專利名稱：蒸發(fā)罐法渣處理工藝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金渣處理過程，二次能源回收技術(shù)，具體涉及一種液態(tài)爐渣熱量回收裝置。
背景技術(shù)：
高爐煉鐵過程中，用大量的焦碳等燃料燃燒熱熔化礦石冶煉出鐵水，冶煉過程中同時(shí)產(chǎn)生大量的高爐液渣，這些高爐渣帶有大量的顯熱。根據(jù)我國實(shí)際高爐生產(chǎn)數(shù)據(jù)，每煉一噸生鐵生成約280-480kg的高爐渣，平均每煉一噸生鐵按380kg渣計(jì)算，根據(jù)《煉鐵學(xué)》介紹爐渣焓熱1797.4KJ/kg，則每煉I噸生鐵渣焓熱為380kgX 1797.4KJ/kg = 683012KJ。如果按標(biāo)準(zhǔn)煤7000千卡/kg計(jì)算，則每煉一噸生鐵產(chǎn)生的渣的焓熱相當(dāng)于23.34kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。如果全國生鐵年產(chǎn)量按4億噸計(jì)算，每年因高爐渣帶走熱相當(dāng)于933.7萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，按現(xiàn)煤價(jià)計(jì)算相當(dāng)于140.05億元。目前全國來看高爐渣熱能利用率極低，我國現(xiàn)高爐渣處理全部采用水淬法，所謂的利用就是部分企業(yè)在高爐渣水淬冷卻過程中產(chǎn)生的熱水用于冬季取暖，由于受到供熱區(qū)域、流量等條件的限制，現(xiàn)渣熱能利用率不足15%。而且春、夏、秋三個(gè)季節(jié)不能使用，大量熱通過風(fēng)冷或外排水排掉，既污染環(huán)境又浪費(fèi)能源。爐渣物理熱的利用是目前鋼鐵企業(yè)重要的節(jié)能方向之一。目前國內(nèi)外爐渣顯熱利用的研究不少。重慶大學(xué)200620110985.4專利公開了一種高爐渣熱回收裝置。該方法采用液渣直接入安裝有旋轉(zhuǎn)輪的密封容器里，紅的熱渣落到旋轉(zhuǎn)輪上被電機(jī)帶動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)輪拋出，開始?；⒗鋮s，同時(shí)空氣被加熱，熱的空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)引出進(jìn)入熱交換器，熱交換器交換出的熱空氣再加以利用。東北大學(xué)200510047090.0專利公開了一種爐渣熱回收裝置。該方法采用高速旋轉(zhuǎn)?；唽⒃；?，?；蟮脑涞戒搸л斔蜋C(jī)上，輸送過程中通過風(fēng)機(jī)冷卻產(chǎn)生氣渣熱交換，加熱的空氣送到余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并加以利用蒸汽。俄羅斯RU2018494專利公開了一種《渣處理方法及實(shí)施裝置》。該方法是高溫液態(tài)爐渣被注入放置的 滾筒內(nèi)，當(dāng)爐渣與置于滾筒內(nèi)的鋼球接觸時(shí)被急冷，爐渣由液態(tài)轉(zhuǎn)成脆狀可塑態(tài)并凝固在球體表面，由于球體的運(yùn)動(dòng)和彼此碰撞，爐洛被破碎成700°C左右粒壯的固態(tài)渣，固態(tài)渣連續(xù)輸送到氣渣交換器內(nèi)與循環(huán)氣體進(jìn)行熱交換。NKK公司將熔融的爐渣通過管道注入2個(gè)轉(zhuǎn)鼓之間，轉(zhuǎn)鼓連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)將渣擠壓形成一層薄渣片，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)通入交換氣體冷卻渣，熱氣體回收用于發(fā)電、供暖等。這些渣處理及熱回收方法歸結(jié)起來基本都是采用不同的渣的?；鋮s方法先把熱渣?；?，然后在熱渣輸送、下落過程中進(jìn)行氣體熱交換，提取渣熱。其共同特點(diǎn)是高爐渣的冷卻介質(zhì)都是空氣，即主要靠空氣帶走渣熱，因此可以理解為空氣冷卻型。由于空氣比熱值小，沒有水的汽化吸熱過程，因此冷卻空氣用量大，設(shè)備復(fù)雜，風(fēng)機(jī)功率大?，F(xiàn)有的高爐渣處理方法也不少，有拉薩法(RASA)、INBA法、輪法、明特法、沉淀池等多種方法，這些方法歸結(jié)起來其共同特點(diǎn)是采用了不同的工藝裝置把熱渣水淬?；?，用不同的裝置使渣水分離后輸出，即主要靠水帶走渣熱，因此可以理解為水冷卻型。由于生產(chǎn)水溫不許超過85°C的限制，渣水比一般達(dá)到1: 10，耗水量極大。本人2007年11月申請?zhí)?00710157873申請了一種《高爐渣處理及渣熱能利用方法及實(shí)施裝置》，該工藝也把渣處理過程放置在處理罩內(nèi)的沸騰釜中進(jìn)行，釜內(nèi)盛滿水靠渣入水中水淬產(chǎn)生蒸汽，然后再利用蒸汽。它的特點(diǎn)是屬于的冶金領(lǐng)域所說的泡渣工藝特征，由于當(dāng)時(shí)沒有解決渣處理裝置中渣入口與出口的密封喂料問題，以及原始設(shè)計(jì)上的缺陷，該方法產(chǎn)生蒸汽主要是低溫不飽和蒸汽，由于蒸汽壓力及熱值比較低，只能用于取暖、解凍、熱水等。本人2008年申請?zhí)?00810229364申請了一種《蒸汽循環(huán)法高爐渣熱能利用及渣處理實(shí)施裝置》，該渣處理方法采用是渣不入水中，靠密封容器內(nèi)對渣噴少量的水產(chǎn)生蒸汽，再循環(huán)該蒸汽的辦法冷卻渣，即渣熱主要是靠水淬產(chǎn)生蒸汽及循環(huán)該蒸汽帶走的，這樣造成產(chǎn)生的蒸汽具有足夠的過熱度，以利于鍋爐換熱、發(fā)電等。新的蒸發(fā)罐法渣處理工藝裝置主要是針對本人的《高爐渣處理及渣熱能利用方法及實(shí)施裝置》專利裝置結(jié)構(gòu)及工藝方法的改進(jìn)設(shè)計(jì)，該改進(jìn)主要是從三個(gè)方面進(jìn)行的:一是方法的拓寬。原的渣處理工藝方法采用釜內(nèi)盛滿水，采用渣入水中水淬產(chǎn)生蒸汽，靠蒸汽帶走渣熱，產(chǎn)生的蒸汽直接輸出，在渣處理上該方法屬于現(xiàn)冶金行業(yè)所說的‘泡洛法’工藝。新的工藝方法采用罐內(nèi)可以有水，靠洛入水水淬或入水與噴水同時(shí)水淬產(chǎn)生蒸汽；也可無水，靠單噴水、單噴蒸汽或噴汽水混合物產(chǎn)生蒸汽及過熱蒸汽；或者采用機(jī)械動(dòng)能、噴水、噴汽水混合物、噴蒸汽、空氣等二種或二種以上冷卻方式組合產(chǎn)生蒸汽及過熱蒸汽，靠水汽化過程及蒸汽、過熱蒸汽帶走渣熱，而后利用蒸汽。新的蒸發(fā)罐法渣處理工藝蒸汽已不是單純的渣入水中水淬產(chǎn)生的，還有直接噴水、噴汽、噴汽水混合物，以及水、蒸汽、汽水混合物、機(jī)械等動(dòng)能破碎多種組合渣處理形式產(chǎn)生的，這樣就不能再說是‘渣入水中水沸騰產(chǎn)生蒸汽帶走渣熱’，而應(yīng)該說是渣靠水、汽或動(dòng)能破碎，靠水汽化及蒸汽、過熱蒸汽帶走渣熱。新的渣處理方法裝置當(dāng)不用渣入水的水淬過程，而采用完全的噴水冷卻渣時(shí)，由于罐內(nèi)是密閉的，該裝置方法又近似現(xiàn)冶金行業(yè)說的‘悶渣法’工藝方法，而采用單噴蒸汽或汽水混合物冷卻渣時(shí)，又形成一新的“悶渣”工藝方法。新的渣處理方法當(dāng)采用機(jī)械破碎、噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物、空氣中二種或二種以上方式組合時(shí)，又形成一種組合方式的新的“悶渣”工藝方法。如果采用上述的‘悶渣法’工藝過程時(shí)，出渣溫度一般較高，此時(shí)再采用空氣進(jìn)行二次冷卻渣時(shí)，又形成新的蒸汽與空氣共同冷卻渣的新的工藝方法。新的渣處理方法裝置同時(shí)實(shí)現(xiàn)‘悶渣法’與‘泡渣法’的工藝過程，以及一種新的‘悶渣法’工藝方法，一套裝置滿足‘悶渣法’的同時(shí)滿足‘泡渣法’的工藝，還滿足水、蒸汽、汽水混合物、機(jī)械動(dòng)能破碎等多種組合的渣處理工藝形式，即滿足渣處理、渣輸入輸出，也滿足渣的熱利用、除塵工藝等要求，一套工藝裝置集合出了滿足了多種工藝過程、工藝需求的方法，因此新的工藝方法裝置具有獨(dú)特的新穎性和創(chuàng)造性。二是工藝上的改進(jìn)。新的蒸發(fā)罐法渣處理工藝裝置罐可以單罐布置，也可以根據(jù)需要采用多罐布置。罐既可以根據(jù)需要布置在高爐出渣口部位，也可以集中布置在某專用的渣處理場。高爐渣既可以通過渣溝直接進(jìn)入渣處理罐中，也可以通過罐車等運(yùn)送到渣場，通過翻車、吊車等方式將渣倒入渣處理罐中。工作方式可以采用單罐逐一運(yùn)行，也可以采用雙罐并聯(lián)運(yùn)行。新的罐法渣處理工藝與蒸汽循環(huán)法高爐渣工藝主要差別在于工藝不同，罐法產(chǎn)生的蒸汽一般直接輸出利用，沒有二次循環(huán)過程，而蒸汽循環(huán)法高爐渣處理工藝產(chǎn)生的蒸汽循環(huán)冷卻渣，工藝及方法不同系統(tǒng)裝置也就存在較大差異。
三是結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)。新的裝置取消了原申請的處理罩及沸騰釜，采用了一個(gè)蒸發(fā)罐替代處理罩及沸騰釜，渣處理裝置的進(jìn)出料口部位增加了密閉輸入、輸出料裝置，通過密閉輸入、輸出料裝置實(shí)現(xiàn)罐進(jìn)出渣口密封。由于新的裝置進(jìn)出渣口實(shí)現(xiàn)了密封使罐內(nèi)工作壓力也相應(yīng)提高，進(jìn)而提高了蒸汽輸出溫度及壓力，蒸汽輸送風(fēng)機(jī)也可根據(jù)需要取消，即使保留功用也發(fā)生了變化。為了保證蒸汽出口壓力平穩(wěn)，新裝置增加了出口壓力調(diào)節(jié)閥。由于新裝置采用了整體罐式結(jié)構(gòu)，罐的內(nèi)部增加了的水浴除塵或過濾除塵及旋風(fēng)除塵結(jié)構(gòu)，新的渣處理系統(tǒng)也可以根據(jù)需要取消或部分取消除塵器。新的渣處理裝置既可以滿足單噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物，也滿足渣入水水淬、機(jī)械破碎加空氣冷卻渣的工藝要求，同時(shí)也滿足機(jī)械破碎、噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物、空氣中二種或二種以上方式組合時(shí)的渣處理工藝要求，既滿足‘泡渣法’的工藝技術(shù)要求，同時(shí)也滿足“悶渣法”工藝技術(shù)要求，一套裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)渣處理、渣輸入輸出、渣的熱利用等多種工藝技術(shù)要求，因此新的工藝裝置結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的新穎性和創(chuàng)造性。結(jié)果的變化。由于新的渣處理工藝方法、結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而使輸出產(chǎn)品結(jié)果發(fā)生了質(zhì)的改變。首先產(chǎn)生蒸汽溫度、壓力大幅提高，產(chǎn)生蒸汽質(zhì)量發(fā)生了質(zhì)的飛躍，產(chǎn)生的蒸汽可直接輸出利用，其次新的渣處理方法產(chǎn)生渣由僅產(chǎn)生水渣變?yōu)樗稍泊婵烧{(diào)形式，如采用干渣生產(chǎn)模式時(shí)，則干渣與水渣無論硬度、粒度、玻璃化率等物理性能，以及輸送、使用途徑都發(fā)生不同程度的變化，進(jìn)而改變了裝置的輸出產(chǎn)品結(jié)果。盡管新的蒸發(fā)罐法渣處理工藝同樣也包含了渣入水產(chǎn)生蒸汽過程，但是裝置的安裝、結(jié)構(gòu)、工藝方法，以及產(chǎn)生的蒸汽的效果都發(fā)生了大的變化，屬于重大的結(jié)構(gòu)、工藝改進(jìn)，因此重新提出。

發(fā)明內(nèi)容
針對200710157873申請了一種《高爐渣處理及渣熱能利用方法及實(shí)施裝置》的不足，本發(fā)明提出一種新的爐渣處理及熱能回收裝置。新的工藝裝置采用了蒸發(fā)罐式結(jié)構(gòu)，罐內(nèi)可以有水，靠洛入水水淬或入水與噴水同時(shí)水淬產(chǎn)生蒸汽；也可以無水，靠單噴水、單噴蒸汽或噴汽水混合物產(chǎn)生蒸汽及過熱蒸汽；還可以采用機(jī)械動(dòng)能、噴水、噴汽水混合物、噴蒸汽、空氣等二種或二種以上冷卻方式組合渣處理產(chǎn)生蒸汽及過熱蒸汽，靠水汽化過程及蒸汽、過熱蒸汽帶走渣熱，而后利用蒸汽。該裝置采用罐式結(jié)構(gòu)，罐的內(nèi)部增加了的水浴除塵或過濾除塵及旋風(fēng)除塵結(jié)構(gòu)，進(jìn)出渣口部位采用了密閉的渣輸入輸出裝置實(shí)現(xiàn)渣的密閉輸入輸出，蒸汽輸出口增加了出口壓力調(diào)節(jié)閥等。新的渣處理裝置既可以滿足單噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物，也滿足渣入水水淬、機(jī)械破碎加空氣冷卻渣的工藝要求，同時(shí)也滿足機(jī)械破碎、噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物、空氣中二種或二種以上方式組合時(shí)的渣處理工藝要求，既滿足‘泡渣法’的工藝技術(shù)要求，同時(shí)也滿足“悶渣法”工藝技術(shù)要求，一套裝置內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)渣處理、渣輸入輸出、渣的熱利用多種工藝技術(shù)要求。
上述方法中，當(dāng)采用噴水、噴汽、噴汽水混合物或采用組合方式冷卻渣時(shí)，由于噴水、汽量可控，此時(shí)可產(chǎn)生干渣，即干式渣生產(chǎn)工藝模式，這樣將給生產(chǎn)帶來很多方便，同時(shí)便于在渣輸送過程中提取渣中鐵。本發(fā)明渣處理裝置蒸發(fā)罐可以根據(jù)需要布置在高爐出渣溝附近，每一出渣口布置一個(gè)，或2-4個(gè)，高爐渣通過渣溝轉(zhuǎn)換裝置直接逐一進(jìn)入渣處理罐中，也可以通過中間罐翻入或吊車等倒入渣處理罐中。蒸發(fā)罐還也可根據(jù)需要布置在與高爐較遠(yuǎn)位置，設(shè)置專用的渣處理場，采用多個(gè)蒸發(fā)罐集中布置，高爐渣可以通過罐車等運(yùn)送到渣場，通過翻車、吊車等方式將渣倒入渣處理罐中。多個(gè)罐集中布置形式也適合于煉鋼鋼渣處理。多罐布置時(shí)工作方式可以采用單罐逐一運(yùn)行方式，也可以采用雙罐并聯(lián)運(yùn)行工作方式，工作方式近似煉鐵的熱風(fēng)爐。本發(fā)明單個(gè)蒸發(fā)罐裝置主要有以下幾個(gè)部分組成:水池1、泵2、蒸發(fā)罐3、渣輸入設(shè)備4、渣輸出設(shè)備5、風(fēng)機(jī)6、壓力調(diào)節(jié)閥7等部分組成，其中蒸發(fā)罐3是密閉容器，容器可以根據(jù)需要采用鋼板以及耐火材料等材料制造，罐內(nèi)有一個(gè)套層，里層下部設(shè)a部擋板，擋板下部根據(jù)需要插入水中或粒渣料中，這樣罐內(nèi)通過水或物料被分成二個(gè)封閉空腔，內(nèi)層空腔為渣處理腔區(qū)域，外層空腔是除塵過濾區(qū)域，內(nèi)層空腔產(chǎn)生的蒸汽必須達(dá)到一定壓力才能繞過a部擋板的水或物料阻礙，這樣通過水或物料的料層自然形成了勻流穩(wěn)壓、過濾除塵、換熱、脫水過程。由于罐外層空腔采用了旋風(fēng)除塵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使蒸汽經(jīng)過該空腔時(shí)實(shí)現(xiàn)了二次除塵脫水過程，經(jīng)過了二次除塵過濾后的蒸汽一般可直接使用，可不需重新設(shè)置除塵器除塵。本發(fā)明單個(gè)蒸發(fā)罐裝置的罐內(nèi)不排除不用套層結(jié)構(gòu)設(shè)置，而采用單一空腔形式。也不排除在空腔內(nèi)設(shè)置其它如擋板、腔室、結(jié)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)調(diào)整設(shè)置，比如為了增加換熱時(shí)間、換熱效率在渣處理容器內(nèi)設(shè)置換熱流化床、固定床；或者為了增加除塵效率設(shè)置其它除塵檔板、結(jié)構(gòu)裝置；或者為了提高渣?；ЧO(shè)置機(jī)械破碎裝置；以及設(shè)置浮渣或渣提升裝置等，不排除在該渣處理容器內(nèi)以提高渣處理、熱利用、除塵過濾效果及多種工藝過程為目的部分結(jié)構(gòu)調(diào)整設(shè)置。本發(fā)明多個(gè)蒸發(fā)罐布置形式是以單罐為基本單元的數(shù)量相加組合，罐罐間一般采用并聯(lián)形式，不過多罐布置時(shí)一般根據(jù)需要其中部分設(shè)備可互相借用、串用，如泵、風(fēng)機(jī)等可共用。另外多罐布置時(shí)渣場一般都遠(yuǎn)離高爐，渣溝一般難以直接進(jìn)入罐中，因此設(shè)備一般還應(yīng)設(shè)置渣的渣罐傾到裝置、運(yùn)輸系統(tǒng)，設(shè)置起到勻流、穩(wěn)壓、儲(chǔ)汽作用的儲(chǔ)氣罐，以及設(shè)置渣分罐供料裝置、儲(chǔ)料裝置等，這里渣罐傾到裝置可包括罐車直接傾倒裝置或者通過吊車等提升裝置提升后的傾倒裝置；這里渣分罐供料裝置可以是渣溝式或罐倒入式的；這里儲(chǔ)料裝置可以是罐型或溝、槽型的，本發(fā)明不排除根據(jù)現(xiàn)場、實(shí)際需要對上述設(shè)備、裝置進(jìn)行增、舍的調(diào)整過程。本發(fā)明蒸發(fā)罐法渣處理工藝裝置在采用少噴水、蒸汽、汽水混合物加機(jī)械?；鋮s渣的情況下，出渣的渣溫一般較高，為了進(jìn)一步利用渣熱，降低出渣溫度或提高冷卻速度，還可通過風(fēng)機(jī)用空氣對渣進(jìn)行二次冷卻，這樣罐內(nèi)就形成蒸汽與空氣共冷的狀態(tài)，這樣又形成又一干洛產(chǎn)出方式。本發(fā)明渣處理裝置采用一個(gè)蒸發(fā)罐替代了原裝置的處理罩及沸騰釜，在渣進(jìn)出口部位設(shè)置了輸入及出料裝置，實(shí)現(xiàn)了密閉輸料，這樣罐內(nèi)工作壓力也相應(yīng)提高，進(jìn)而提高了蒸汽輸出溫度及壓力，這樣風(fēng)機(jī)也可以取消。為了保證蒸汽出口壓力平穩(wěn)，新裝置增加了出口壓力調(diào)節(jié)閥。這里講的渣口密閉輸入、輸出料裝置中的密閉主要是針對渣溝直接開口接入相對而言的，他的密閉形式可以是完全型的密閉，也可以是半開口的不完全型密閉；渣的輸入輸出裝置具有廣泛性，可以是現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)密封閥式結(jié)構(gòu)的下料閥，串并聯(lián)罐式的下料罐，螺旋、斗式等類的提升機(jī)，或特殊閥門裝置結(jié)構(gòu)，以及采用如汽封、液柱液面差等密封結(jié)構(gòu)，或者上述結(jié)構(gòu)、裝置結(jié)合結(jié)構(gòu)等形式。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是:拓寬了原申請?jiān)幚硌b置的工藝方法，滿足了罐內(nèi)有水的‘泡渣法’工藝，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)無水的‘悶渣法’工藝過程，還可噴水和入水同時(shí)進(jìn)行，既有‘悶渣法’同時(shí)也有‘泡渣法’的工藝過程，既可以滿足生產(chǎn)水渣方式，同時(shí)還可以滿足生產(chǎn)干渣方式。因此新的工藝方法更全面，更合理。同時(shí)在裝置的結(jié)構(gòu)上也做了較大的改進(jìn)，采用了罐取代了原有的處理罩及沸騰釜，增加了渣輸入設(shè)備及輸出設(shè)備，提高了輸出蒸汽溫度及壓力，采用了套層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了水浴除塵、過濾除塵同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)除塵，該裝置實(shí)現(xiàn)渣處理同時(shí)滿足除塵要求，大大拓寬了裝置功用及效率，使一套裝置滿足多種工藝需要。進(jìn)一步說優(yōu)點(diǎn)是:比水冷節(jié)水?，F(xiàn)有的拉薩法、INBA法、輪法、明特法、沖渣法等渣處理方法靠水淬水吸熱使渣冷卻，可以理解為水冷型。我們知道lkg40°C的水變成100°C蒸汽吸收的熱是40°C的水變成80°C吸收熱的14.94倍，Ikg的渣采用40°C的進(jìn)行水淬，分別變成80°C的水和直接變成100°C蒸汽，用水量降低93%左右(理論)，如果采用噴少量的水、蒸汽、汽水混合物，以及與機(jī)械破碎共同冷卻?；脑?，此時(shí)產(chǎn)生蒸汽、過熱蒸汽，則用水量會(huì)更低。新的渣處理方法采用了直接換熱方式，簡化了渣處理及熱利用工藝過程，節(jié)水效果十分明顯。進(jìn)一步說優(yōu)點(diǎn)是:比風(fēng)冷節(jié)能:以重慶大學(xué)、東北大學(xué)、NKK公司、俄羅斯RU2018494專利為代表的渣熱能利用方法，都是采用的先破碎渣，而后用空氣為載體帶走渣熱，經(jīng)鍋爐換熱實(shí)現(xiàn)渣熱能利用，這些方法可以理解為風(fēng)冷型。我們知道水的比熱4.2kJ/kg左右，汽化熱2258.4kJ/kg，而空氣的比熱0.24kJ/kg左右，日產(chǎn)6400噸鐵高爐渣鐵比按400kg/1計(jì)算,經(jīng)計(jì)算如用空氣冷卻洛的話風(fēng)機(jī)功率超過1600kw,如此大的風(fēng)機(jī)放在洛流量難以穩(wěn)定的高爐附近，風(fēng)機(jī)頻繁啟停就是個(gè)問題，更不用計(jì)運(yùn)行費(fèi)用了，新的渣處理方法基本不用風(fēng)機(jī)，水泵功率也是較小的，因此該方法節(jié)能、實(shí)用。進(jìn)一步說優(yōu)點(diǎn)是:該渣處理設(shè)備裝置采用了一個(gè)罐式密封容器，外加一個(gè)渣輸入設(shè)備、一個(gè)輸出設(shè)備等組成，一臺(tái)設(shè)備裝置滿足爐渣處理同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱利用，以及蒸汽的除塵、脫水、過濾等多種功用，因此該設(shè)備裝置簡單、維護(hù)容易、占地面積小、投資省。進(jìn)一步說優(yōu)點(diǎn)是能耗低:現(xiàn)有的渣處理方法用水量大，水量大必然造成水泵送水、循環(huán)及冷卻等電機(jī)功率成倍數(shù)加大，蒸發(fā)罐法渣處理工藝僅需要功率不大的水泵，即使采用風(fēng)機(jī)功率也不大，其節(jié)能效果十分明顯。進(jìn)一步說優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了渣熱利用:蒸發(fā)罐法渣處理工藝的熱交換完全是在密閉容器里進(jìn)行的，靠直接換熱產(chǎn)生高壓蒸汽，蒸汽可直接利用，熱損失主要是系統(tǒng)散熱損失，僅占總熱的很小部分，因此熱效率高，經(jīng)初步計(jì)算渣處理部分熱效率達(dá)85%以上。進(jìn)一步說優(yōu)點(diǎn)是免除了現(xiàn)有的渣處理方法對周圍設(shè)備的腐蝕和對大氣造成的污染:現(xiàn)有的渣處理方法中，產(chǎn)生的渣水部分外排，同時(shí)水與紅渣直接接觸產(chǎn)生大量含堿性物資的蒸汽及大量的CO2，自由排放對大氣污染及附近設(shè)備造成腐蝕。而蒸發(fā)罐法爐渣處理工藝蒸汽完全控制在一個(gè)封閉的系統(tǒng)里，沒有外排不會(huì)對大氣造成污染，非常適合當(dāng)前節(jié)能減排形勢。進(jìn)一步說優(yōu)點(diǎn)是為提取渣鐵創(chuàng)造條件:該渣處理設(shè)備裝置采用的是罐式容器，在渣處理后的渣輸出過程中采用磁選提取渣鐵方便容易。


圖1是本發(fā)明蒸發(fā)罐法渣處理工藝裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明采用多罐布置時(shí)平面布置示意圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
進(jìn)行進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行闡述。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，單罐系統(tǒng)主要由水池1、泵2、蒸發(fā)罐3、渣輸入設(shè)備4、渣輸出設(shè)備5、風(fēng)機(jī)6、壓力調(diào)節(jié)閥7等部分組成，其中，蒸發(fā)罐3是密閉容器；泵2根據(jù)需要不同可采用單臺(tái)或雙臺(tái)或高低壓配置，泵可以是水泵也可以是氣泵或蒸汽生成加壓的鍋爐裝置等，也可以是高低壓的二個(gè)水泵或汽、水的二個(gè)裝置；渣輸入輸出設(shè)備設(shè)置在渣處理裝置進(jìn)出渣口部位，滿足密閉輸料目的，該設(shè)備可以是旋轉(zhuǎn)密封閥形式的喂料機(jī)、下料閥，也可以是單罐或串罐形式下料裝置，特殊的閥門，還可以是螺旋輸送機(jī)等形式；風(fēng)機(jī)可以是鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)，并可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)罐內(nèi)壓力較低時(shí)，用引風(fēng)機(jī)，當(dāng)罐內(nèi)壓力較高時(shí)不用風(fēng)機(jī)，也就是說此時(shí)系統(tǒng)無風(fēng)機(jī)，為了降低出渣溫度當(dāng)采用空氣冷卻渣時(shí)，此時(shí)需用鼓風(fēng)機(jī)。渣處理裝置也可根據(jù)需要布置在高爐出渣溝附近，也可以布置在其它部位。如圖2所示，圖上是四罐式渣處理系統(tǒng)的平面布置示意圖，多罐布置形式是單罐系統(tǒng)的簡單并聯(lián)，罐可以采用1-6個(gè)或更多(圖上四罐)。多罐系統(tǒng)除包含單罐系統(tǒng)裝置夕卜，一般還由儲(chǔ)渣罐1、流渣溝2、蒸發(fā)罐3 (a、b、c、d)、渣分罐裝料裝置擺動(dòng)渣溝4、儲(chǔ)氣罐
5、干渣輸出裝置6、渣罐傾到裝置7等部分組成，其中所述儲(chǔ)渣罐是以儲(chǔ)存勻流渣作用的，如渣處理系統(tǒng)布置在高爐附近或采用罐車倒入形式進(jìn)料時(shí)，此時(shí)儲(chǔ)渣罐可取消；所述流渣溝如采用罐車倒入形式進(jìn)料時(shí)，其也可取消；所述擺動(dòng)渣溝是渣分罐裝料裝置，其裝置還可以是擺動(dòng)罐、傾翻罐、槽或提升裝置等，當(dāng)采用罐車倒入形式進(jìn)料時(shí)，其可取消；所述儲(chǔ)氣罐是安裝在蒸汽輸出管路上以滿足輸出蒸汽存儲(chǔ)、勻流、勻壓為目的的裝置，如該蒸汽使用無勻流、勻壓要求時(shí)該裝置可取消；所述渣輸出裝置可以是皮帶機(jī)、鏈板機(jī)、斗式提升機(jī)等，上述部分裝置并可根據(jù)現(xiàn)場條件需求借用、串用及適當(dāng)取舍。如渣處理裝置布置在高爐附近時(shí)，則高爐渣溝直接與蒸發(fā)罐連接，蒸發(fā)罐可根據(jù)需要每個(gè)渣溝設(shè)置1-2個(gè)或更多，液渣經(jīng)渣溝由渣輸入裝置直接送入蒸發(fā)罐中進(jìn)行爐渣處理。當(dāng)采用渣入水水淬或噴水與入水共同冷卻形式時(shí)，來渣前先啟動(dòng)泵2往罐3注水至水位線，多余的水從溢流管流回水池。來渣前先啟動(dòng)渣輸入裝置4運(yùn)行。來渣后渣經(jīng)輸入裝置4輸入罐中，進(jìn)行泡渣過程，紅熱渣遇水急冷?；瑫r(shí)將水加熱汽化產(chǎn)生蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽繞過a擋板結(jié)構(gòu)經(jīng)過除塵、脫水、過濾后由出口管道輸出，產(chǎn)生的水渣通過渣輸出裝置5輸出。這里水位線一般超過a部擋板下端面一定高度，水位的高度通過水位計(jì)控制，水位高度可調(diào)。上述的噴水是破碎渣及輸入裝置冷卻及加水為目的，采用高壓水破碎渣時(shí)水泵一般應(yīng)為高壓泵。其工作過程在上述中的進(jìn)渣前應(yīng)再加啟動(dòng)高壓泵2旋轉(zhuǎn)(圖上泵只畫出一臺(tái)，實(shí)際可能幾臺(tái))，渣拋出或下落過程中經(jīng)高壓水沖擊及水淬破碎后落入罐的下部，其它實(shí)施方式同上不變。上述方式由于罐中有水，因此產(chǎn)生的渣是水渣,產(chǎn)生的蒸汽主要也是飽和蒸汽。由于該方法采用的是渣入水中的水淬粒化過程，因此形成的是‘泡渣’工藝過程。當(dāng)罐內(nèi)下部無水，采用噴水、噴汽或噴汽水混合物的渣冷卻形式時(shí)，此時(shí)的泵是指水泵、氣泵、風(fēng)機(jī)或鍋爐加壓裝置等，泵一般采用高壓配置，來渣前先啟動(dòng)渣輸入裝置4運(yùn)行，后啟動(dòng)泵工作，這里蒸汽也可以經(jīng)過氣泵或鍋爐等加壓后直接輸入，來渣后渣經(jīng)輸入裝置4輸入罐中，渣拋出及下落過程中經(jīng)高壓水、蒸汽或汽水混合物冷卻沖擊渣，紅熱渣遇水、汽急冷凝固?；a(chǎn)生蒸汽及過熱蒸汽，蒸汽經(jīng)過罐的下部渣層繞過a擋板經(jīng)過除塵、脫水、過濾后由出口管道輸出，蒸汽的輸出壓力通過設(shè)置在出口管道的調(diào)壓閥7控制。此時(shí)由于罐內(nèi)無水，在采用噴水時(shí)由于噴水量可調(diào)，因此產(chǎn)生的渣可以是干渣，也可以是水渣，產(chǎn)生的蒸汽可以是飽和蒸汽，也可以是過熱蒸汽。采用噴汽及汽水混合物時(shí)，產(chǎn)生的渣主要是干渣，產(chǎn)生的蒸汽主要是過熱蒸汽。由于渣處理裝置是密閉容器，當(dāng)采用的是噴水、噴汽水混合物冷卻渣時(shí)，形成的是現(xiàn)有的‘悶渣’工藝過程。當(dāng)罐內(nèi)下部無水，采用機(jī)械動(dòng)能破碎加噴水、噴汽水混合物、噴蒸汽、空氣等方式組合時(shí)，此時(shí)的泵是指水泵、氣泵、風(fēng)機(jī)或鍋爐加壓裝置等，工作過程是來渣前先啟動(dòng)渣輸入裝置4運(yùn)行，啟動(dòng)機(jī)械破碎裝置運(yùn)行，后啟動(dòng)高壓泵2運(yùn)行，來渣后渣經(jīng)輸入裝置4輸入罐中，渣經(jīng)過動(dòng)能破碎后下落，下落及落下過程中通過水、蒸汽、空氣等冷卻渣，渣的冷卻過程與上述方式相同，這里不再復(fù)述。由于該種方式噴水量很少，噴水是使渣凝固、裝置冷卻為目的，該方式產(chǎn)生的渣主要是干渣，蒸汽主要是過熱蒸汽。當(dāng)渣處理裝置布置在高爐較遠(yuǎn)距離，并采用多罐布置方式時(shí)，液渣經(jīng)罐車等裝置運(yùn)輸?shù)皆幚韴觯俳?jīng)罐車傾倒裝置倒入儲(chǔ)渣罐中，經(jīng)渣分罐裝料裝置依次輸送到蒸發(fā)罐中，罐的工作方式是一罐進(jìn)渣、一罐工作、一罐出渣、一罐備用(所述為4罐工作方式，其它多罐方式圖上未注出)，單罐渣的具體實(shí)施方式
同上，不再復(fù)述。渣處理裝置采用不在高爐、轉(zhuǎn)爐附近布置時(shí)，可多臺(tái)爐共用一套渣處理設(shè)備系統(tǒng)，避免了因停、休爐及渣流量變化而造成對蒸汽流量的影響，使渣處理裝置工作穩(wěn)定，產(chǎn)生的蒸汽流量、壓力穩(wěn)定，但不足的是由于運(yùn)輸周轉(zhuǎn)時(shí)間長，造成渣易結(jié)殼，還需設(shè)置渣破碎裝置，及到渣殼的場地。渣鐵的提取。無論是水渣還是干渣生產(chǎn)方式，渣經(jīng)輸出裝置輸出運(yùn)送后含水量一般較低，這樣在輸送過程中設(shè)置磁選機(jī)，可直接提取渣中鐵，提取方便、簡單。
權(quán)利要求
1.一種液態(tài)爐渣處理和余熱回收裝置，該裝置包括由單罐裝置及單罐組成的系統(tǒng)裝置，其單罐其特征主要有以下幾個(gè)部分組成:水池(I)、泵(2)、蒸發(fā)罐(3)、渣輸入設(shè)備(4)、渣輸出設(shè)備(5)、風(fēng)機(jī)￠)、壓力調(diào)節(jié)閥(7)等部分組成，其中蒸發(fā)罐(3)是密閉容器，可由鋼板及其它等材料組成，罐一般采用套層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；渣輸入、輸出設(shè)備可以是旋轉(zhuǎn)密封閥型結(jié)構(gòu)的下料閥，串并聯(lián)罐式的下料罐，螺旋、斗式等類的提升機(jī)，特殊閥門裝置結(jié)構(gòu)，以及采用如汽封、液柱液面差等密封結(jié)構(gòu)，或者上述結(jié)構(gòu)、裝置結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，以滿足進(jìn)出渣口密閉輸送物料目的的裝置；風(fēng)機(jī)可以是鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)，并可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；泵根據(jù)需要不同可采用單臺(tái)或雙臺(tái)或高低壓配置，可以是水泵、氣泵或蒸汽生成加壓裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渣處理系統(tǒng)裝置，其可采用單罐或多罐布置形式，多罐布置時(shí)一般采用2-4個(gè)單罐，或更多，其特征除包含單罐系統(tǒng)的裝置外還主要有以下幾個(gè)部分組成:儲(chǔ)渣罐(I)、流渣溝(2)、蒸發(fā)罐(3)、擺動(dòng)渣溝(4)、儲(chǔ)氣罐(5)、渣輸出裝置(6)、渣罐傾到裝置(7)等部分組成，其中所述儲(chǔ)渣罐是以儲(chǔ)存勻流渣作用的，如渣處理系統(tǒng)布置在高爐附近或采用罐車倒入形式進(jìn)料時(shí)，此時(shí)儲(chǔ)渣罐可取消；所述溜渣溝如采用罐車倒入形式進(jìn)料時(shí)，其也可取消；所述擺動(dòng)渣溝是渣分罐裝料裝置，其裝置還可以是擺動(dòng)罐、傾翻罐、槽等，當(dāng)采用罐車倒入形式進(jìn)料時(shí)，其可取消；所述儲(chǔ)氣罐是安裝在蒸汽輸出管路上以滿足輸出蒸汽存儲(chǔ)、勻流、勻壓為目的的裝置，如該蒸汽使用無勻流、勻壓要求時(shí)該裝置可取消；所述渣輸出裝置可以是皮帶機(jī)、鏈板機(jī)、斗式提升機(jī)等，上述部分裝置并可根據(jù)現(xiàn)場條件需求借用、串用及適當(dāng)取舍。
3.一種液態(tài)渣處理與熱量回收的方法，所述方法是指密閉渣處理容器內(nèi)通過對渣單噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物，或者采用洛入水的水淬過程，以及采用機(jī)械破碎、噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物、空氣中 二種或二種以上冷卻方式組合產(chǎn)生蒸汽及過熱蒸汽、空氣，主要靠水汽化過程及蒸汽、過熱蒸汽帶走渣熱，然后輸出蒸汽加以利用的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中罐內(nèi)可以有水，靠渣入水水淬產(chǎn)生蒸汽，此時(shí)產(chǎn)生的是水渣，也可無水，靠直接對渣噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物，以及它們與機(jī)械動(dòng)能破碎二種或二種以上的組合方式生產(chǎn)的干渣或水渣的生產(chǎn)方法。
5.一種在渣處理裝置渣的進(jìn)出口部位采用密封裝置進(jìn)行密閉渣處理的方法，以及渣采用密閉裝置密閉輸入、輸出料的方法，該方法的密封裝置可以是旋轉(zhuǎn)密封閥型結(jié)構(gòu)的下料閥，串并聯(lián)罐式的下料罐，螺旋、斗式等類的提升機(jī)，特殊閥門裝置結(jié)構(gòu)，以及采用如汽封、液柱液面差等密封結(jié)構(gòu)，或者上述結(jié)構(gòu)、裝置結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，以滿足渣處理裝置進(jìn)出口密閉輸入、出料為目的結(jié)構(gòu)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的渣處理和熱量回收裝置、方法中，其具體特征在于該裝置罐內(nèi)采用套層結(jié)構(gòu)，里層下部擋板a根據(jù)需要插入物料或水中，罐內(nèi)通過物料或水被分成二個(gè)封閉空腔，即渣處理和除塵空腔，蒸汽輸出必須繞過料層經(jīng)過料層勻流、過濾、加熱及除塵過程后輸出，一臺(tái)裝置同時(shí)滿足渣處理、熱利用、除塵過濾等多種工藝過程的結(jié)構(gòu)設(shè)置方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)設(shè)置方法中，也包括不采用上述的套層結(jié)構(gòu)設(shè)置，而采用單一空腔結(jié)構(gòu)，或在空腔內(nèi)設(shè)置其它擋板、腔室、裝置等，比如為了增加換熱時(shí)間、換熱效率在渣處理容器內(nèi)設(shè)置換熱流化床、固定床；或者為了增加除塵效率設(shè)置除塵檔板、結(jié)構(gòu)裝置；或者為了提高渣粒化效果設(shè)置機(jī)械破碎裝置；以及設(shè)置浮渣或渣提升裝置等，在渣處理容器內(nèi)以提高渣處理、熱利用、除塵過濾效果及多種工藝過程為目的部分結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
8.一種渣處理裝置罐系統(tǒng)布置的方法，特征是罐可以單罐布置，也可以根據(jù)需要采用多罐布置；罐既可以根據(jù)需要布置在高爐出渣口部位，也可以集中布置在某專用的渣處理場；液態(tài)爐渣既可以通過渣溝直接進(jìn)入渣處理罐中，也可以通過罐車運(yùn)送到渣場，通過翻車、吊車等方式將渣倒入渣處理罐中；工作方式可以采用單罐逐一運(yùn)行，也可以采用雙罐并聯(lián)運(yùn)行。
9.根據(jù)上述要求的裝置方法，其裝置方法也包括通過上述結(jié)構(gòu)、裝置、方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、過程控制的方法。
10.根據(jù)上述權(quán)利要 求的裝置及方法，包括應(yīng)用于非爐渣粒化、熱能利用領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的高爐渣處理、渣熱能回收方法及裝置。該方法渣處理過程完全在密封罐內(nèi)進(jìn)行，渣處理裝置在渣的進(jìn)出口部位設(shè)置了專門的渣輸入輸出設(shè)備，滿足渣的密閉輸入輸出要求。新的渣處理方法罐內(nèi)可以有水，靠渣入水中或噴水水淬產(chǎn)生蒸汽，也可無水，靠渣單噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物，以及采用機(jī)械破碎、噴水、噴蒸汽、噴汽水混合物、空氣中二種或二種以上冷卻方式組合產(chǎn)生蒸汽及過熱蒸汽，靠水汽化過程及蒸汽、過熱蒸汽帶走渣熱，然后輸出蒸汽加以利用。新的渣處理方法裝置實(shí)現(xiàn)渣處理及熱利用同時(shí)滿足除塵過濾要求，一臺(tái)裝置滿足多種工藝要求。新裝置特點(diǎn)節(jié)水、設(shè)備簡單、占地面積小、投資省、減少污水排放，實(shí)現(xiàn)了高爐渣熱的二次利用，回收熱效率高。
文檔編號(hào)F22B1/04GK103196124SQ201210002820
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者姜學(xué)仕, 姜宏澤 申請人:姜學(xué)仕, 姜宏澤