一种高炉水渣工艺节能消白处理系统的制作方法

本实用新型涉及冶金行业炼铁领域，具体的是一种高炉水渣工艺节能消白处理系统。

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。

中国专利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，然后利用热空气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熔渣粒化过程的蒸汽排放，但是大量蒸汽热能被浪费，没有得到充分利用。

高炉熔渣的处理工艺中，既有粒化过程的大量高温蒸汽，也有冲渣时过滤池表面长期存在的大量蒸汽，充分利用粒化过程中高温蒸汽的热能、有效消除粒化过程和过滤池的蒸汽，实现高炉水渣工艺的节能消白处理具有重大意义。

技术实现要素：

为了回收高炉水渣中的热能，本实用新型提供了一种高炉水渣工艺节能消白处理系统，该高炉水渣工艺节能消白处理系统既能充分回收粒化过程的蒸汽热能，也能有效消除粒化过程和过滤池的蒸汽。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术实用新型是：一种高炉水渣工艺节能消白处理系统，包括粒化塔、烟囱、过滤池和出铁口封罩，粒化塔通过粒化塔蒸汽管道与烟囱连接，粒化塔通过渣水混合物管道与过滤池连接，过滤池通过过滤池蒸汽管道与烟囱连接，出铁口封罩位于高炉出铁场的出铁口，出铁口封罩通过排气管道与烟囱连接。

粒化塔内设置有粒化器和蒸汽换热器，粒化器位于粒化塔的高温熔渣入口的下方，蒸汽换热器位于粒化器的上方，粒化塔的高温熔渣入口位于蒸汽换热器和粒化器之间。

粒化塔蒸汽管道上设有第一引风机，过滤池蒸汽管道上设有第二引风机，排气管道上设有第三引风机，粒化塔蒸汽管道与粒化塔的连接处位于蒸汽换热器的上方。

烟囱内从下向上依次设有喷淋装置、除沫器和反冲洗装置，喷淋装置含有沿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。

过滤池蒸汽管道与烟囱的连接处位于喷淋装置的下方，粒化塔蒸汽管道与烟囱的连接处也位于喷淋装置的下方，排气管道与烟囱的连接处位于反冲洗装置的上方。

过滤池含有并列相邻设置的第一过滤分池和第二过滤分池，过滤池的顶部设有可移动蒸汽罩，可移动蒸汽罩能够密封第一过滤分池或第二过滤分池。

第一过滤分池和第二过滤分池的上部均设有蒸汽排放口，该蒸汽排放口与过滤池蒸汽管道连接，烟囱的底部外连接有排水管道。

粒化塔内的蒸汽能够通过第一引风机引至烟囱。

过滤池内的蒸汽能够通过第二引风机引至烟囱。

出铁口封罩内的热空气能够通过第三引风机引至烟囱。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提出了换热-喷淋-除沫-加热的蒸汽处理措施，能够有效减少高炉水渣工艺含硫蒸汽的排放，实现消白处理，减少空气污染。

2、本实用新型能够充分回熔渣粒化过程的蒸汽热能，实现能源的有效循环利用。

3、本实用新型采用无能耗的换热器实现粒化过程蒸汽的热能利用，具有运行成本低、效益高的优点。

4、本实用新型充分利用高炉出铁口的热空气进行水渣工艺的消白处理，避免了出铁口的热能浪费。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述高炉水渣工艺节能消白处理系统的俯视图。

图2是粒化塔的结构示意图。

图3是烟囱和过滤池的结构示意图。

图4是喷淋装置的俯视图。

1、粒化塔；2、第一引风机；3、烟囱；4、第二引风机；51、第一过滤池蒸汽管道阀门；52、第二过滤池蒸汽管道阀门；61、第一渣水混合物管道阀门；62、第二渣水混合物管道阀门；7、可移动蒸汽罩；8、过滤池；81、第一过滤分池；82、第二过滤分池；9、高炉出铁场；10、出铁口封罩；11、第三引风机；12、蒸汽换热器；13、粒化器；14、反冲洗装置；15、除沫器；16、喷淋装置；17、长喷枪；18、短喷枪；19、高压喷头；20、粒化塔蒸汽管道；21、渣水混合物管道；22、过滤池蒸汽管道；23、排水管道；24、排气管道。

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实用新型。

一种高炉水渣工艺节能消白处理系统，包括粒化塔1、烟囱3、过滤池8和出铁口封罩10，粒化塔1通过粒化塔蒸汽管道20与烟囱3连接，粒化塔1通过渣水混合物管道21与过滤池8连接，过滤池8通过过滤池蒸汽管道22与烟囱3连接，出铁口封罩10位于高炉出铁场9的出铁口，出铁口封罩10通过排气管道24与烟囱3连接，如图1至图3所示。

在本实施例中，粒化塔1内设置有粒化器13和蒸汽换热器12，粒化器13位于粒化塔1的高温熔渣入口的下方，蒸汽换热器12位于粒化器13的上方，粒化塔1的高温熔渣入口位于蒸汽换热器12和粒化器13之间。粒化器位于粒化塔高温熔渣的入口下方，蒸汽换热器位于粒化器的上方靠近粒化塔顶部。

在本实施例中，粒化塔蒸汽管道20上设有第一引风机2，过滤池蒸汽管道22上设有第二引风机4，排气管道24上设有第三引风机11，粒化塔蒸汽管道20与粒化塔1的连接处位于蒸汽换热器12的上方。粒化塔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烟囱。

在本实施例中，烟囱3内从下向上依次设有喷淋装置16、除沫器15和反冲洗装置14，喷淋装置16可以设置一层或多层，喷淋装置16含有沿烟囱3的周向均匀交替排列的长喷枪17和短喷枪18，长喷枪17和短喷枪18上均匀布置有多个高压喷头19，如图4所示。

在本实施例中，过滤池蒸汽管道22与烟囱3的连接处位于喷淋装置16的下方，粒化塔蒸汽管道20与烟囱3的连接处也位于喷淋装置16的下方，排气管道24与烟囱3的连接处位于反冲洗装置14的上方，如图3所示。

在本实施例中，过滤池8含有并列相邻设置的第一过滤分池81和第二过滤分池82，过滤池8的顶部设有可移动蒸汽罩7，可移动蒸汽罩7能够密封第一过滤分池81或第二过滤分池82。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，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。

在本实施例中，第一过滤分池81和第二过滤分池82的上部均设有蒸汽排放口，该蒸汽排放口与过滤池蒸汽管道22连接，烟囱3的底部外连接有排水管道23。过滤池蒸汽管道22分别与第一过滤分池81和第二过滤分池82对应连接，渣水混合物管道21分别与第一过滤分池81和第二过滤分池82对应连接，如图1所示。排水管道23可以将烟囱3内的水可以进入冷却塔用于冷凝水、喷淋水、冲洗水。

过滤池蒸汽管道22上设有第一过滤池蒸汽管道阀门51和第二过滤池蒸汽管道阀门52，渣水混合物管道21上设有第一渣水混合物管道阀门61和第二渣水混合物管道阀门62。第一过滤池蒸汽管道阀门51与第二过滤池蒸汽管道阀门52的工作状态相反，如第一过滤池蒸汽管道阀门51开启时，则第二过滤池蒸汽管道阀门52关闭。第一渣水混合物管道阀门61与第二渣水混合物管道阀门62的工作状态相反。

在过滤池与烟囱之间设置引风机，把过滤池表面的蒸汽抽离后进入烟囱。过滤池蒸汽进入烟囱的入口位于喷淋装置的下方。在高炉出铁场设置出铁口封罩，利用引风机把出铁口热空气引至烟囱。出铁口热空气进入烟囱的入口位于烟囱内反冲洗装置的上方。

下面介绍该高炉水渣工艺节能消白处理系统的工作过程。

在粒化塔1的高温熔渣(1350℃～1500℃)的入口下方设置粒化器13，高温熔渣在大量高速粒化水(约40℃～45℃)的作用下完成粒化，渣水混合物落入粒化塔1的底部。粒化塔1底部引入输送水(约40℃～45℃)，在输送水的作用下，渣水混合物进入过滤池8的第一过滤分池81或第二过滤分池82。

在粒化器13的上方靠近粒化塔1顶部设置蒸汽换热器12，粒化塔1顶部侧面设置蒸汽管道和第一引风机2。在第一引风机2的作用下，熔渣粒化过程中产生的蒸汽(约80℃～100℃)在粒化塔1内部向上运动，蒸汽经过蒸汽换热器12时，被引入蒸汽换热器12的常温水(约25℃～35℃)吸收大量热能成为热水(约60℃～80℃)，大量蒸汽在换热过程中凝结为水滴落入粒化塔1底部。未凝结的蒸汽从粒化塔1顶部侧面的蒸汽管道进入烟囱3。

烟囱3内在粒化塔蒸汽管道出口的上方依次设置一层(或多层)喷淋装置16、除沫器15、反冲洗装置14。

喷淋装置16由在烟囱3内部同一高度上均匀交叉布置的多个长喷枪17和短喷枪18组成，长喷枪和短喷枪上均匀布置多个高压喷头19。根据工艺需求，可以在不同高度上布置多个层次的长喷枪17和短喷枪18及其附带的高压喷头19。喷淋水(约40℃～45℃)从高压喷头19喷出后在烟囱内部形成雾化状态，雾化的喷淋水均匀布满烟囱内部空间。

粒化塔1的蒸汽进入烟囱3的入口位于喷淋装置16下方。粒化塔内未凝结的蒸汽进入烟囱3后，在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烟囱3底部沿冷凝水喷淋水管道进入冷却塔。

除沫器15设置在喷淋装置16上方，消除未凝结的蒸汽和小水滴；反冲洗装置14定期对除沫器15进行反冲洗，避免除沫器15长期使用后被堵塞。

从粒化塔1底部引出的渣水混合物管道与两条过滤池管道的汇合点相连接，两条过滤池管道分别进入两个过滤池。进入两个过滤池的管道上分别安装第一渣水混合物管道阀门61和第二渣水混合物管道阀门62，需要使用第二过滤分池82时，打开第二渣水混合物管道阀门62，关闭第一渣水混合物管道阀门61。

过滤池顶部设置可移动蒸汽罩7，对过滤池表面的蒸汽进行密封；冲渣停止后可移动蒸汽罩7移开便于对第一过滤分池81或第二过滤分池82抓渣。

在第一过滤分池81或第二过滤分池82的侧壁靠近烟囱3处接近顶部的位置开孔，在过滤池侧壁开孔外分别引出两个蒸汽管道(过滤池蒸汽管道22)，两个蒸汽管道上都安装阀门(即第一过滤池蒸汽管道阀门51与第二过滤池蒸汽管道阀门52)。两个蒸汽管道汇合后连接蒸汽总管，蒸汽总管上安装第二引风机4，通过蒸汽总管把过滤池蒸汽引入烟囱3，蒸汽总管在烟囱3的入口位于喷淋装置16的下方。

在第二引风机4和过滤池可移动蒸汽罩7的作用下，过滤池表面的蒸汽被抽离过滤池进入烟囱3，在烟囱内喷淋装置16的作用下成为水滴，落入烟囱底部后进入冷却塔。

冲渣使用第二过滤分池82时会产生大量蒸汽，此时可移动蒸汽罩7位于第二过滤分池82上方，关闭第一过滤分池81的第一过滤池蒸汽管道阀门51，打开第二过滤分池82的第二过滤池蒸汽管道阀门52，蒸汽从第二过滤分池82的表面经蒸汽总管进入烟囱3。

高炉出铁场9的出铁口周围长期处于高温状态，设置出铁口封罩10，利用第三引风机11把出铁口热空气引至烟囱3，热空气在烟囱3的入口位于烟囱内反冲洗装置14的上方。粒化过程的蒸汽和过滤池表面的蒸汽经过粒化塔1内蒸汽换热器12和烟囱3内喷淋装置16、除沫器15等连续作用，未被彻底处理的蒸汽在出铁口热空气的作用下升温稀释，大幅降低蒸汽饱和度，实现高炉水渣工艺蒸汽的彻底消白处理。

经蒸汽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。熔渣粒化过程中的蒸汽热能得到有效回收，减少了粒化过程和过滤池含硫蒸汽的对空排放，实现蒸汽消白处理，对于节能减排具有重大意义。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型提出了换热-喷淋-除沫-加热的蒸汽处理措施，能够有效减少高炉水渣工艺含硫蒸汽的排放，实现消白处理，减少空气污染；明能够充分回熔渣粒化过程的蒸汽热能，实现能源的有效循环利用；本实用新型采用无能耗的换热器实现粒化过程蒸汽的热能利用，具有运行成本低、效益高的优点；本实用新型充分利用高炉出铁口的热空气进行水渣工艺的消白处理，避免了出铁口的热能浪费。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型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，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术实用新型之间、技术实用新型与技术实用新型之间均可以自由组合使用。