直接使用。
[0076]环形布风管320、330径向有若干个截面积比环形布风管小的通风管通向热交换装置310内。
[0077]热交换装置310的数量至少是一个。
[0078]正在进行热交换的热交换装置310的进、出风口 321、331是打开的并正进行热交换、取热。
[0079]上、下过度料仓311、312处的进、出料口 313、314根据需要可以是打开的，也可以是关闭的，当上、下过度料仓311、312、进、出料口 313、314进、出料时它们和热交换装置310是隔离的，即当上过度料仓311进料时通向热交换装置310的通道是密闭的，当上过度料仓311进料完成时，其上面的进料口 313密闭后，再打开下部的筒式热交换装置310的出料口314，这样它们的开启或闭合不会影响或不会严重影响热交换装置310的压力变化及热交换，下部的下过度料仓312、出料口 314出料时原理是一样的。
[0080]当进行热交换的热交换装置310内的热渣块的热量将耗尽时，控制系统(PLC或工控机)可打开上、下过度料仓311、312进、出料口 313、314，以实现在线、动态进出料，以实现热渣料热量不断地输出。
[0081]热交换装置310的出风口产生的有一定压力、温度的气体可直接与相应的应用系统连接，利用其压力、温度采暖、供热；或将通过余热锅炉350产生的、带有压力的热水或热蒸汽输出至透平机，再拖动发电机发电。通过以上可对热渣进行处理，从而对热渣粒进行进一步的显热回收利用，具有能耗低、环保、节能、连续显热回收的优点。
[0082]一种实现热熔渣干法处理及余热利用系统的方法，所述热熔渣的余热回收利用包括:
[0083]将经传输、破碎、筛分后的固态热渣粒送入热交换装置310内；
[0084]热交换装置310内通过下部进风、上部出风，固态热渣粒与风进行热交换后的余热进入除尘装置360 ；
[0085]通过除尘装置360除尘后的余热进入余热锅炉或者直接使用；或者
[0086]通过热交换装置360排出的固态热渣粒作为建筑材料被使用。
[0087]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
[0088]在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。[0089]尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【权利要求】
1.一种热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，包括: 环形的运转轨道(110)，该环形的运转轨道(110)的不同位置设置有热料入口(103)、冷料入口(104)和出渣口(105)； 渣罐，用于装热熔渣，并至少为两个，且排列在所述环形的运转轨道(110)上，所述至少为两个渣罐中的一个在通过所述热料入口(103)装上热熔渣之后沿所述环形的运转轨道(110)运行至冷料入口( 104)，并由冷料入口( 104)向该渣罐添加冷料，添加冷料后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道(110)运行至所述出渣口(105)； 出渣机(102)，设置在所述出渣口( 105)处，对运行至该位置的渣罐进行排渣，排渣后的渣罐继续沿所述环形的运转轨道(110)运行至所述热料入口(103)处； 经所述出渣口(105)排出的热熔渣通过余热利用系统进行回收利用。
2.根据权利要求1所述的热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，所述环形的运转轨道(I 10)上设置有工位(111)，每一个工位(111)上对应一个渣罐。
3.根据权利要求2所述的热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，所述热料入口(103)和冷料入口(104)位于相邻工位(111)上。
4.根据权利要求1所述的热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，所述余热利用系统包括: 热交换装置(210)，该热交换装置(210)上设置有进料口(211)、出料口(212)，以及进风口(213)和出风口(214)； 除尘装置(220)，通过出风管(215)与所述出风口(214)连接； 余热锅炉(230)，与除尘装置(220)连接，经除尘装置(220)后的余热进入该余热锅炉(230)。
5.根据权利要求4所述的热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，所述热交换装置(210)上部设置有上过渡料仓(311)，所述热交换装置下部设置有下过渡料仓(312)。
6.根据权利要求4所述的热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，所述热交换装置(210)至少为两个，且并联安装。
7.根据权利要求4所述的热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，所述热交换装置(210)的进风口(213)位于所述出风口(214)下方。
8.根据权利要求7所述的热熔渣干法处理及余热利用系统，其特征在于，所述热交换装置(210)的进风口(213)与下部环形布风管(280)连接，所述热交换装置(210)的出风口(214)与上部环形布风管(290)连接。
【文档编号】C21B3/06GK203653587SQ201320724239
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】张晨, 汪建业, 李辉, 蒋鼎琮, 张建华, 李天丽, 吴定房, 刘福兰 申请人:四川川润股份有限公司