一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理方法及装置与流程

技术领域：

本发明属于钢铁冶金行业中的高炉渣处理设备领域，具体涉及一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理方法及装置。

背景技术：
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在钢铁生产中，国内外主要采用水淬冲渣工艺，高炉渣的高温余热得不到回收利用；在炉渣处理过程中，需要消耗大量的循环水，而且会有大量蒸汽放散，蒸汽中含有硫化氢、二氧化硫等，对周围的环境造成了严重污染。

一直以来，不少研究人员都对此问题进行了研究，设计了风淬法、转杯式以及连铸连轧法等高炉渣干法处理方式，虽然能回收高炉渣的部分余热，但无法提高成渣颗粒的玻璃相含量，并且装置复杂，难以实现工业化应用。经过现场调研、查阅资料，我们了解到炉渣温度在1350-1450℃左右，在传统处理过程中，液态炉渣经过水淬，破碎至4mm左右的颗粒，最终处理过后的渣中水含量高，需经过沉淀池处理，然后送至水泥厂作为水泥的原料，此过程浪费了大量的水资源，每吨炉渣需要6吨左右的循环水，形成的工业废水净化难度较大，产生的蒸汽很难收集，放散后对环境造成白色污染，容易腐蚀周围的建筑。目前，高炉生产工艺每炼出1吨生铁约产生0.3～0.5吨炉渣，排出温度在1400℃～1600℃左右；1吨高炉渣约含1700mj的热量，相当于0.058吨标准煤的发热值。以2015年的钢铁产量计算，高炉渣产生量约为2.424亿吨，所含热量折合1406万吨标准煤的发热值。所以高炉渣余热资源的回收与利用，对钢铁工业的能源节约、能耗降低、污染物排放的减少，起着关键的作用。

针对以上技术问题，本发明提供一种可回收高炉渣余热的处理方法及装置。液态炉渣流到装置入口，被气垫板端头的高压水雾喷吹，高炉渣与水雾对流换热，渣初步冷却并被横向吹入装置；初步冷却的高炉渣到达气垫板上，被风吹碎成小颗粒，同时，风通过对流换热，带走高炉渣的部分热量；气垫板的上方设有水雾喷头，喷出的水雾对形成的炉渣颗粒进一步快速冷却，高炉渣的热量主要通过热传导传递给小水滴，水受热蒸发，炉渣温度降至300-700℃。气垫板还起到输送炉渣颗粒的作用，炉渣被运送出装置，再通过传送带送至余热锅炉发电。

技术实现要素：
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本发明针对现有高炉渣处理中存在的技术问题，提供一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理方法及装置。该处理装置采用高压水雾喷头，保证了炉渣中玻璃相的含量，对降低水耗、提高高炉渣后续利用价值有着重要作用。

本发明所提供的一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理方法具体如下：

液态高炉渣从熔渣入口15进入气垫板8的前端气垫板12上，所述前端气垫板12右端设有高压水雾喷嘴，所述液态高炉渣被横向吹进所述气垫板8的带气孔的气垫中间板13上，所述液态高炉渣被初步冷却，所述带气孔的气垫中间板13上的风将所述液态高炉渣风淬成小颗粒状高炉渣，位于带气孔的气垫中间板13上方的高压水雾喷头5喷出的水雾将所述小颗粒状高炉渣快速冷却，所述小颗粒状高炉渣在所述带气孔的气垫中间板13上向前运动，所述小颗粒状高炉渣最后从位于所述气垫板8后端的粒化渣出口板14排出，所述小颗粒状高炉渣的温度保持在300-700℃，所述小颗粒状高炉渣用于余热发电；处理中被加热的空气和产生的蒸汽通过蒸汽管道1排出，将热量回收加以利用；所述气垫板8输送过程中掉落的少量渣粒及水雾喷头喷洒的过量水通过渣水收集器11收集。

本发明所提供的一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理装置包括水夹层快冷箱体6、高压水雾喷头5、气垫板8、蒸汽管道1、熔渣入口15及渣水收集器11。

所述高压水雾喷头5设置在所述水夹层快冷箱体6的顶部；所述气垫板8以左低右高倾斜方式横向贯穿设置在所述水夹层快冷箱体6中，所述气垫板8从右至左分别为前端气垫板12、带气孔的气垫中间板13及粒化渣出口板14，所述气垫板8通过风道10与风机9连接；所述粒化渣出口板14位于所述气垫板8的后端，所述粒化渣出口板14设有槽道用于将粒化渣输送出装置；所述带气孔的气垫中间板13上设有直径为1-3mm的气孔，所述气孔间距为3-8mm，相邻两排孔错位排列；所述气垫板8的材料要求能承受800℃以上的温度。

所述熔渣入口15设置在所述前端气垫板12上方；所述前端气垫板12的端头设有高压水雾喷嘴；所述渣水收集器11设置在所述水夹层快冷箱体6的左端底部；所述的蒸汽管道1设置在所述水夹层快冷箱体6的侧面。

本发明是通过冷却装置、动力装置以及气垫输送技术实现的。其处理方法涉及气力破碎、水雾冷却和气垫输送。液态炉渣在气垫板上被风淬成小颗粒，气垫板上方设有水雾喷头，对炉渣颗粒进行快速冷却，气垫板还起到输送的作用；同时，装置的箱体设有水夹层，可以吸收部分炉渣的辐射热；产生的蒸汽通过管道回收。提高了高炉渣余热资源的利用率、降低水耗，有助于钢铁企业节能减排。

本发明具有以下技术特点：

1、本发明提供的炉渣处理方法及处理设备使得液态炉渣在风淬后被蒸汽快速冷却，气垫板将冷却后的炉渣输送出装置，产生的蒸汽通过管道回收。此装置能回收炉渣水处理过程中的90％左右的蒸汽，提高了整个工艺中的蒸汽利用率，降低了50％左右的水耗，提高了能源利用率，返本期在半年以下。有利于钢铁企业节能减排。

2、本发明使得炉渣处理量可以随产量灵活调整，在保证固态炉渣质量的情况下，减小水耗。

附图说明：

图1为本发明一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理装置的结构示意图；

图2为图1中气垫板的结构示意图。

图中：1：蒸汽管道；2：水管；3：第一高压水分配箱；4：水泵；5：高压水雾喷头；6：水夹层快冷箱体；7：第二高压水分配箱；8：气垫板；9：风机；10：风道；11：渣水收集器；12：前端气垫板；13：带气孔的气垫中间板；14：粒化渣出口板；15：熔渣入口。

具体实施方式：

为进一步了解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。

本发明所提供的一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理方法是：液态高炉渣从熔渣入口15进入气垫板8的前端气垫板12上，所述前端气垫板12右端设有高压水雾喷嘴，所述液态高炉渣被横向吹进所述气垫板8的带气孔的气垫中间板13上，所述液态高炉渣被初步冷却，所述带气孔的气垫中间板13上的风将所述液态高炉渣风淬成小颗粒状高炉渣，位于带气孔的气垫中间板13上方的高压水雾喷头5喷出的水雾将所述小颗粒状高炉渣快速冷却，所述小颗粒状高炉渣在所述带气孔的气垫中间板13上向前运动，所述小颗粒状高炉渣最后从位于所述气垫板8后端的粒化渣出口板14排出，所述小颗粒状高炉渣的温度保持在300-700℃，所述小颗粒状高炉渣用于余热发电；处理中被加热的空气和产生的蒸汽通过蒸汽管道1排出，将热量回收加以利用；所述气垫板8输送过程中掉落的少量渣粒及水雾喷头喷洒的过量水通过渣水收集器11收集。

本发明所提供的一种能够回收高品质余热的高炉渣气垫处理装置包括水夹层快冷箱体6、高压水雾喷头5、气垫板8、蒸汽管道1、熔渣入口15及渣水收集器11。

所述高压水雾喷头5设置在所述水夹层快冷箱体6的顶部，所述高压水雾喷头5先后通过水管2及第一高压水分配箱3与水泵4连接。

所述气垫板8以左低右高倾斜方式横向贯穿设置在所述水夹层快冷箱体6中，所述气垫板8从右至左分别为前端气垫板12、带气孔的气垫中间板13及粒化渣出口板14，所述气垫板8通过风道10与风机9连接；所述粒化渣出口板14位于所述气垫板8的后端，所述粒化渣出口板14设有槽道用于将粒化渣输送出装置；所述带气孔的气垫中间板13上设有直径1-3mm的气孔，所述气孔间距3-8mm，相邻两排孔错位排列；所述气垫板8的材料要求能承受800℃以上的温度。

所述熔渣入口15设置在所述前端气垫板12上方。

所述前端气垫板12的端头设有高压水雾喷嘴，所述高压水雾喷嘴通过水管及第二高压水分配箱7与水泵连接；保证炉渣顺利进入装置，防止炉渣在入口处粘结。

所述渣水收集器11设置在所述水夹层快冷箱体6的左端底部；所述蒸汽管道1设置在所述水夹层快冷箱体6的侧面，方便回收蒸汽，管道直径可根据高炉产量和用水量决定。

所述水夹层快冷箱体6配置有冷却水夹层，所述冷却水夹层用于确保所述水夹层快冷箱体6内壁面温度保持在300℃以下，防止箱体由于高温发生变形同时可以吸收高炉渣的辐射热；所述水夹层快冷箱体6高度在1500mm～5500mm之间，所述水夹层快冷箱体6的横截面为任意方形或圆形，所述水夹层快冷箱体6长度在3000mm～16000mm之间。

所述高压水雾喷头5中的每排喷头错开排布，设置5-7排喷头，相邻两排喷嘴之间的距离为1000mm～5000mm；喷头的数量根据炉渣的流量来确定，喷头的流量可控，可以根据生产实际进行粗略调节，在保证炉渣足够冷却强度的前体下，尽可能减少喷水量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也视为本发明的保护范围。