一种高炉水渣系统过滤池热能回收系统的制作方法

本发明涉及冶金热能回收领域，具体的是一种高炉水渣系统过滤池热能回收系统。

背景技术：

高炉冶炼时会产生高温液态熔渣(1350℃～1500℃)，国内每年生产铁水7亿吨，产生高温液态熔渣2.5亿吨。国内外已经进行多年的相关研究，希望充分利用高炉熔渣热量，实现余热回收利用。

现有技术中虽然已经提供了高炉水渣系统过滤池热能回收的方法，但是在不同程度及不同方面都有各种缺陷有待解决，有必要研究新的高炉水渣系统过滤池热能回收方法，实现能源的有效循环利用并减少空气污染。

技术实现要素：

为了回收高炉水渣系统过滤池中的热能。本发明提供了一种高炉水渣系统过滤池热能回收系统，该高炉水渣系统过滤池热能回收系统能够充分回收过滤池中冲渣水和蒸汽的热能，减小冷却塔的工作负荷，减少过滤池含硫蒸汽的排放，真正实现节能减排及能源的有效循环利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术发明是：一种高炉水渣系统过滤池热能回收系统，包括高空烟囱、过滤池、水泵房、冷却塔和储水池，过滤池外设有蒸汽换热单元，过滤池的上部设有蒸汽排放孔，水泵房内设有热水换热单元，该蒸汽排放孔通过高温蒸汽输送管线与蒸汽换热单元连接，该蒸汽排放孔排出的高温蒸汽能够进入蒸汽换热单元中放热，过滤池的下部设有高温过滤水出口，该高温过滤水出口通过高温过滤水输送管线与该热水换热单元连接，该高温过滤水出口排出的高温过滤水能够进入该热水换热单元中放热。

所述高炉水渣系统过滤池热能回收系统还包括第一待加热介质输入管线、第一待加热介质输出管线、渣水混合物排放通道和冷凝水输送管线，第一待加热介质输入管线中的第一待加热介质能够进入该蒸汽换热单元中吸热并从第一待加热介质输出管线排出，该蒸汽排放孔排出的高温蒸汽能够进入蒸汽换热单元中放热并从冷凝水输送管线排出，渣水混合物排放通道的两端分别与高空烟囱和过滤池连接，渣水混合物排放通道能够将冷凝水输送管线排出的冷凝水送入过滤池。

冷凝水输送管线通过蒸汽排放管线与高空烟囱连接，第一待加热介质输出管线与用户管网连接，第一待加热介质输出管线上设有电动蝶阀和手动蝶阀。

该蒸汽换热单元中设有至少一台蒸汽换热器。

高温蒸汽输送管线上设有引风机。

所述高炉水渣系统过滤池热能回收系统还包括第二待加热介质输入管线、第二待加热介质输出管线和低温过滤水输送管线，第二待加热介质输入管线中的第二待加热介质能够进入该热水换热单元中吸热并从第二待加热介质输出管线排出，高温过滤水输送管线中的高温过滤水能够进入该热水换热单元中放热并从低温过滤水输送管线排出。

该热水换热单元中设有并联或串联设置的多台热水换热器，第二待加热介质输出管线与用户管网连接，低温过滤水输送管线与冷却塔连接，冷却塔位于储水池的上方。

该热水换热单元中设有串联设置的两台热水换热器，高温过滤水输送管线上依次设有温度计、流量计、手动蝶阀、热水泵、单向阀、电动蝶阀和手动蝶阀，第二待加热介质输出管线上依次设有手动蝶阀、电动蝶阀、单向阀、手动蝶阀和电动蝶阀，低温过滤水输送管线上依次设有上塔泵和手动蝶阀，储水池连接有冲渣水排出管线，冲渣水排出管线上依次设有手动蝶阀、冲渣泵、单向阀、电动蝶阀和手动蝶阀。

过滤池内设有过滤层，过滤池的顶部设有能够封闭该过滤池的可移动蒸汽罩。

高温过滤水输送管线上设有检测分析装置。

本发明的有益效果是：

1、能够充分回收过滤池内冲渣水和蒸汽的热能，实现能源的有效循环利用。

2、可以减少过滤池含硫蒸汽的排放，减少空气污染。

3、过滤水经换热器处理后温度降低，能够减少冷却塔的工作负荷，实现高效冷却。

4、采用无动力的换热器，具有运行成本低、效益高的优点。

5、充分利用原有水泵房实现过滤池内过滤水的热能回收，适用于现有高炉水渣系统的环保节能改造。

6、对过滤水的水质进行检测分析，同时检测过滤水的温度、流量，并把所有检测结果及时反馈到高炉中控系统，对优化高炉原燃料质量和配比、优化高炉操作、促进高炉顺行起到重要作用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述高炉水渣系统过滤池热能回收系统的示意图。

1、高空烟囱；2、喷淋装置；3、蒸汽换热单元；4、电动蝶阀；5、手动蝶阀；6、可移动蒸汽罩；7、手动蝶阀；8、电动蝶阀；9、单向阀；10、手动蝶阀；11、电动蝶阀；12、温度计；13、流量计；14、手动蝶阀；15、热水泵；16、单向阀；17、电动蝶阀；18、手动蝶阀；19、热水换热器；20、冲渣水排出管线；21、上塔泵；22、手动蝶阀；23、手动蝶阀；24、冲渣泵；25、单向阀；26、电动蝶阀；27、手动蝶阀；28、过滤池；29、水泵房；30、冷却塔；31、储水池；32、高温蒸汽输送管线；33、高温过滤水输送管线；34、第一待加热介质输入管线；35、第一待加热介质输出管线；36、渣水混合物排放通道；37、冷凝水输送管线；38、过滤层；39、蒸汽排放管线；40、用户管网；41、第二待加热介质输入管线；42、第二待加热介质输出管线；43、低温过滤水输送管线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种高炉水渣系统过滤池热能回收系统，包括高空烟囱1、过滤池28、水泵房29、冷却塔30和储水池31，过滤池28外设有蒸汽换热单元3，过滤池28的上部设有蒸汽排放孔，水泵房29内设有热水换热单元，该蒸汽排放孔通过高温蒸汽输送管线32与蒸汽换热单元3连接，该蒸汽排放孔排出的高温蒸汽能够进入蒸汽换热单元3中放热，过滤池28的下部设有高温过滤水出口，该高温过滤水出口通过高温过滤水输送管线33与该热水换热单元连接，该高温过滤水出口排出的高温过滤水能够进入该热水换热单元中放热，如图1所示。

在本实施例中，所述高炉水渣系统过滤池热能回收系统还包括第一待加热介质输入管线34、第一待加热介质输出管线35、渣水混合物排放通道36和冷凝水输送管线37，第一待加热介质输入管线34中的第一待加热介质(如常温水或其他待加热介质)能够进入该蒸汽换热单元3中吸热并从第一待加热介质输出管线35排出，该蒸汽排放孔排出的高温蒸汽能够进入蒸汽换热单元3中放热并从冷凝水输送管线37排出，渣水混合物排放通道36的两端分别与高空烟囱1和过滤池28连接，渣水混合物排放通道36能够将冷凝水输送管线37排出的冷凝水送入过滤池28。

在本实施例中，冷凝水输送管线37通过蒸汽排放管线39与高空烟囱1连接，该蒸汽排放孔排出的高温蒸汽能够进入蒸汽换热单元3中放热并从蒸汽排放管线39排出进入高空烟囱1，高空烟囱1中设有喷淋装置2，第一待加热介质输出管线35与用户管网40连接，第一待加热介质输出管线35上设有电动蝶阀4和手动蝶阀5。该蒸汽换热单元3中设有至少一台蒸汽换热器，高温蒸汽输送管线32上可以设有引风机，如图1所示。

在本实施例中，所述高炉水渣系统过滤池热能回收系统还包括第二待加热介质输入管线41、第二待加热介质输出管线42和低温过滤水输送管线43，第二待加热介质输入管线41中的第二待加热介质(如常温水或其他待加热介质)能够进入该热水换热单元中吸热并从第二待加热介质输出管线42排出，高温过滤水输送管线33中的高温过滤水能够进入该热水换热单元中放热并从低温过滤水输送管线43排出。

在本实施例中，该热水换热单元中设有并联或串联设置的多台热水换热器19，第二待加热介质输出管线42与用户管网40连接，低温过滤水输送管线43与冷却塔30连接，冷却塔30位于储水池31的上方，水泵房29位于过滤池28和储水池31之间，如图1所示。

在本实施例中，该热水换热单元中设有串联设置的两台热水换热器19，高温过滤水输送管线33上依次设有温度计12、流量计13、手动蝶阀14、热水泵15、单向阀16、电动蝶阀17和手动蝶阀18，第二待加热介质输出管线42上依次设有手动蝶阀7、电动蝶阀8、单向阀9、手动蝶阀10和电动蝶阀11，低温过滤水输送管线43上依次设有上塔泵21和手动蝶阀22，储水池31连接有冲渣水排出管线20，冲渣水排出管线20上依次设有手动蝶阀23、冲渣泵24、单向阀25、电动蝶阀26和手动蝶阀27。

在本实施例中，过滤池28内设有过滤层38，过滤池28的顶部设有能够封闭该过滤池28的可移动蒸汽罩6，高温过滤水输送管线33上设有检测分析装置。

在本发明中，在过滤池顶部设置可移动蒸汽罩，在过滤池侧面靠近高空烟囱处设置蒸汽换热器，在水泵房设置一台或多台热水换热器，利用热水泵、上塔泵、冲渣泵等动力设备和蒸汽换热器、热水换热器等非动力设备实现过滤池底部过滤水和过滤池表面蒸汽的热能回收、减少含硫蒸汽排放，实现过滤水的循环利用。

在本发明中，在水泵房设置一台或多台热水换热器，多台热水换热器根据现场实际情况以串联或并联方式连接。在过滤池顶部设置可移动蒸汽罩，冲渣时可移动蒸汽罩对过滤池实现密封，避免含硫蒸汽对空排放；冲渣停止后把蒸汽罩移开便于抓渣作业清理过滤池内渣粒。

在本发明中，高空烟囱具有足够的高度，在过滤池表面能够形成足够的负压，在高空烟囱负压吸力和蒸汽罩密封的作用下，过滤池表面的蒸汽被抽离过滤池进入蒸汽换热器。在过滤池与高空烟囱之间可以设置引风机，把滤池表面的蒸汽抽离后进入蒸汽换热器。高空烟囱内设置喷淋装置，喷淋装置喷出雾化水与蒸汽碰撞形成液滴落入高空烟囱底部。

在本发明中，高炉冲渣时，渣水混合物携带蒸汽进入过滤池，过滤池上设置可移动蒸汽罩，把冲渣时过滤池表面的蒸汽和过滤池底部的高温过滤水分别引出，经蒸汽换热器和热水换热器的热交换作用，实现过滤池的热能回收，避免蒸汽对空排放。高炉停止冲渣，需要清理过滤池内渣粒时，把蒸汽罩移开便于抓渣作业。

在本发明中，高温过滤水从过滤池底部流出后依次经过多台热水换热器，在热交换过程中完成对待加热介质(常温水或其他介质)的加热，常温水(或其他待加热介质)经水泵房热水换热器加热后进入用户管网。

在本发明中，高温过滤水在换热器的作用下温度降低成为低温过滤水，低温过滤水进入冷却塔进一步冷却后作为低温冲渣水，实现过滤水的循环利用。在过滤池侧面靠近高空烟囱处开孔引出过滤池的蒸汽，引出蒸汽的管道倾斜向上，避免蒸汽冷凝水在管道内堆积腐蚀管道。

在本发明中，引出的蒸汽大部分在蒸汽换热器的作用下凝结成水滴后与渣水混合物一起进入过滤池，小部分蒸汽未被凝结进入高空烟囱。进入高空烟囱的蒸汽在喷淋装置的作用下成为液滴坠落后在高空烟囱底部经渣水混合物通道进入过滤池。

在本发明中，在过滤池底部出口处，对过滤水的水质进行检测分析，同时检测过滤水的温度、流量，并把所有检测结果及时反馈到高炉中控系统，优化高炉原燃料质量和配比、优化高炉操作、促进高炉顺行。

本发明所述高炉水渣系统过滤池热能回收系统可以是在中国专利cn101265039a(公开日期2008年9月17日，公开的《一种环保型底滤法高炉炉渣处理设备及处理方法》)的基础上改进而成，充分利用原有的烟囱和水泵房，不增加额外占地，利用换热器完成高炉水渣系统过滤池热能的回收利用。

在水泵房设置两个热水换热器19，两个换热器以串联方式连接，高温过滤水(约70℃～90℃)从过滤池底部流出后依次经过两个热水换热器19，在热交换过程中完成对常温水的加热。

常温水(约25℃～35℃)经热水换热器19加热后成为热水(约60℃～70℃)，经过单向阀9、电动蝶阀8和手动蝶阀7进入用户管网。高温过滤水经热水泵15、单向阀16、电动蝶阀17和手动蝶阀18后进入热水换热器19，在换热器的作用下温度降低成为低温过滤水(约50℃～60℃)，低温过滤水经上塔泵21和手动蝶阀22进入冷却塔，完成冷却后成为冷却水(约40℃～45℃)进入储水池储存备用。需要冲渣时，冷却水从储水池底部引出，经冲渣泵24提升动力，然后作为低温冲渣水经单向阀25、电动蝶阀26和手动蝶阀27引向冲渣点，实现过滤水的循环利用。

过滤池顶部设置可移动蒸汽罩6，对过滤池表面的蒸汽进行密封；冲渣停止后可移动蒸汽罩6移开便于抓渣。

在过滤池侧壁靠近高空烟囱1处接近顶部的位置开孔引出过滤池的蒸汽。高空烟囱1要求具有足够的高度(约70米)，能够在过滤池表面形成足够的负压(约500pa～1000pa)。如果原有的烟囱高度不足，可以考虑增加烟囱高度直至满足需求或在开孔外设置引风机。

在高空烟囱1或引风机的负压和可移动蒸汽罩6密封的作用下，过滤池表面的蒸汽被抽离过滤池进入蒸汽换热单元3。

常温水(约25℃～35℃)(或其他待加热的介质)经蒸汽换热单元3加热后(约60℃～70℃)进入用户管网，大部分蒸汽在蒸汽换热单元3的作用下凝结成水滴，与渣水混合物一起进入过滤池，小部分蒸汽未被凝结进入高空烟囱1，在高空烟囱1内喷淋装置2的作用下成为水滴，落入高空烟囱底部经渣水混合物通道进入过滤池。

高炉原燃料质量和配比的变化会导致高炉熔渣的成分变化，进而改变过滤水的水质。在过滤池底部出口处，对过滤层过滤后流出的过滤水的水质进行检测分析，同时安装温度计12和流量计13，检测过滤水的温度、流量，并把所有检测结果及时反馈到高炉中控系统，对优化高炉原燃料质量和配比、优化高炉操作、促进高炉顺行起到重要作用。

经换热器加热后的热水(约60℃～70℃)用途广泛，引入用户管网后可以用作生活水系统的浴池淋浴、冬季供暖，也可以用作工业水系统的材料加湿预热等。过滤池内冲渣水和蒸汽的热能得到有效回收，而且减少了含硫蒸汽的对空排放，对于节能减排具有重大意义。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。