一种高温液态熔渣干式离心粒化余热回收系统与方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及高炉渣余热回收技术领域，特别涉及一种高温液态熔渣干式离心粒化余热回收系统及方法。
【背景技术】
[0002]中国目前是全球最大的钢铁生产国，钢铁产量已连续17年保持世界第一。2014年中国生铁产量达到7.11亿吨，约占世界总产量的60%，在冶炼生铁的过程中同时会产生蕴含巨大热量的高炉渣。高炉渣的出炉温度一般在1400?1550°C之间，每吨渣含(1260?1880) X 103kJ的显热，相当于60kg标准煤。在我国现有的炼铁技术下，每生产I吨生铁副产0.3吨高炉渣，以目前我国生铁产量7.11亿吨进行计算，可折合产生2.13亿吨以上的高炉渣，其显热量相当于1278万吨标准煤。
[0003]干渣坑冷却法和水冲渣法是目前我国最常见的高炉渣处理方法。干渣坑冷却法将高温的液态熔渣直接排入干渣坑空冷，辅助水冷。该法降温时产生大量水蒸气，同时释放出大量的H2S和SO2气体，腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境，一般只在事故处理时使用该法。我国90%的高炉渣都采用水冲渣法处理。水冲渣法是指利用低温的冷却水直接与高温的液态熔渣混合，使得液态熔渣温度迅速降低并形成玻璃体态炉渣颗粒。水冲渣法按照不同的工艺流程可分为因巴法、图拉法、底滤法、拉萨法、明特克法。尽管水冲渣工艺不断发展，但其技术的核心还是对高温液态熔渣进行喷水水淬，进而达到冷却和粒化的目的，然后进行水渣分离，冲渣的水经过沉淀过滤后再循环使用。尽管该法产生的玻璃体态熔渣可以应用于水泥工业进行资源化利用，但是处理过程浪费大量水资源，产生SO2和H2S等有害气体，也不能有效回收高温液态熔渣所含有的高品质余热资源。
[0004]综上所述，目前普遍采用的干渣坑冷却法和水冲渣法，不仅浪费了高温液态熔渣所含有的全部高品质余热资源，而且消耗大量水资源，对环境造成严重污染，这些处理方式已不能适应目前钢铁行业节能减排的迫切需求。必须寻求一种高效、无污染的新技术对高炉渣余热资源进行有效回收。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种高温液态熔渣干式离心粒化余热回收系统与方法，以解决当前高炉液态熔渣高品质余热资源浪费严重的问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种高温液态熔渣干式离心粒化余热回收系统，包括液态熔渣粒化与换热系统及余热回收系统；
[0008]液态熔渣粒化与换热系统由一个或多个独立的粒化与换热系统组成;所述粒化与换热系统包括粒化仓、离心粒化器、移动床及排渣装置;粒化仓内表面布置有受热面，粒化仓顶部设有开口，落渣管从该开口伸入至位于粒化仓内的离心粒化器上方;离心粒化器的旁侧设有送风管道，离心粒化器与送风管道间形成环形风口 ；移动床位于粒化仓下部，移动床内表面布置有受热面，顶部或侧面设有出风口，底部设有进风装置;排渣装置位于进风装置下方；
[0009]余热回收系统包括依次连接的一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器、排气风机和烟囱；一次除尘器连接各移动床出风口的汇集风道。
[0010]进一步的，液态熔渣粒化与换热系统由多个独立的粒化与换热系统组成，粒化与换热系统呈单排或多排并列布置。
[0011 ]进一步的，还包括液态熔渣引流系统和液态熔渣缓冲系统;液态熔渣引流系统包括渣沟、挡板及出渣口 ；渣沟进口与高炉排渣口直接相连，渣沟出口位于熔渣缓冲系统进口上方;挡板位于渣沟底部;渣沟有一个或多个出渣口 ；液态恪渣缓冲系统由一个或多个独立的渣包组成;所述渣包包括包体、包盖、落渣管及塞棒;落渣管位于渣包底部;渣包有一个或多个落渣管，塞棒位于对应落渣管上方，用于控制落渣流量或者密封落渣管。
[0012]进一步的，排渣装置包括位于移动床下部的振动出料机和密封阀；排渣装置下方设有渣粒输送系统;渣粒输送系统包括耐温输送皮带和缓冲料仓，输送皮带位于排渣装置下方，缓冲料仓位于输送皮带的输送终点。
[0013]进一步的，所述塞棒由金属内管和金属外管套装组成，两管之间由连接肋相接，形成中空布置，棒头为锥形结构或者圆形结构;金属内管的下端口与金属外管相连通，金属外管下端密封，上端设有塞棒冷风出口；金属内管上部设有塞棒冷风进口；冷风由塞棒冷风进口进入金属内管，由金属内管和金属外管之间经塞棒冷风出口流出，对金属外管壁面进行冷却;金属外管的外壁通过拉钩以及销钉固定有隔热材料或者喷涂有防腐蚀涂层。
[0014]进一步的，所述粒化仓内表面布置的受热面包括粒化仓竖墙内表面受热面和粒化仓顶部内表面受热面;粒化仓竖墙内表面受热面及移动床内表面布置的受热面均采用单管螺旋上升、多管并列螺旋上升、垂直管屏或膜式水冷壁的结构，粒化仓顶部内表面受热面采用单管、多管并列水平往复或盘旋的结构，或者采用膜式水冷壁结构。
[0015]进一步的，所述进风装置包括位于移动床底部的布风装置、移动床外侧底部的风道以及鼓风机，鼓风机连通风道，风道分别连通离心粒化器旁侧的送风管道和移动床底部的布风装置;所述布风装置位于移动床底部，由布风管和风帽组成，布风管的横截面形状为椭圆形。
[0016]进一步的，余热回收系统还包括给水栗、余热锅炉省煤器、汽包;给水栗的出口依次连接余热锅炉省煤器、移动床内表面受热面、粒化仓竖墙内表面受热面、粒化仓顶部内表面受热面和汽包;汽包下部通过管道与余热锅炉蒸发受热面相连;汽包顶部通过管道依次连通余热锅炉过热器和主蒸汽管道。
[0017]进一步的，移动床的前后炉墙及中间炉墙为垂直炉墙，左右炉墙为倾斜炉墙，倾斜炉墙与水平面的夹角为60°。
[0018]进一步的，一次除尘器和余热锅炉布置在粒化系统的上方或布置在水平面上。
[0019]—种高温液态熔渣干式离心粒化余热回收方法，包括以下步骤:
[0020](I)液态熔渣通过落渣管进入粒化仓落在离心粒化器上，旋转的离心粒化器将流入的液态熔渣粒化成小液滴，小液滴飞溅至粒化仓内，小液滴飞行过程中在粒化仓受热面和离心粒化器旁侧的环形风口吹出的环形风的双重冷却作用下，变成具有硬质外表面的渣粒；
[0021](2)渣粒随后落入粒化仓下部的移动床进行堆积形成料层，高温渣粒与周围的移动床受热面和通过布风装置鼓入的空气进行换热，实现充分冷却；
[0022](3)充分冷却后的渣粒穿过布风装置空隙掉落至排渣装置。
[0023]进一步的，粒化与换热系统出风口的热空气经汇集后依次经过一次除尘器、余热锅炉、二次除尘器和排气风机，最后经烟囱排出。
[0024]进一步的，给水栗给入的水依次经过余热锅炉省煤器、移动床受热面和粒化仓受热面的加热后进入汽包;汽包内的水通过管道与蒸发受热面连接进行循环;饱和蒸汽经过热器加热后与主蒸汽管道相连，产生的蒸汽并入蒸汽管网或发电。
[0025]进一步的，液态熔渣首先从高炉排渣口直接进入渣沟，通过渣沟的一个或多个出渣口将液态熔渣分配到一个或多个独立的渣包中进行保温缓冲，解决高炉间歇排渣的问题，实现余热回收系统的连续运行；
[0026]进一步的，渣包中的液态熔渣在塞棒的控制下以一定的流量通过落渣管进入粒化仓落在离心粒化器上。
[0027]本发明的技术方案具有以下有益效果:
[0028](I)本发明所述液态熔渣引流及缓冲系统具有导流、分流及保温的功能，有效解决高炉间歇排渣与余热回收设备连续运行不同步的难题，实现液态熔渣就地、连续处理，保证整个系统的安全稳定运行。
[0029](2)本发明所述塞棒由金属内管和金属外管套装组成，形成中空结构，采用风冷保证金属被完全冷却，金属的壁面温度一直低于其可用温度。耐火材料敷设于外管表面，可有效隔热降低金属壁面温度，金属外管上布置有拉钩以及销钉保证