[发明专利]一种高炉熔渣热能回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源回收利用领域，尤其涉及冶金、钢铁行业中的一种高炉熔渣热能回收系统。

背景技术

钢铁工业为国民经济的发展提供重要的基础原材料，属于能源、资源消耗大的资源密集型产业。在生产钢铁制品的同时也排放大量的废弃物，对环境造成严重的污染。虽然钢铁工业是国民经济领域内的耗能和排污大户，但同时也是极具节能减排潜力的产业之一。其中，回收利用各种余热是钢铁工业进一步节能的重要突破口。

高炉渣是高炉冶炼过程中，由矿石中的脉石、燃料中的灰分和熔剂中非挥发组分形成的副产物。目前我国冶炼一吨生铁约产生0.3-0.6吨高炉渣。2011年我国高炉生铁产量达6.3亿吨，同比增长8.43%。每炼出1吨生铁产生300~400 kg的高炉渣，2011年全年高炉渣产生量为1.89~2.52亿吨，高炉出渣温度1400℃～1500℃，每吨渣含有相当60kg标准煤的热量。高炉渣是含高品质的热能资源，所含热量折合可达1323万吨标准煤。预计热能的回收率为65%，每年可回收热能860万吨标准煤。由此可见，高炉渣具有取材易、显热高等特点，是余热回收前景最广的材料之一。

目前，高炉熔渣热能回收一般采用水淬法，将熔融的高炉渣喷入水中，水遇高温渣发生粒化，将高炉渣破碎成微粒，并产生大量蒸汽，此法的缺点是：不仅高炉渣的显热无法利用，而且造成水资源的大量浪费，对大气、水和土壤也造成了严重的污染，恶化了工作环境，因此，如何高效地回收高炉渣的高温显热，减少其处理过程中对环境的污染，就成为一个急需解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的以上问题，本发明的目的是提供一种高炉熔渣热能回收系统，该系统能高效地回收高炉渣的高温显热，减少其处理过程中对环境造成的污染，而且处理后的高炉渣可满足制造水泥的要求。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种高炉熔渣热能回收系统，包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回收单元、出渣单元， 粒化单元是由熔渣槽、导流槽、风碎风机、风碎喷嘴组成，熔渣槽呈一定的斜度置于导流槽上方，在导流槽下部由风碎风机产生的高压空气由风碎喷嘴喷出，导流槽出口插入流化床；流化床渣粒碰撞单元由冷渣喷嘴、冷渣斗、喷渣机、流化床风机、流化床、布风板装置、渣珠溜槽组成，冷渣喷嘴设置在风碎喷嘴的下部，冷渣斗、喷渣机及冷渣喷嘴依次相连接，流化床风机与流化床相连接，布风板装置设于流化床底部；空气热交换单元是由渣珠溜槽、竖式换热器、环式布风器组成，环式布风器位于竖式换热器下部，渣珠溜槽连通流化床与竖式换热器；过热蒸汽回收单元包括高温旋风除尘器、余热锅炉，高温旋风除尘器依次与流化床、竖式换热器通过管道连接，高温旋风除尘器还与余热锅炉通过管道连接；出渣单元是由卸料阀、渣仓组成，卸料阀位于竖式换热器尾部，渣仓位于卸料阀垂直下方。

进一步，过热蒸汽回收单元还包括位于余热锅炉下部的集尘器。

进一步，余热锅炉的出气管道流经流化床顶部。

进一步，流经流化床顶部的余热锅炉管道另一端与发电机组连接。

进一步，所述的发电机组还连接有冷凝器。

进一步，所述的冷凝器还连接有冷凝泵。

进一步，余热锅炉还依次与引风机、高温布袋除尘器、喷渣风机连接。

进一步，所述布风板装置设有风眼。

高炉渣的主要组份为CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO等，其CaO/ SiO₂ >1时，碱性炉渣具有活性，在急冷处理过程中，溶态炉渣来不及释放热能，形成稳定的化合物晶体，从而把热能转化为化学能储存起来，保存了它的活性，因此可以认为过冷态的活性熔渣是活性玻璃体。活性玻璃体具有潜在的水硬胶凝性能，是优良的水泥原料。

高温炉渣的导热系数很低，换热慢，并且粘度随温度降低而急剧升高。由此可见，要提高换热速度，就必须缩小高炉渣的粒径，以增加传热表面积，达到加快传热和固化速度，同时减少炉渣颗粒的相互粘附性。急冷高炉渣的目的就是要保证其玻璃体的含量，高炉渣的玻璃体含量>90%，才能满足水泥生产的需要。高炉渣的粒径越小，则传热面积越大，不仅满足了急冷高炉熔渣10℃/s的冷却速度的需要；1~2mm均匀高炉渣粒，同时满足了流化床换热装置和换热器与空气热交换时气体流动和传热的需要。