一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及余热回收技术领域，具体涉及一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统。


背景技术：

2.钢铁工业作为碳排放大户，其碳排放量占全国碳排放总量的18％，在所有工业类别中高居第二位，因此，实现低碳化已成为推动钢铁工业实现跨越式高质量发展的重要举措。
3.现有冶金渣余热回收方法主要有：a、干法粒化余热回收技术，利用转盘或转鼓等粒化装置，在机械力的作用下将熔态冶金渣破碎成细小的冶金渣粒，空气与高温渣粒在流化床(或固定床、移动床)中进行热交换，被加热的空气带动余热锅炉产生蒸汽发电；b、风洞风淬法，利用高压空气直接冲击冶金渣流股，将其破碎，同时空气与破碎的渣粒进行热交换。c、热焖罐法。这几种工艺方法均未得到推广应用，由于存在如下弊端：(1)冶金渣排出时的温度较高，其蕴含能量巨大，空气的比热交低，约为cg＝1.0kj/(kg*℃)，以空气为换热介质回收冶金渣的热量势必会造成风渣比较大，这就需要大风量的风机与之匹配；(2)干法粒化余热回收得到的冶金渣粒颗粒较小，渣粒在固定床、移动床和流化床中空隙率较低，导致鼓风空气压力很高，增加了余热回收系统的动力消耗；(3)细小的冶金渣粒被吹起，夹携在热空气中，需要增加除尘设备，从而增加了建设成本和运行成本；(4)风淬法因铁元素氧化，严重影响铁回收，经济性差；(5)热闷罐法冷却时间长，低温段钢渣余热回收效果差。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统，以解决背景技术提出的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型通过如下的技术方案来实现：一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统，包括：
6.高温钢渣冷却装置，所述高温钢渣冷却装置内装有高温钢渣；
7.高温烟气过热炉，所述高温烟气过热炉的入料口与所述高温钢渣冷却装置的出烟口之间通过高温烟道连通，所述高温烟气过热炉的出料口与所述高温钢渣冷却装置的进烟口之间通过循环烟道连通；
8.固固换热蒸汽发生器和蒸汽管路，所述固固换热蒸汽发生器内具有换热结构，所述换热结构用于向所述蒸汽管路的入口输出饱和蒸汽，所述蒸汽管路的出口穿过所述高温烟气过热炉的内部后与发电设备连接；以及
9.物料运输机，所述物料运输机的进料端与所述高温钢渣冷却装置的出料口连接，所述物料运输机的出料端与所述固固换热蒸汽发生器的入料口连接。
10.进一步地，所述固固换热蒸汽发生器内具有节能器和蒸发系统；
11.所述换热结构包括给水泵、除氧器和汽包，所述给水泵的出口与所述除氧器的入
口之间通过预热管连通，所述除氧器的出口与所述节能器的入口连通，所述节能器的出口与所述汽包的液体入口连通，所述汽包的液体出口与所述蒸发系统的入口连通，所述蒸发系统的出口与所述汽包的蒸汽入口连通，所述汽包的蒸汽出口与所述蒸汽管路的入口连通。
12.进一步地，所述预热管的入口与所述给水泵的出口连通，所述预热管的出口穿过所述高温烟气过热炉后与所述除氧器的入口连通。
13.进一步地，所述发电设备为汽轮机。
14.进一步地，还包括储料仓，所述储料仓设置在所述高温钢渣冷却装置与所述物料运输机之间，所述储料仓的入料口与所述高温钢渣冷却装置的出料口连通，所述储料仓具有多个出料口，所述储料仓的多个出料口均与所述物料运输机的进料端连接。
15.进一步地，所述高温钢渣冷却装置的出料口上安装有破碎设备。
16.进一步地，所述循环烟道上安装有循环风机，所述循环风机用于将所述高温烟气过热炉内的烟气引入至所述高温钢渣冷却装置内。
17.有益效果：
18.1.本实用新型提供的一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统，通过高温烟气过热炉和固固换热蒸汽发生器对高温钢渣进行分段冷却，实现能量梯级利用，极限回收余热。
19.2.本实用新型提供的一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统，通过耦合技术，极大提高蒸汽品质，从而提高发电效率。
20.3.本实用新型提供的一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统，与国内钢铁企业钢渣预处理工艺的水淬法、风淬法、热泼法、热闷法、陈化法等技术相比，此项技术具有高温钢渣冷却周期短、处理效率高、自动化水平高、洁净化程度高等优点，可提高高温钢渣的最大回收度。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为本实用新型的局部结构示意图。
23.附图标记：10-高温钢渣冷却装置、11-高温烟道、12-循环烟道、13-循环风机、20-高温烟气过热炉、30-固固换热蒸汽发生器、40-蒸汽管路、41-发电设备、50-物料运输机、60-换热结构、61-给水泵、62-除氧器、63-汽包、64-预热管、65-给水管、66-下降管、67-上升管、70-储料仓。
具体实施方式
24.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
25.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本
实用新型中的具体含义。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.如图1-2所示，本实用新型提供一种应用于高温钢渣的风固耦合高效余热回收系统，包括高温钢渣冷却装置10、高温烟气过热炉20、固固换热蒸汽发生器30、蒸汽管路40和物料运输机50。
29.高温钢渣冷却装置10内装有高温钢渣。
30.高温烟气过热炉20的入料口与高温钢渣冷却装置10的出烟口之间通过高温烟道11连通，高温烟气过热炉20的出料口与高温钢渣冷却装置10的进烟口之间通过循环烟道12连通。
31.固固换热蒸汽发生器30内具有换热结构60，换热结构60用于向蒸汽管路40的入口输出饱和蒸汽。蒸汽管路40的出口穿过高温烟气过热炉20的内部后与发电设备41连接，蒸汽管路40在高温烟气过热炉20内沿蛇形布置。
32.物料运输机50的进料端与高温钢渣冷却装置10的出料口连接，物料运输机50的出料端与固固换热蒸汽发生器30的入料口连接。
33.本系统的工作过程为：一方面，高温钢渣在高温钢渣冷却装置10内冷却，冷却产生的高温烟气通过高温烟道11进入到高温烟气过热炉20内与蒸汽管路40换热，换热后成为低温烟气，低温烟气通过循环烟道12进入到高温钢渣冷却装置10内，与置于其中的高温钢渣等固体颗粒物料继续进行换热，同时产生高温烟气，产生的高温烟气通过高温烟道11再次进入到高温烟气过热炉20内，从而实现烟气的循环利用。另一方面，冷却后的高温钢渣等固体颗粒从高温钢渣冷却装置10的出料口排出，经物料输送机进入固固换热蒸汽发生器30内、与其内部的换热结构60换热冷却后，由排料口排出，换热结构60向蒸汽管路40的入口输出饱和蒸汽，并通过发电设备41发电。
34.本系统具有以下优点：1.分段冷却，通过高温烟气过热炉20和固固换热蒸汽发生器30对高温钢渣进行分段冷却，实现能量梯级利用，极限回收余热。2.通过耦合技术，极大提高蒸汽品质，从而提高发电效率。3.与国内钢铁企业钢渣预处理工艺的水淬法、风淬法、热泼法、热闷法、陈化法等技术相比，此项技术具有高温钢渣冷却周期短、处理效率高、自动化水平高、洁净化程度高等优点，可提高高温钢渣的最大回收度。能够真正实现钢高温渣处理的装备化、资源化、安全洁净化，处理后的尾渣满足国家环保政策和“零排放”要求，极大地提升了我国在钢渣处理领域的国际竞争力，推动了钢渣高附加值利用的进程，具有巨大的经济效益和社会效益。此项技术的成功研发，可以助力企业解除上马短流程工艺时存在的一些制约因素，支持短流程生产企业更快更好地实现碳减排。
35.在一个实施例中，固固换热蒸汽发生器30内具有节能器和蒸发系统。
36.具体地，换热结构60包括给水泵61、除氧器62和汽包63。给水泵61的出口与除氧器
62的入口之间通过预热管64连通，除氧器62的出口与节能器的入口连通，节能器的出口与汽包63的液体入口之间通过给水管65连通，汽包63的液体出口与蒸发系统的入口之间通过下降管66连通，蒸发系统的出口与汽包63的蒸汽入口之间通过上升管67连通。汽包63的蒸汽出口与蒸汽管路40的入口连通。
37.换热结构60的工作过程为：给水泵61将除盐水送入到除氧器62内，被除氧器62除氧后再进入到固固换热蒸汽发生器30中的节能器进行加热，加热后的热水通过给水管65进入到汽包63内，并通过下降管66进入蒸发系统，加热后产生高压饱和蒸汽。高温饱和蒸汽通过上升管67进入汽包63内，经汽包63汽水分离后，洁净蒸汽由蒸汽管路40进入到高温烟气过热炉20进行过热，产生的高温高压蒸汽送至发电设备41发电。
38.在一个实施例中，预热管64的入口与给水泵61的出口连通，预热管64的出口穿过高温烟气过热炉20后与除氧器62的入口连通。
39.预热管64能够对给水泵61排出的除盐水起到预热作用，从而减少除氧器62的蒸汽消耗量。同时，换热后，高温烟气过热炉20内的高温烟气的温度也会进一步降低，实现高温烟气余热的极限回收。
40.在一个实施例中，发电设备41为汽轮机。
41.在一个实施例中，还包括储料仓70，储料仓70设置在高温钢渣冷却装置10与物料运输机50之间，储料仓70的入料口与高温钢渣冷却装置10的出料口连通。储料仓70具有多个出料口，多个出料口均与物料运输机50的进料端连接。
42.储料仓70能够收集高温钢渣冷却装置10排出的钢渣，并通过多个出料口均匀分布在物料输送机的进料端上，以使得钢渣能够均匀进入到固固换热蒸汽发生器30内。
43.在一个实施例中，高温钢渣冷却装置10的出料口上安装有破碎设备，破碎设备将钢渣破碎成合适的粒径后，进入储料仓70，以进一步提高后续钢渣的换热效率。
44.在一个实施例中，循环烟道12上安装有循环风机13，循环风机13用于将高温烟气过热炉20内的烟气引入至高温钢渣冷却装置10内，促进烟气循环。
45.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。