[发明专利]钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统及工艺方法

权利要求书

1.一种钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于：该系统包括转杯、渣粒捕集器、水冷壁、电机、一级消解输送联合装置、二级消解余热回收联合装置、三级消解装置、消解气分配器和气体捕集器，其中渣粒捕集器呈圆筒状，渣粒捕集器的中心位置设置转杯，转杯的下方设置电机，转杯的中心轴与电机轴同轴连接，渣粒捕集器内圆周上设有水冷壁，水冷壁通过管道与渣粒捕集器连接，渣粒捕集器的出口下方设置一级消解输送联合装置，一级消解输送联合装置一端的下方设置二级消解余热回收联合装置，使一级消解输送联合装置上的物料能够落入二级消解余热回收联合装置，二级消解余热回收联合装置的下方设置三级消解装置，一级消解输送联合装置、二级消解余热回收联合装置和三级消解装置的上方均设有气体捕集器、下方均设有消解气分配器。

2.根据权利要求1所述的钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于：所述的转杯呈浅杯形状，转杯深度与上口直径的比为1∶3，转杯深度为50～300mm；

所述的渣粒捕集器呈圆筒状；

所述的一级消解输送联合装置包括输送板和底板，输送板安装在底板上面，输送板为振动式、或履带式，底板设有气体分布板和冷却水管。

3.根据权利要求1所述的钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于：所述的二级消解余热回收联合装置可以为两种结构：一种结构为腔体结构，包括二级消解器、余热锅炉、换热管和布风板，二级消解器和余热锅炉为同轴嵌套，内部设有换热管，渣粒与换热管直接接触，换热管以叉排的方式布置，下部设有布风板，使渣粒在消解过程中同时进行换热、消解和余热回收反应；

另一种结构为二级消解器和余热锅炉两个单体连接，二级消解器下部设有布风板，渣粒在消解装置中同时进行换热和消解反应，余热锅炉内部设有换热管，换热管以叉排的方式布置，渣粒在余热锅炉中进行余热回收。

4.根据权利要求1所述的钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统，其特征在于：所述的三级消解装置为腔体结构，腔体为矩形，或为柱形，其内部和外部由钢板焊接组成，中间设置耐火材料，底部设有布风板，三级消解装置至少设置一个。

5.采用权利要求1所述的钢渣粒化、改性、显热回收一体化系统的工艺方法，其特征在于：按如下步骤进行：

步骤1：高温液态钢渣破碎过程：高温液态钢渣，温度大于1400℃，由渣包经中间包输送到转杯中，液态渣由转速为600-2000转/分的转杯沿切向甩出，经过破碎、冷却形成直径小于10mm的渣粒；

步骤2：渣粒凝壳及捕集过程：破碎后的渣粒，其表面在飞行过程中凝固，并撞到渣粒捕集器的水冷壁，在水冷壁进一步凝固到1200℃～1300℃，并沿水冷壁下滑到渣粒捕集器底部；

步骤3：一级消解输送过程：渣粒捕集器收集的渣粒由底部进入一级消解输送联合装置，并在击振力的作用下向前运动或履带上向前运动，同时通过一级消解输送联合装置下方的消解气分配器向渣粒层喷吹水蒸气和二氧化碳的混合气体，渣粒在移动过程中进行一级消解；

步骤4：二级消解余热回收过程：渣粒经一级消解输送联合装置进入二级消解余热回收联合装置，在此高温渣粒与换热管直接接触将热量传递给管内的水，使水汽化产生蒸汽，在该过程中，底部消解气分配器通过二级消解余热回收联合装置的布风板向二级消解余热回收联合装置内部喷吹水蒸气和二氧化碳的混合气，渣粒在下落移动过程中进行二级消解，冷却后的渣粒温度在300℃以下，从二级消解余热回收联合装置底部进入三级消解装置，渣粒进入二级消解余热回收联合装置中和二级消解器底部喷入的大量消解气换热并发生消解反应，反应后的高温气体进入余热锅炉中回收余热；

步骤5：三级消解过程：渣粒进入三级消解装置，在该装置中保温0.5～3.0h，并在该过程中通过三级消解装置底部的消解气分配器向装置内部喷吹水蒸气和二氧化碳的混合气，进行渣粒的三级消解，保证最终排出渣粒的游离氧化钙消解率高于85％；

步骤3、4、5中使用的水蒸气均由步骤4中的余热锅炉提供。