一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统的制作方法

文档序号:34178978发布日期:2023-05-17 07:42阅读:49来源:国知局
一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统的制作方法

本发明属于余热回收,具体属于一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统。


背景技术:

1、高炉熔渣是钢铁厂内高品质余热资源,含热量高,而且每年高炉渣的产量巨大。目前全世界高炉炼铁几乎大部使用熔渣水淬工艺,该工艺方案无法充分回收高炉渣中的高温热能,水淬冷却高炉渣,每吨高炉渣汽化一吨冷却水,产生蒸汽排入大气中,高炉渣中热能白浪费,不仅造成了水资源的浪费,同时也会造成对环境的污染。

2、因此20世纪70年代后期开始,干法粒化高炉熔渣技术得到世界各国钢铁厂商和相关研究机构的广泛关注和大力开发其中利用高速旋转的转盘从转盘抛离出去,从而将高炉熔渣机械粒化,20世纪90年代后起开始,所述方法在国内钢铁厂商和相关研究科研院所机构实验室都做大量实验,有些还做大量实验,有些还做中试试验,但都没能向工业生产,对于高品质余热资源的液态熔渣显热,目前还没有成熟回收技术,大量显热能量白白耗散,节能减排潜力十分巨大。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,以低熔点金属及其合金流体作为流动传热工质,实现高炉熔渣高温热能的高效回收,为节能减排的发展做出贡献。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,包括高炉、炉渣换热单元、液态金属换热单元、第二气包和除盐水箱,其中高炉出口与炉渣换热单元的炉渣进口连通,炉渣换热单元的液态金属出口与液态金属换热单元的液态金属进口连通,液态金属换热单元的液态金属出口与炉渣换热单元的液态金属进口连通,液态金属换热单元的除盐水进口与除盐水箱的出口连通,液态金属换热单元的蒸汽出口与第二气包的蒸汽进口连通。

3、进一步的,炉渣换热单元的液态金属出口通过电磁泵与液态金属换热单元的液态金属进口连通。

4、进一步的,所述液态金属为镓、镓铟合金或镓铟锡合金。

5、进一步的,炉渣换热单元为辊式换热单元,所述辊式换热单元的内腔用于通过液态金属,外辊面用于承接炉渣并将炉渣辊成带状。

6、进一步的,还包括碎渣装置、渣粒导流装置、逆流回转冷渣器、冷却风机,所述炉渣换热单元的炉渣出口与碎渣装置的炉渣进口连通,碎渣装置的炉渣出口与渣粒导流装置的炉渣进口连通,渣粒导流装置的炉渣出口与逆流回转冷渣器的炉渣进口连通,逆流回转冷渣器的冷风进口与冷却风机的出风口连通用于使冷风和炉渣换热,逆流回转冷渣器的炉渣出口用于排出冷却的炉渣。

7、进一步的,还包括烟气余热锅炉和第一气包,逆流回转冷渣器的高温烟气出口与余热锅炉的高温烟气进口连通,余热锅炉的除盐水进口通过除氧器与除盐水箱的出口连通,余热锅炉的饱和蒸汽出口与第一气包的饱和蒸汽进口连通,第一气包的饱和蒸汽出口与烟气余热锅炉的过热器的蒸汽进口连通,过热器的过热蒸汽出口与第二气包的蒸汽进口连通。

8、进一步的,还包括布袋除尘器、排烟风机、烟囱,余热锅炉的低温烟气出口与布袋除尘器的烟气进口连通,布袋除尘器的烟气出口通过排烟风机与烟囱的进口连通将达标烟气排入大气。

9、进一步的,还包括运输装置,所述运输装置包括红渣罐、电动平车、门式起重机和中间罐,其中高炉中红渣经出口进入红渣罐中,电动平车将红渣罐运输到门式起重机正下方,门式起重机吊起红渣罐将红渣倒入中间罐中将红渣储存在中间罐中,中间罐的出口流出股状红渣,红渣流落到炉渣换热单元中与炉渣换热单元中的液态金属换热。

10、进一步的,液态金属换热单元为单相换热器。

11、进一步的,液态金属换热单元为有肋片或无肋片的管式换热器,换热管管材材质为不锈钢、钛材。

12、与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果

13、本发明提供一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,包括高炉、炉渣换热单元、液态金属换热单元、第二气包和除盐水箱,利用高炉产生的高温炉渣与液态金属换热,并将换热后的高温液态金属用于除盐水的处理,除盐水蒸发后得到的饱和蒸汽汇入第二气包,第二气包中的饱和蒸汽可用于发电或作为下游工序用蒸汽,每吨1500℃高炉渣经过余热利用,可产生2.0mpa,214.8℃饱和蒸汽475kg,充分实现了高品质余热资源的液态熔渣显热的回收,避免了大量显热能量的耗散,节能减排潜力十分巨大。

14、进一步的,本发明还设置有碎渣装置、渣粒导流装置、逆流回转冷渣器、冷却风机,碎渣装置将换热后的高温炉渣进行粉碎,粉碎得到的粒化炉渣经过加工粉碎可以供给水泥厂做原料,提高炉渣的利用价值;

15、进一步的,高温烟气粉碎得到的粒化炉渣与冷却风机产生的冷风对流换热得到高温烟气,将高温烟气通入烟气余热锅炉中与除盐水进行换热,得到的饱和蒸汽汇入第二气包中,进一步提高高品质余热资源的液态熔渣显热的回收。

16、进一步的,本发明的采用液态金属作为换热介质,具体采用镓ga、镓铟合金或镓铟锡合金,液态金属具有流体性质稳定,常温下不与空气或水反应,无毒性,且饱和蒸汽压低,不易蒸发;表面张力大,不易泄漏的优点;并且金属流体成本虽高,但容易回收,在高回收率的情况下液体成本极低,而且金属流体换热器维护方便,不涉及水处理及由此可能产生的可能污染问题,减少了原有水淬法产生蒸汽排入大气造成的污染问题,经济效益和社会效益十分明显。



技术特征:

1.一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,包括高炉(1)、炉渣换热单元(6)、液态金属换热单元(17)、第二气包(18)和除盐水箱(19),其中高炉(1)出口与炉渣换热单元(6)的炉渣进口连通,炉渣换热单元(6)的液态金属出口与液态金属换热单元(17)的液态金属进口连通,液态金属换热单元(17)的液态金属出口与炉渣换热单元(6)的液态金属进口连通,液态金属换热单元(17)的除盐水进口与除盐水箱(19)的出口连通,液态金属换热单元(17)的蒸汽出口与第二气包(18)的蒸汽进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,炉渣换热单元(6)的液态金属出口通过电磁泵(13)与液态金属换热单元(17)的液态金属进口连通。

3.根据权利要求1所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,所述液态金属为镓、镓铟合金或镓铟锡合金。

4.根据权利要求1所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,炉渣换热单元(6)为辊式换热单元,所述辊式换热单元的内腔用于通过液态金属,外辊面用于承接炉渣并将炉渣辊成带状。

5.根据权利要求1所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,还包括碎渣装置(7)、渣粒导流装置(8)、逆流回转冷渣器(9)、冷却风机(10),所述炉渣换热单元(6)的炉渣出口与碎渣装置(7)的炉渣进口连通,碎渣装置(7)的炉渣出口与渣粒导流装置(8)的炉渣进口连通,渣粒导流装置(8)的炉渣出口与逆流回转冷渣器(9)的炉渣进口连通,逆流回转冷渣器(9)的冷风进口与冷却风机(10)的出风口连通用于使冷风和炉渣换热,逆流回转冷渣器(9)的炉渣出口用于排出冷却的炉渣。

6.根据权利要求5所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,还包括烟气余热锅炉(20)和第一气包(21),逆流回转冷渣器(9)的高温烟气出口与余热锅炉(20)的高温烟气进口连通,余热锅炉(20)的除盐水进口通过除氧器(22)与除盐水箱(19)的出口连通,余热锅炉(20)的饱和蒸汽出口与第一气包(21)的饱和蒸汽进口连通,第一气包(21)的饱和蒸汽出口与烟气余热锅炉(20)的过热器的蒸汽进口连通,过热器的过热蒸汽出口与第二气包(18)的蒸汽进口连通。

7.根据权利要求6所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,还包括布袋除尘器(23)、排烟风机(24)、烟囱(25),余热锅炉(20)的低温烟气出口与布袋除尘器(23)的烟气进口连通,布袋除尘器(23)的烟气出口通过排烟风机(24)与烟囱(25)的进口连通将达标烟气排入大气。

8.根据权利要求1所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,还包括运输装置,所述运输装置包括红渣罐(2)、电动平车(3)、门式起重机(4)和中间罐(5),其中高炉(1)中红渣经出口进入红渣罐(2)中,电动平车(3)将红渣罐(2)运输到门式起重机(4)正下方,门式起重机(4)吊起红渣罐(2)将红渣倒入中间罐(5)中将红渣储存在中间罐(5)中,中间罐(5)的出口流出股状红渣,红渣流落到炉渣换热单元(6)中与炉渣换热单元(6)中的液态金属换热。

9.根据权利要求1所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,液态金属换热单元(17)为单相换热器。

10.根据权利要求1所述的一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,其特征在于,液态金属换热单元(17)为有肋片或无肋片的管式换热器,换热管管材材质为不锈钢、钛材。


技术总结
本发明提供一种液态金属高炉渣换热饱和蒸汽回收系统,高炉出口与炉渣换热单元的炉渣进口连通,炉渣换热单元的液态金属出口与液态金属换热单元的液态金属进口连通,液态金属换热单元的液态金属出口与炉渣换热单元的液态金属进口连通,液态金属换热单元的除盐水进口与除盐水箱的出口连通,液态金属换热单元的蒸汽出口与第二气包的蒸汽进口连通,本发明以低熔点金属及其合金流体作为流动传热工质,实现高炉熔渣高温热能的高效回收,为节能减排的发展做出贡献。

技术研发人员:陈力群,陈学西,杨养楼
受保护的技术使用者:陕西驭腾能源环保科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/12
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