專利名稱：高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工、冶金及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的余熱回收裝置，尤其涉及ー種高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置。
背景技術(shù)：
磷化工、冶金及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域在生產(chǎn)過(guò)程中均產(chǎn)生高溫熔融爐渣這ー副產(chǎn)品。這些高溫熔融爐渣都具有高溫、高焓值等特點(diǎn)，屬于高品質(zhì)的余熱資源。如高爐渣是高爐煉鐵的副產(chǎn)物，其從高爐中排出的溫度在145(Tl650°C，熱焓約為1870MJ/t ;黃磷爐熔融磷渣1427°C時(shí)的熱焓為1887. 83kJ/kg、比熱容為1. 256kJ/(kg*°C )。因此，做好高溫熔融爐渣的余熱回收和綜合利用，是相關(guān)行業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑。
在目前エ業(yè)生產(chǎn)中，高溫熔融爐渣的處理主要是采用水淬法。但水淬法處理工藝存在ー些缺點(diǎn)(I)水淬法渣處理需要大量的水降低其高溫；(2)高溫熔融爐渣中的ー些元素會(huì)污染水資源；(3)水淬后會(huì)產(chǎn)生ー些硫化物，污染環(huán)境；(4)水淬后，高溫熔融爐渣活性不夠，影響后續(xù)的綜合利用；(5)高溫熔融爐渣干燥化是水淬后的一個(gè)必經(jīng)步驟；(6)高溫熔融爐渣含有大量熱能沒(méi)有再回收而被浪費(fèi)。作為替代方式，各行業(yè)常采用高溫熔融爐渣急冷干式?；に?，但其存在運(yùn)行成本高及?；|(zhì)量(活性)差的缺點(diǎn)，制約了其競(jìng)爭(zhēng)力。急冷干式粒化法主要有3種滾筒法、風(fēng)淬法和離心?；?。其中，滾筒法存在著處理能力不高、設(shè)備作業(yè)率低等缺點(diǎn)，不適合在現(xiàn)場(chǎng)大規(guī)模連續(xù)處理高溫熔融爐渣；風(fēng)淬法設(shè)備體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造、安裝困難，造價(jià)相應(yīng)也高。其次該法的顆粒直徑分布范圍較寬，不利于后續(xù)處理。離心粒化法為了加快急冷速度，須加大冷卻介質(zhì)(通常為空氣)的流量，這樣會(huì)導(dǎo)致回收熱量的品質(zhì)不高(表現(xiàn)為換熱后氣體的平均溫度低)，造成了冷卻速度和熱回收效果之間的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，并同時(shí)充分利用現(xiàn)有渣處理設(shè)備，以解決高溫熔融爐渣的熱量的有效回收問(wèn)題。本發(fā)明的基本技術(shù)方案是，在水渣槽上部，從上至下依次設(shè)置熔渣排管、夾套管、蒸發(fā)器翅片管束及省煤器翅片管束，其中夾套管包括夾套管上段和夾套管下段，由蒸發(fā)器管束、夾套管上段和熔渣排管的夾套串聯(lián)組成蒸發(fā)器，由省煤器翅片管束和夾套管下段串聯(lián)組成省煤器，實(shí)現(xiàn)逐級(jí)余熱回收，并產(chǎn)生一定壓カ和溫度的蒸汽，使高溫爐渣經(jīng)降溫后通過(guò)出渣機(jī)出渣。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明所述高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，包括熔渣排管、水渣槽、水渣槽給水泵及出渣機(jī)；在水渣槽的上部設(shè)置夾套管，所述夾套管包括由ー個(gè)環(huán)形板隔開(kāi)的夾套管上段和夾套管下段，夾套管上段與熔渣排管連通，夾套管下段的下部插入水渣槽中，所述熔渣排管、夾套管上段及夾套管下段形成熔渣通道，同時(shí)在水渣槽內(nèi)，所述夾套管下段的內(nèi)外形成水液位差；所述夾套管下段的上部設(shè)置鄰近于熔渣通道的水平段，在該水平段內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器翅片管束，同時(shí)該水平段末端開(kāi)設(shè)熔渣水淬蒸汽排出ロ，使該水平段形成熔渣水淬蒸汽排出通道；所述蒸發(fā)器翅片管束通過(guò)冷凝液下降管和蒸汽上升管與ー汽包連通；所述夾套管為水夾套管，其中，夾套管下段的出水ロ與汽包的進(jìn)水口連通，夾套管上段的汽水進(jìn)ロ與蒸發(fā)器翅片管束的出口連通，夾套管上段的汽水出口與汽包連通。為了進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)逐級(jí)回收熔渣余熱，在夾套管下段的水平段內(nèi)，沿熔渣水淬蒸汽排出流向，在蒸發(fā)器翅片管束的下游設(shè)置省煤器翅片管束，所述省煤器翅片管束的進(jìn)水口與汽包的給水泵連通，省煤器翅片管束的出水ロ與夾套管下段的進(jìn)水口連通。同吋，為了進(jìn)一步提高熱回收率，所述熔渣排管為水夾套管，在其下端所開(kāi)設(shè)汽水混合物進(jìn)ロ與夾套管上段的汽水出ロ連通，在其上端開(kāi)設(shè)的汽水出口與汽包連通。為了方便設(shè)備安裝，所述熔渣排管外壁面與夾套管的外壁面連接，并敷設(shè)有保溫層。所述省煤器翅片管束可采用翅片管或光管作為傳熱元件且可為多級(jí)組合式，優(yōu)選 翅片的翅高為10毫米至20毫米、螺距為5毫米至25毫米，傳熱元件可垂直布置，也可水平布置或傾斜布置。所述蒸發(fā)器翅片管束同樣可采用翅片管或光管作為傳熱元件且為多級(jí)組合式；優(yōu)選翅片的翅高為10毫米至20毫米、螺距為5毫米至25毫米，可垂直布置，也可傾斜布置。所述水渣槽給水泵及汽包給水泵均可采用變頻調(diào)速，自動(dòng)控制水渣槽及汽包的液位。所述出渣機(jī)采用螺旋傳送方式出渣，采用螺旋輸送機(jī)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)采用系統(tǒng)裝置，逐級(jí)開(kāi)展高溫熔融爐渣熱量回收，達(dá)到減量化、無(wú)害化及資源化處置和綜合利用；既充分回收高溫爐渣余熱，又保持爐渣的高活性，有利于后續(xù)的綜合利用，同時(shí)能使操作環(huán)境得到徹底改善；系統(tǒng)回收熱量產(chǎn)生的蒸汽可帶動(dòng)透平機(jī)組，還可進(jìn)行余熱發(fā)電或并網(wǎng)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、熔渣排管，2、夾套管上段，3、蒸發(fā)器翅片管束，4、省煤器翅片管束，5、夾套管下段，6、保溫層，7、水渣槽，8、水渣槽給水泵，9、汽包給水泵，10、汽包，11、出渣機(jī)，12、省煤器翅片管束給水管，13、汽包給水管，14、省煤器翅片管束出水管，15、蒸汽上升管，16、冷凝液下降管，17、蒸汽放空管，18、蒸汽出口，19、汽包蒸汽出ロ。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述
如圖1所示，本發(fā)明包括熔渣排管1、夾套管上段2、蒸發(fā)器翅片管束3、省煤器翅片管束
4、夾套管下段5、保溫層6、水渣槽7、水渣槽給水泵8、汽包給水泵9、汽包10、出渣機(jī)11、省煤器翅片管束給水管12，汽包給水管13，省煤器翅片管束出水管14，蒸汽上升管15，冷凝液下降管16，蒸汽放空管17，蒸汽出ロ 18和汽包蒸汽出ロ 19 ;其中省煤器翅片管束4和夾套管下段5串聯(lián)組成省煤器，蒸發(fā)器管束3、夾套管上段2和熔渣排管I的夾套串聯(lián)組成蒸發(fā)器；熔渣排管I的外壁下端與夾套管上段2的上端接通，夾套管上段2的下端連接夾套管下段5的上端，中間用環(huán)形板隔開(kāi)，夾套管下段5的下端插入水渣槽7中；夾套管下段5的上部水平出ロ段設(shè)有蒸發(fā)器翅片管束3和省煤器翅片管束4。如圖1所示，熔渣排管I為水夾套管結(jié)構(gòu)，在其下端開(kāi)設(shè)汽水混合物進(jìn)ロ，與夾套管上段2接通，在其上端開(kāi)設(shè)汽水出ロ，與汽包10接通，并在其外壁面敷設(shè)有保溫層6。如圖1所示，夾套管上段2為水夾套管結(jié)構(gòu)，外壁面敷設(shè)有保溫層6，夾套下端開(kāi)設(shè)汽水進(jìn)ロ，夾套上端開(kāi)設(shè)汽水出ロ，夾套管上段2通過(guò)汽水進(jìn)ロ連接蒸發(fā)器翅片管束3，通過(guò)汽水出口連接熔渣排管1，并與夾套管下段5串聯(lián)連接作為高溫熔融爐渣的流通通道。如圖1所示，夾套管下段5為水夾套管結(jié)構(gòu)，外壁面敷設(shè)有保溫層6。夾套管下段5上端與夾套管上段2串聯(lián)連接作為高溫熔融爐渣的流通通道，下端插入水渣槽7中，在水渣槽7內(nèi)，夾套管下段5的內(nèi)外形成水液位差h。夾套管下段5的下端開(kāi)設(shè)水進(jìn)ロ，上端開(kāi)設(shè)水出ロ。夾套管下段5通過(guò)水進(jìn)ロ與省煤器翅片管束4連接，通過(guò)水出ロ與汽包10連接。 省煤器翅片管束4可采用翅片管或光管作為傳熱元件且為多級(jí)組合式，翅片的翅高為10毫米至20毫米、螺距為5毫米至25毫米，可垂直布置，也可水平布置或傾斜布置。蒸發(fā)器翅片管束3可采用翅片管或光管作為傳熱元件且為多級(jí)組合式；翅片的翅高為10毫米至20毫米、螺距為5毫米至25毫米，可垂直布置，也可傾斜布置。水渣槽給水泵8及汽包給水泵9均采用變頻調(diào)速，自動(dòng)控制水渣槽7及汽包10的液位。出渣機(jī)11采用螺旋傳送方式出渣。如圖1所示，蒸發(fā)器翅片管束3與省煤器翅片管束4沿蒸汽流動(dòng)方向依次設(shè)置于蒸汽流通通道內(nèi)逐級(jí)吸收熱量，預(yù)熱汽包給水并產(chǎn)生一定壓カ與溫度的蒸汽。汽包10給水利用省煤器翅片管束4及夾套管下段5逐級(jí)進(jìn)行預(yù)熱，使高溫熔融爐渣的余熱得以充分及完全的利用，進(jìn)ー步提高了余熱利用率。本發(fā)明具體工作方式如下
高溫熔融爐渣從熔渣排管I依次通過(guò)夾套管上段2及夾套管下段5，進(jìn)入水渣槽7后再由出渣機(jī)11采用螺旋傳送方式出渣。水渣槽中的水充分吸收高溫熔融爐渣的熱量后產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽。過(guò)熱蒸汽生成在夾套管下段5，并靠如圖1所示水渣槽中的水位差h的壓力，依次通過(guò)設(shè)置在夾套管下段5水平區(qū)域的蒸發(fā)器翅片管束3與省煤器翅片管束4，逐級(jí)換熱后從蒸汽出ロ 18進(jìn)入蒸汽放空管17后放空。軟水由汽包給水泵9進(jìn)入省煤器翅片管束4，預(yù)熱后通過(guò)省煤器翅片管束出水管14進(jìn)入夾套管下段5的下部水進(jìn)ロ，在夾套管下段5的夾套中再次預(yù)熱后，從夾套管下段5的上部出水ロ經(jīng)汽包給水管13送入汽包10。通過(guò)與汽包10相連的冷凝液下降管16和蒸汽上升管15，蒸發(fā)器翅片管束3、夾套管上段2及熔渣排管I形成產(chǎn)汽系統(tǒng)，在汽包10中進(jìn)行汽水分離，得到飽和蒸汽，經(jīng)汽包蒸汽出口 19，通過(guò)蒸汽管道送入管網(wǎng)或作他用。該產(chǎn)汽系統(tǒng)采用自然循環(huán)。本發(fā)明采用該余熱回收及產(chǎn)汽裝置，逐級(jí)開(kāi)展高溫熔融爐渣熱量回收，既充分回收高溫爐渣余熱，又保持爐渣的高活性，有利于后續(xù)的綜合利用，同時(shí)能使操作環(huán)境得到徹底改善，達(dá)到減量化、無(wú)害化及資源化處置和綜合利用。
權(quán)利要求
1.一種高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，包括熔渣排管、水渣槽、水渣槽給水泵及出渣機(jī)；其特征在于在水渣槽的上部設(shè)置夾套管，所述夾套管包括由一個(gè)環(huán)形板隔開(kāi)的夾套管上段和夾套管下段，夾套管上段與熔渣排管連通，夾套管下段的下部插入水渣槽中，所述熔渣排管、夾套管上段及夾套管下段形成熔渣通道，同時(shí)在水渣槽內(nèi)，所述夾套管下段的內(nèi)外形成水液位差；所述夾套管下段的上部設(shè)置鄰近于熔渣通道的水平段，在該水平段內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器翅片管束，同時(shí)該水平段末端開(kāi)設(shè)熔渣水淬蒸汽排出口，使該水平段形成熔渣水淬蒸汽排出通道；所述蒸發(fā)器翅片管束通過(guò)冷凝液下降管和蒸汽上升管與一汽包連通； 所述夾套管為水夾套管，其中，夾套管下段的出水口與汽包的進(jìn)水口連通，夾套管上段的汽水進(jìn)口與蒸發(fā)器翅片管束的出口連通，夾套管上段的汽水出口與汽包連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，其特征在于在夾套管下段的水平段內(nèi)，沿熔渣水淬蒸汽排出流向，在蒸發(fā)器翅片管束的下游設(shè)置省煤器翅片管束，所述省煤器翅片管束的進(jìn)水口與汽包的給水泵連通，省煤器翅片管束的出水口與夾套管下段的進(jìn)水口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，其特征在于所述熔渣排管為水夾套管，在其下端所開(kāi)設(shè)汽水混合物進(jìn)口與夾套管上段的汽水出口連通，在其上端開(kāi)設(shè)的汽水出口與汽包連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，其特征在于所述熔渣排管的外壁面與夾套管的外壁面連接，且熔渣排管的外壁面與夾套管的外壁面均敷設(shè)保溫層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，其特征在于所述省煤器翅片管束的傳熱元件為翅片管，翅片的翅高為10毫米一20毫米、螺距為5毫米一25毫米，翅片管垂直或傾斜布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，其特征在于所述蒸發(fā)器翅片管束的傳熱元件為翅片管，翅片的翅高為10毫米一20毫米、螺距為5毫米一25毫米，翅片管垂直或傾斜布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，其特征在于所述水渣槽給水泵及汽包給水泵為變頻調(diào)速，分別自動(dòng)控制水渣槽及汽包的液位。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，其特征在于所述出渣機(jī)為螺旋輸送機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高溫熔融爐渣水淬法余熱回收裝置，包括熔渣排管、夾套管上段、蒸發(fā)器翅片管束、省煤器翅片管束、夾套管下段、水渣槽、水渣槽給水泵、汽包給水泵、汽包和出渣機(jī)，其由省煤器翅片管束和夾套管下段串聯(lián)組成省煤器，由蒸發(fā)器管束、夾套管上段和熔渣排管的夾套串聯(lián)組成蒸發(fā)器。本發(fā)明逐級(jí)開(kāi)展高溫熔融爐渣熱量回收，既大量回收高溫爐渣余熱，又保持爐渣的高活性，有利于后續(xù)的綜合利用，同時(shí)能使設(shè)備操作環(huán)境得到徹底改善。
文檔編號(hào)C21B3/08GK103014203SQ20131001127
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者郭宏新, 陳興元, 詹岳, 陳軍 申請(qǐng)人:南京圣諾熱管有限公司