专利名称:炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的方法及系统的制作方法
技术领域:
本发明属于余热利用技术领域,具体涉及一种炼铁高炉冲渣废汽余热利用方法和系统。
背景技术:
在钢铁工业生产中,炼铁高炉要排出大量1500°C左右高温熔渣,同时含有大量高温显热,在6、倍水的冲击下粒化成水渣。水被加热,并产生大量低温低压废汽,夹带一定量粉尘排入空中,污染大气环境,其水雾还形成视觉污染。废汽在上升过程中不断冷凝成水滴散落在附近设备、管道上,夹带的灰尘和溶解的酸性气体,又会造成周围设备、管道的腐蚀和污损。冲渣后的热水循环使用,其温度可达95°C以上。目前,对于高炉冲渣余热,人们主要通过冲渣热水采暖等方式回收,因采暖季节性强,热水硬度高、易结垢等原因难以推广,导致大量余热、粉尘和水汽仍然日夜不停地排入大气。过去高温熔渣水淬余热利用屡次失败的原因,除了忽视冲渣水的硬度危害外,更重要的原因是错误地认为余热在水中,恰恰相反,无论采用多低温度的水来冲渣,在与高温熔渣的瞬间接触中,都会产生大量的水汽,并带走大部分热量,只有少量的热量进入水中, 使循环冲渣水温度不断提高,接近100°C。在将冲渣水循环采暖时不仅换热器和管道结垢很快,水温也很快下降,导致采暖效果不好。
发明内容
本发明旨在提供一种炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的方法和系统,以实现制备优质软水、提高高炉冲渣余热利用率同时减少粉尘污染的目的。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的。本发明一种炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的方法,即基于在水淬1500°C 高温熔渣时,冲渣水瞬间吸收大量汽化潜热,蒸发形成含盐量低并富含大量汽化潜热的冲渣废汽;将该废气冷凝换热制备软水或除盐水、并通过软水或除盐水将低品质汽化潜热带入锅炉等终端用户;同时进行废汽净化以减少粉尘污染。本发明一种炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的系统,包括水淬循环冲渣装置、废汽净化装置以及制水装置;所述水淬循环冲渣装置由冲渣水循环池、冲渣水循环泵、 高温熔渣沟、冲渣槽、旋转筛网、旋转筛网罩和出渣皮带组成,所述高温熔渣沟设在冲渣槽进口上方,所述冲渣槽伸入旋转筛网内部,所述出渣皮带从旋转筛网内部接出,所述旋转筛网罩盖住旋转筛网,所述冲渣水循环池设在旋转筛网下方,并由吸水管与冲渣水循环泵相连,来自冲渣水循环泵的出水管接至高温熔渣沟出口正下方;所述废汽净化装置由集气罩、 废气净化器以及排放阀组成,所述集汽罩罩住上述水淬循环冲渣装置中的冲渣槽,用集气管将集气罩与废气净化器相连,所述排放阀与上述水淬循环冲渣装置中的旋转筛网相连; 所述制水装置由冷凝换热器、热力除氧器、成品水管、冷凝水泵、精处理器、多级闪蒸器、新水管以及不凝气管组成,所述冷凝换热器前段接精处理器出水管、其后段冷凝管与多级闪蒸器相连、其上部与不凝气管相接、其下部冷凝水管与冷凝水泵相接,所述冷凝换热器与上述废汽净化装置中的废气净化器的上部出汽管相连,所述多级闪蒸器进水口接新水管、其出水管与冷凝换热器相接、间接加热后再接回多级闪蒸器、其冷凝水管也与冷凝水泵相接、 其下部浓缩水管接入上述水淬循环冲渣装置中的冲渣水循环池,所述冷凝水泵出水管与精处理器进口相接,所述精处理器出水经前述冷凝换热器进入热力除氧器中加热除氧,所述热力除氧器连接成品水管。作为一种优化,在连接废汽净化装置中集气罩与废气净化器的集汽管上设置事故排气筒。本发明的技术效果是克服了现有直接利用冲渣水余热方法易结垢,回收利用率低,不能解决废汽粉尘污染环境问题等缺陷。用废蒸汽制软水并回收余热,不仅每年回收大量余热和冷凝水;而且在软水、除盐水等精处理中,大大延长阴、阳离子交换器的运行周期, 提高出水水质,减少再生酸碱等药剂消耗和再生废水量90%以上;同时大量减少粉尘排放和视觉污染,综合效益显著。
图1为本发明系统的示意图。图中所示1.冲渣水循环池,2.冲渣水循环泵,3.高温熔渣沟,4.冲渣槽,5.集汽罩,6.旋转筛网,7.旋转筛网罩,8.净化器,9.排放阀,10.出渣皮带,11.冷凝换热器, 12.热力除氧器,13.成品水管,14.冷凝水泵,15.精处理器,16.多级闪蒸器,17.新水管, 18.不凝气管,19.事故排汽筒。
具体实施例方式以下结合附图详述本发明。如图1所示,本发明一种炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的系统,由水淬循环冲渣装置、废汽净化装置和制水装置三大部分组成,各部分主要结构和功能介绍如下
第一部分水淬循环冲渣装置
高温熔渣沟3设在冲渣槽4进口上方,来自冲渣水循环泵2的出水管接至高温熔渣沟3 出口正下方,使排出的高温熔渣被下方的高速水流冲散,急速冷却粒化,渣水一起落入冲渣槽4 ;冲渣槽4伸入旋转筛网6内部,将渣水一起导入旋转筛网6 ;出渣皮带10从旋转筛网 6内部接出,导出水渣;旋转筛网罩7盖住旋转筛网6,用孔道将过滤过程中产生的废汽引入集汽罩5,以免废汽扩散;集汽罩5罩住冲渣槽4,用集汽管与废气净化器8相连,将废汽收集后导入净化器8 ;冲渣水循环池1设在旋转筛网6下方,收集沉淀旋转筛网6滤后水,并由吸水管与冲渣水循环泵2相连,来自冲渣水循环泵2的出水管接至高温熔渣沟3出口正下方,循环冲渣。对冲渣水循环系统设备、管道和水池进行必要的保温,以便减少热量损失。第二部分废汽净化装置
废汽净化装置8上方与集汽罩5上方用集汽管相连,出汽管与冷凝换热器11相连,下部用管道经排放阀9接入旋转筛网6,将废汽中的水与粉尘分离出来,提高冷凝水的水质; 集汽管上设事故排汽筒19,以便后续装置故障时将废汽放散。
第三部分制水装置
冷凝换热器11与废汽净化装置8相连,前段接精处理器15出水管,经冷凝换热器11 后与热力除氧器12相连,脱除水中的溶解氧,热力除氧器12连接成品水管13 ;冷凝换热器 11后段冷凝管与多级闪蒸器16相连,其上部与不凝气管18相接,其冷凝水管与冷凝水泵 14相接;多级闪蒸器16进水口接新水管17,其出水管与冷凝换热器11相接,间接加热后再接回多级闪蒸器16,其冷凝水管也与冷凝水泵14相接,其下部浓缩水管接入冲渣水循环池 1 ;冷凝水泵14出水管与精处理器15进口相接,精处理器15出水经前述冷凝换热器11加热除氧。精处理器15—般根据不同用户对成品水质的不同要求,相应地选择制软水、除盐水等工艺。本发明还提供了一种全新的炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的方法,即利用冲渣时形成大量水蒸汽,将这些废蒸汽收集后,送至净化器分离出蒸汽中的粉尘和水珠, 再送至冷凝换热器一段,与精处理器出水换热后与多级闪蒸器来的新水在冷凝换热器二段继续换热,形成一次冷凝水;加热后的新水回到多级闪蒸器进行闪蒸除盐,形成二次冷凝水,与一次冷凝水混合后泵送至精处理器制成高品质软水或除盐水,在冷凝换热器一段加热,再由热力除氧器除氧后带热外供用户;冲渣水与净化器分离出的渣水一起进旋转筛网进行渣水分离,粉渣由皮带外送,滤后水继续循环冲渣。本发明具体实施步骤如下
(1)高炉熔渣经过高温熔渣沟3排至冲渣槽4,在6 8倍冲渣水的冲击下,急速水淬成细小颗粒,水与渣混合流入卧式柱状旋转筛网6,滤去冲渣水,水渣在旋转筛网的作用下, 先提升到出渣皮带10上方自由落入出渣皮带10后外送,滤下的冲渣水回到冲渣水循环池 1,沉淀后继续冲渣;
(2)在冲渣槽4上方,设废汽收集装置,对冲渣过程中产生的废汽进行收集,然后导入净化器8除尘和水雾捕捉,净化后的废汽进入汽水冷凝换热器11,与精处理器15出水进行一次换热冷凝,没有冷凝的废汽继续和多级闪蒸器16预热后的新水进行二次换热冷凝,残余不凝气抽出外排,废汽净化装置排出的水-渣混合物直接通过排放阀9排入旋转筛网6 过滤,进行渣水分离;
(3)新水先进多级闪蒸器16换热升温后,再进冷凝换热器11加热,然后再回到多级闪蒸器16闪蒸制取冷凝水;
(4)对多级闪蒸器16和冷凝换热器11出来的冷凝水进行加压,送入精处理器15进行深度软化或除盐,然后进冷凝换热器11加热升温,再进热力除氧器12除氧,最后保温通过成品水管13送至锅炉等终端成品水用户,多级闪蒸器16产生的浓水作为冲渣循环水的补充水;
(5)多级闪蒸器16和冷凝换热器11产生的不凝气用风机或真空喷射器通过不凝气管 18抽出排放。本发明的创新点在于用废蒸汽低成本低污染制软水或除盐水并回收余热,并大量减少冲渣粉尘排放和废汽视觉污染,综合效益显著。附图中所示的系统只是本发明的最佳实施例,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的方法,其特征在于基于在水淬 1500°C高温熔渣时,冲渣水瞬间吸收大量汽化潜热,蒸发形成含盐量低并富含大量汽化潜热的冲渣废汽;将该废气冷凝换热制备软水或除盐水、并通过软水或除盐水将低品质汽化潜热带入锅炉等终端用户;同时进行废汽净化以减少粉尘污染。
2.一种实现权利要求1所述制备软水并利用余热方法的系统,包括水淬循环冲渣装置、废汽净化装置以及制水装置,其特征在于所述水淬循环冲渣装置由冲渣水循环池[1]、冲渣水循环泵[2]、高温熔渣沟[3]、冲渣槽W]、旋转筛网W]、旋转筛网罩[7]和出渣皮带[10]组成,所述高温熔渣沟[3]设在冲渣槽[4]进口上方,所述冲渣槽[4]伸入旋转筛网W]内部,所述出渣皮带[10]从旋转筛网W]内部接出,所述旋转筛网罩[7]盖住旋转筛网W],所述冲渣水循环池[1]设在旋转筛网[6]下方,并由吸水管与冲渣水循环泵[2]相连,来自冲渣水循环泵[2]的出水管接至高温熔渣沟[3]出口正下方;所述废汽净化装置由集气罩[5]、废气净化器[8]以及排放阀[9]组成,所述集汽罩 [5]罩住上述水淬循环冲渣装置中的冲渣槽W],用集气管将集气罩[5]与废气净化器[8] 相连,所述排放阀[9]与上述水淬循环冲渣装置中的旋转筛网[6]相连;所述制水装置由冷凝换热器[11]、热力除氧器[12]、成品水管[13]、冷凝水泵[14]、精处理器[15]、多级闪蒸器[16]、新水管[17]以及不凝气管[18]组成,所述冷凝换热器[11] 前段接精处理器[15]出水管、其后段冷凝管与多级闪蒸器[16]相连、其上部与不凝气管 [18]相接、其下部冷凝水管与冷凝水泵[14]相接,所述冷凝换热器[11]与上述废汽净化装置中的废气净化器[8]的上部出汽管相连,所述多级闪蒸器[16]进水口接新水管[17]、其出水管与冷凝换热器[11]相接、间接加热后再接回多级闪蒸器[16]、其冷凝水管也与冷凝水泵[14]相接、其下部浓缩水管接入上述水淬循环冲渣装置中的冲渣水循环池[1],所述冷凝水泵[14]出水管与精处理器[15]进口相接,所述精处理器[15]出水经前述冷凝换热器[11]进入热力除氧器[12]中加热除氧,所述热力除氧器[12]连接成品水管[13]。
3.如权利要求2所述的制备软水并利用余热的系统,其特征在于,在连接废汽净化装置中集气罩[5]与废气净化器[8]的集汽管上设置事故排气筒[19]。
全文摘要
本发明提供了一种炼铁高炉冲渣废汽制备软水并利用余热的方法和系统。该方法是基于在水淬1500℃高温熔渣时,冲渣水瞬间吸收大量汽化潜热,蒸发形成含盐量低并富含大量汽化潜热的冲渣废汽;将该废气冷凝换热制备软水或除盐水、并通过软水或除盐水将低品质汽化潜热带入锅炉等终端用户;同时进行废汽净化以减少粉尘污染。实现上述方法的系统包括水淬循环冲渣装置、废汽净化装置以及制水装置三部分。本发明的优点在于用废蒸汽低成本低污染制软水或除盐水并回收余热,并大量减少冲渣粉尘排放和废汽视觉污染,综合效益显著。
文档编号B01D5/00GK102557318SQ20121000887
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者张新喜, 张森淼, 潘芳慧 申请人:安徽工业大学