一种高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置的制作方法

本实用新型涉及高炉环保与节能技术领域，特别是涉及一种高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置。

背景技术：

炼铁高炉的主要产品是铁水、高炉煤气等，副产品之一是高温炉渣(1400℃以上)，主流的炉渣处理工艺是水淬粒化，该工艺产生大量水蒸气，通常在水渣粒化池或水渣粒化塔上部设置高空烟囱，水蒸气夹杂着大量空气在烟囱自然抽力的作用下向高空排放进入大气。高空排放的水渣蒸汽不仅带走热量，还携带着大量水分，浪费水资源，并腐蚀高炉设备，此外，高空排放的“白烟”也成为高炉炼铁工艺的标志之一，严重影响了高炉环保、高效的工业形象。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置，用于解决现有技术中水渣蒸汽的热量与水分回收困难、易腐蚀设备等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置，包括水渣蒸汽分配器和水渣蒸汽回收塔，所述水渣蒸汽回收塔包括外壳以及至少一个水浴池，所述外壳上的出口端安装有脱水器，所述水浴池设置在外壳内，所述水浴池内设有蒸汽喷射器，所述蒸汽喷射器通过第一支管与水渣蒸汽分配器的出口端连通。

本实用新型的有益效果是：对水渣蒸汽的热量与水分进行回收，减少有害物质及可见蒸汽排放，降低对设备的腐蚀，更加环保。

可选地，所述蒸汽喷射器包括至少一个喷射管，所述喷射管的侧壁上设有均匀分布的喷射嘴，所述喷射管与第一支管连通。

可选地，所述喷射管为环状结构。

可选地，当喷射管数量大于或等于两个时，多个喷射管同心分布。

可选地，当所述水浴池的数量大于或等于两个时，多个所述水浴池沿竖直方向分布。

可选地，所述水渣蒸汽回收塔上设有用于水浴池补充新水的补水管以及用于水浴池水分回收的回收管。

可选地，当所述水浴池的数量大于或等于两个时，上下相邻两个所述水浴池之间通过溢流管连通，所述补水管与位于最顶层的水浴池连通，所述回收管与位于最底层的水浴池连通。

可选地，还包括水渣蒸汽排放烟囱和水渣粒化塔，所述水渣蒸汽排放烟囱安装在水渣粒化塔上方，位于水渣蒸汽排放烟囱外部的所述水渣蒸汽分配器的进口端与水渣蒸汽排放烟囱连通，且水渣蒸汽分配器的进口端设有将经过水渣粒化塔产生的水渣蒸汽引入水渣蒸汽分配器的引射装置。

采用上述可选地方案的有益效果是：结构布局紧凑，减少空间占用，能够连续稳定的对水渣蒸汽中的热量与水分进行充分吸收处理，节约能源。

附图说明

图1显示为本实用新型的高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置的结构示意图；

图2显示为本实用新型的高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置的水渣蒸汽回收塔的结构示意图；

图3显示为本实用新型的高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置的蒸汽喷射器的俯视图；

图4显示为本实用新型的高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置的工作流程图。

零件标号说明

1水渣蒸汽分配器；

11第一支管；

2蒸汽喷射器；

21喷射管；

22第二支管；

31补水管；

32溢流管；

33回收管；

4水渣蒸汽回收塔；

41水浴池；

411中心通道；

42外壳；

43脱水器；

51水渣粒化塔；

52水渣蒸汽排放烟囱；

6引射装置。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

在对本实用新型实施例进行详细叙述之前，先对本实用新型的应用环境进行描述。本实用新型的技术主要是应用于高炉环保与节能领域，特别是应用于高炉水渣蒸汽热量与水分的处理领域。本实用新型是解决水渣蒸汽的热量与水分回收处理困难，易腐蚀设备以及易破坏环境等问题。

如图1至图3所示，本实用新型的高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置，包括水渣蒸汽分配器1和水渣蒸汽回收塔4，水渣蒸汽回收塔4包括外壳42和至少一个水浴池41，水浴池41设置在外壳42内，水浴池内盛满水，外壳42上的出口端安装有脱水器43，脱水器可以采用填料脱水器，使得经过水浴池41处理的水渣蒸汽通过脱水器43脱水后才能排出。水浴池41内设有蒸汽喷射器2，蒸汽喷射器2通过第一支管11与水渣蒸汽分配器1的出口端连通。该回收装置还包括水渣蒸汽排放烟囱52和水渣粒化塔51，水渣蒸汽排放烟囱52安装在水渣粒化塔51上方，位于水渣蒸汽排放烟囱52外部的水渣蒸汽分配器1的进口端与水渣蒸汽排放烟囱52连通，且水渣蒸汽分配器1的进口端设有将经过水渣粒化塔51处理后水渣蒸汽引入水渣蒸汽分配器1的引射装置6，通过引射装置6提供足够的动力使得水渣蒸汽充分进入水渣蒸汽分配器1中。将水渣蒸汽分配器1和水渣蒸汽回收塔4设置水渣蒸汽排放烟囱52的外部，一方面便于维护，另一方面使得水渣蒸汽排放烟囱和水渣蒸汽回收塔4相对独立设置，若水渣蒸汽回收塔4出现故障或处于检修状态，通过水渣蒸汽排放烟囱52高空排放蒸汽，不影响高炉正常生产，即水渣蒸汽排放烟囱52与水渣蒸汽回收塔4相互备份。

如图1至图3所示，脱水器43可以采用填料形成蜂窝状或其它具有多孔通道的结构，使得空气中携带的大颗粒机械水撞击填料后形成更大的水粒后回收，减少水分浪费，节能减排。经过脱水处理的水渣蒸汽可以通过独立的排出通道直接排出，或者与水渣蒸汽排放烟囱汇合排出，与水渣蒸汽排放烟囱汇合有利于减少通道设置，使得结构布局更加紧凑。蒸汽喷射器2包括至少一个喷射管21，喷射管21通过第二支管22与第一支管11连通，喷射管21的侧壁上设有均匀分布的喷射嘴，水渣蒸汽通过喷射嘴喷出进入水浴池内。喷射管21可以采用方管或圆管弯曲而成，喷射管21可以弯曲成环状结构、或者也可以折返平行布置，有利于水渣蒸汽充分均匀喷出到水浴池中的冷却水里，提高热量与水分处理的效率。当喷射管21数量大于或等于两个时，喷射管21为环状结构，多个喷射管21同心分布，第一支管11可以采用弧形管，使得多个第二支管22可以错开分布，安装更加方便。喷射管的形状可以根据场地、水蒸气回收塔、水浴池外形等相应地调整，如折叠往复布置、上下分层布置等。

如图1至图3所示，水渣蒸汽回收塔4上设有用于水浴池41补充新水的补水管31以及用于水浴池41水分回收的回收管33，通过补水管31向水浴池补充低温新水；当水浴池中的水过多时，通过回收管33排出已经吸收热量和蒸汽水分的冷却水进行回收利用。当水浴池41的数量大于或等于两个时，多个水浴池41沿竖直方向分布，且上下相邻的两个水浴池41之间通过溢流32管连通，可以每层水浴池设置独立的补水管和回收管，也可以仅在位于最顶层的水浴池设置补水管31，位于最底层的水浴池设置回收管33，简化结构，多层叠设，相互连通，保持水浴池中液面高度和水温的稳定，减少空间占用，提高蒸汽处理能力，节约冷却新水，降低成本。当水浴池41的数量大于或等于2个时，位于上方的水浴池中心可以设置贯穿水浴池的中心通道411，即最底层的水浴池可以不用设置中心通道，且上层水浴池的中心通道的孔径大于下层水浴池的中心通道的孔径，设置中心通道有利于下层冷却的气体快速顺利向上排出。

如图4所示，高炉水渣蒸汽热量与水分的回收装置回收高炉水渣蒸汽热量与水分的工作流程包括以下步骤：1)高炉红渣经过水渣粒化塔水淬粒化形成大量水蒸气和空气混合而成的水渣蒸汽；2)水渣蒸汽经过引射装置增加动能后进入水渣蒸汽分配器；3)水渣蒸汽经过水渣蒸汽分配器和蒸汽喷射器将水渣蒸汽送入水浴池中冷却回收水渣蒸汽的热量及水分，水浴池连续地补充冷却水以及连续地回收溢流水；4)水渣蒸汽经过蒸汽回收塔降温吸收后，剩余空气脱水后排出。在步骤3)中，水渣蒸汽分配器1通过各个第一支管11将水渣蒸汽输送到位于不同高度的蒸汽喷射器中，蒸汽通过喷射嘴进入水浴池，完成水渣蒸汽的热量及水分的收集处理。在步骤4)中，剩余空气经过水渣蒸汽回收塔4中的脱水器43脱水后排出。

为进一步说明本实用新型回收装置的优势，下面以具体实施例进行举例说明，但本实用新型所保护的内容并非局限于以下实施例。

实施例一：

一高炉日产红渣3000t/d，每天出渣12次，平均产量约250t/h，温度约1450℃，红渣比热容1.2kj/(kg·k)，粒化水1900t/h，入水温度40℃，粒化后水温90℃，水渣温度90℃。计算水渣蒸汽发生量，蒸汽温度约120℃，热焓2700kj/kg，流量约3.33t/h，体积流量约5831.9m³/h，折合标态约4051.2nm³/h，蒸汽携带的总热量约9×10⁶kj/h。由于水渣粒化塔51不是密闭装置，在高空烟囱的自然抽力下卷入大量空气。引射装置6采用蒸汽引射风机，设置蒸汽引射风机流量7000m³/h，升压约5kpa。设置水渣蒸汽分配器进口端总管管径为dn700mm，设置五支第一支管11的管径为dn350mm。水渣蒸汽回收塔4内设置五层水浴池41，为便于描述，五层水浴池从底部向上依次编号为1#水浴池、2#水浴池、3#水浴池、4#水浴池、5#水浴池，1#水浴池内布置六个环形蒸汽喷射管21，每环之间保持一定的间距，喷射管21由圆管制成，管壁上均布大量小孔，圆管外设置微孔不锈钢板(丝)网格。水渣蒸汽通过喷射管21上的喷射嘴和微孔不锈钢网孔均匀喷射进入水浴池41，水浴池内盛满水，蒸汽与水结合后吸收热量，水蒸气冷凝成水。2#水浴池内设置六个环形喷射管21，2#水浴池为环形，水浴池圆心处设有通道，供经过1#水浴池的剩余空气(即蒸汽中携带的空气)通过。3#水浴池和4#水浴池内均设置五个喷射管21，3#水浴池和4#水浴池中心通道直径依次增大，便于通过下层水浴池的剩余空气。5#水浴池内设置四个喷射管21，5#水浴池中心通道直径达到最大。最高位的5#水浴池上部设置新水补水管31，温度较低的冷却水进入最高位的5#水浴池，每组水浴池上沿设置溢流管32，水浴池收集蒸汽中携带的水分后，流量增加，从溢流管32流入下一层水浴池，5#水浴池至2#水浴池的溢流管依次流入下一层水浴池，最底层的1#水浴池设置回收管33，将水排到指定位置回收利用。水渣蒸汽回收塔壳体42的顶部为锥形结构，气体出口设置在锥形结构顶部，当剩余空气通过脱水器43时，空气携带的颗粒状机械水撞击脱水器后形成更大的水颗粒，沿壳体内壁回流收集。该实施例的回收装置每天回收水分约40t/d，回收热量约1.1×10⁸kj/d，消除了可见蒸汽排放，减少了高炉设备腐蚀，提升高炉的环保形象，节约了能源。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。