一种高炉熔渣粒化的节能消白系统的制作方法

本发明涉及冶金行业炼铁领域，具体的是一种高炉熔渣粒化的节能消白系统。

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。国内外通常采用沉淀过滤法(常称底滤法)水渣工艺对熔渣进行粒化处理。高炉炉前进行水力冲渣，用水淬将熔渣击碎后，变成渣水混合物(常称水渣)，水渣经冲渣沟进入过滤池，液态水经过滤池内的过滤层过滤后循环使用，过滤池内留下固态渣粒，然后通过桥式抓斗起重机对渣粒进行抓取、装车外运。

水渣工艺对熔渣进行粒化处理的过程中会产生大量蒸汽(约60℃-100℃)，水渣蒸汽具有腐蚀性，在散发过程中污染周边环境，腐蚀周围的设备，同时由于过滤池距高炉的距离很近，因此散发的蒸汽也会对高炉设备造成一定的腐蚀。

随着我国环保形势的越来越严峻，钢铁企业对水渣工艺的蒸汽消白技术的需求越来有强烈。国内外已经进行多年的相关研究，希望消除过滤池蒸汽，实现蒸汽消白。

专利cn107815514a，公开日期2018年3月20日，公开了一种“冲渣水蒸汽回收与消白雾的系统及回收方法”，该专利首先采用喷雾降温的方式实现蒸汽回收，然后利用热风炉烟气升温蒸汽防止产生白烟。采用该专利的方法能够有效减少蒸汽排放，但是大量蒸汽热能被浪费，没有得到充分利用。

现有技术虽然已经提供了高炉水渣系统蒸汽的消白方法，但是热能没有充分利用，有必要研究新的高炉熔渣粒化的节能消白装置，既能有效减少冲渣蒸汽造成的环境污染，又能实现能源的循环利用。

技术实现要素：

为了提高高炉水渣系统过滤池蒸汽的消白效率。本发明提供了一种高炉熔渣粒化的节能消白系统，该高炉熔渣粒化的节能消白系统有效减少过滤池含硫蒸汽的排放、实现能源的循环利用。

本发明解决其技术问题所采用的技术发明是：一种高炉熔渣粒化的节能消白系统，包括粒化塔、高空烟囱和过滤池，粒化塔的上部通过蒸汽管道与高空烟囱连接，粒化塔能够通过渣水混合物管道向过滤池内排入渣水混合物，高空烟囱能够通过冷凝水喷淋水管道向过滤池内排入冷凝水喷淋水。

粒化塔、高空烟囱和过滤池呈三角形布置，过滤池含有并列设置的第一过滤分池和第二过滤分池。

渣水混合物管道的一端与冷凝水喷淋水管道的一端连接，渣水混合物管道与冷凝水喷淋水管道的连接处通过第一过滤池管道和第二过滤池管道与第一过滤分池和第二过滤分池一一对应连接。

第一过滤池管道上设有第一阀门，第二过滤池管道上设有第二阀门，第一阀门的工作状态与第二阀门的工作状态相反。

粒化塔内设有粒化器，粒化器位于粒化塔的高温熔渣入口的下方，粒化塔的底部连接有输送水输入管道，该输送水输入管道的出水口位于粒化器的下方。

粒化器的上部内设有换热器，换热器位于粒化器和蒸汽管道之间，蒸汽管道上设有引风机。

高空烟囱内从下向上依次设置有喷淋装置、除沫器和反冲洗装置，蒸汽管道位于与喷淋装置的下方。

喷淋装置能够将粒化塔内未凝结的蒸汽变成冷凝水并和喷淋水一起落入高空烟囱的底部。

除沫器能够消除未凝结的蒸汽和小水滴，反冲洗装置能够定期对除沫器进行反冲洗。

喷淋装置含有沿高空烟囱的周向均匀交替排列的长喷枪和短喷枪，长喷枪和短喷枪上均匀布置有多个高压喷头。

本发明的有益效果是：

1、本发明提出了先换热后喷淋的消白措施，消白效果好，能够有效减少环境污染。

2、本发明能够充分利用熔渣粒化过程中的蒸汽热能，减少能源浪费。

3、本发明提出的节能消白系统结构简单、设备可靠性高。

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是高炉熔渣粒化的节能消白系统的俯视图。

图2是粒化塔的侧视图。

图3是高炉烟囱的侧视图。

图4是高压喷枪及喷头布置情况俯视图。

1、高空烟囱；2、蒸汽管道；3、引风机；4、粒化塔；5、冷凝水喷淋水管道；6、渣水混合物管道；71、第一阀门；72、第二阀门；81、第一过滤池管道；82、第二过滤池管道；9、过滤池；91、第一过滤分池；92、第二过滤分池；10、换热器；11、粒化器；12、反冲洗装置；13、除沫器；14、喷淋装置；15、长喷枪；16、短喷枪；17、高压喷头。

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。

一种高炉熔渣粒化的节能消白系统，包括粒化塔4、高空烟囱1和过滤池9，粒化塔4的上部通过蒸汽管道2与高空烟囱1连接，粒化塔4能够通过渣水混合物管道6向过滤池9内排入渣水混合物，高空烟囱1能够通过冷凝水喷淋水管道5向过滤池9内排入冷凝水喷淋水(冷凝水和喷淋水)，如图1至图4所示。

在本实施例中，俯视所述高炉熔渣粒化的节能消白系统，如图1所示，粒化塔4、高空烟囱1和过滤池9呈三角形布置。过滤池9含有并列设置的第一过滤分池91和第二过滤分池92。第一过滤分池91与第二过滤分池92之间相互独立。

在本实施例中，渣水混合物管道6的一端与冷凝水喷淋水管道5的一端连接，渣水混合物管道6与冷凝水喷淋水管道5的连接处通过第一过滤池管道81和第二过滤池管道82与第一过滤分池91和第二过滤分池92一一对应连接，如图1所示。粒化塔4内的渣水混合物可以排入第一过滤分池91或第二过滤分池92，高空烟囱1内的冷凝水喷淋水可以排入第一过滤分池91或第二过滤分池92。

在本实施例中，第一过滤池管道81上设有第一阀门71，第二过滤池管道82上设有第二阀门72，第一阀门71的工作状态与第二阀门72的工作状态相反。即通常，当第一阀门71为开启时，第二阀门72关闭；当第一阀门71为关闭时，第二阀门72开启。

具体的，从粒化塔4引出的渣水混合物管道6与从高空烟囱1引出的冷凝水喷淋水管道5交叉汇合，从汇合点引出两条过滤池管道(第一过滤池管道81和第二过滤池管道82)分别进入两个过滤池(第一过滤分池91或第二过滤分池92)。进入两个过滤池的管道上都安装阀门，需要使用第一过滤分池91时，关闭第二过滤池管道82上的第二阀门72，反之亦然。如果高空烟囱1具有足够的高度，能够形成足够的负压引出粒化塔4内未凝结的蒸汽，则可以不设置引风机3。

在本实施例中，粒化塔4内设有粒化器11，粒化器11位于粒化塔4的高温熔渣入口的下方，粒化塔4的底部连接有输送水输入管道，该输送水输入管道的出水口位于粒化器11的下方。高温熔渣在大量高速粒化水的作用下完成粒化，渣水混合物落入粒化塔4的底部。粒化塔4底部引入输送水，在输送水的作用下，渣水混合物进入过滤池(第一过滤分池91或第二过滤分池92)。

在本实施例中，粒化器11的上部内设有换热器10，换热器10位于粒化器11和蒸汽管道2之间，蒸汽管道2上设有引风机3。在粒化器11的上方靠近粒化塔4顶部设置换热器10，粒化塔4顶部侧面设置蒸汽管道2和引风机3。在引风机3的作用下，熔渣粒化过程中产生的蒸汽在粒化塔4内部向上运动，蒸汽经过换热器10时，被引入换热器10的常温水吸收大量热能成为热水，大量蒸汽在换热过程中凝结为水滴落入粒化塔4底部。未凝结的蒸汽从粒化塔4顶部侧面的蒸汽管道2进入高空烟囱1，如图2所示。

在本实施例中，高空烟囱1内从下向上依次设置有喷淋装置14、除沫器13和反冲洗装置12，蒸汽管道2位于与喷淋装置14的下方。喷淋装置14可以含有一层或多层，喷淋装置14能够将粒化塔4内未凝结的蒸汽变成冷凝水并和喷淋水一起落入高空烟囱1的底部。除沫器13能够消除未凝结的蒸汽和小水滴，反冲洗装置12能够定期对除沫器13进行反冲洗。

在本实施例中，喷淋装置14含有沿高空烟囱1的周向均匀交替排列的长喷枪15和短喷枪16，长喷枪15和短喷枪16上均匀布置有多个高压喷头17。长喷枪15和短喷枪16在高空烟囱1内部同一高度上。根据工艺需求，可以在不同高度上布置多个层次的长喷枪15和短喷枪16及其附带的高压喷头17。喷淋水从高压喷头17喷出后在高空烟囱内部形成雾化状态，雾化的喷淋水均匀布满高空烟囱内部空间。

未凝结的蒸汽进入高空烟囱1后，在喷淋装置14喷出的雾化喷淋水的作用下成为冷凝水，冷凝水与喷淋水一起落入高空烟囱1底部沿管道进入过滤池。除沫器13设置在喷淋装置14上方，消除未凝结的蒸汽和小水滴；反冲洗装置12定期对除沫器13进行反冲洗，避免除沫器13长期使用后被堵塞。

下面介绍该高炉熔渣粒化的节能消白系统的工作过程。

高温熔渣在大量高速粒化水的作用下完成粒化，渣水混合物落入粒化塔4底部粒化塔底部引入输送水，在输送水的作用下，渣水混合物进入过滤池9(第一过滤分池91或第二过滤分池92)。粒化塔4内未凝结的蒸汽从粒化塔顶部侧面的蒸汽管道被引风机引入高空烟囱1。

粒化塔内未凝结的蒸汽在高空烟囱喷淋装置的作用下成为冷凝水，和喷淋水一起落入高空烟囱底部。除沫器设置在喷淋装置上方，消除未凝结的蒸汽和小水滴。反冲洗装置设置在除沫器上方，定期对除沫器进行反冲洗。从粒化塔引出的渣水混合物管道与从高空烟囱引出的冷凝水喷淋水管道交叉汇合，从汇合点引出两条过滤池管道分别进入两个过滤池。

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。