[发明专利]高炉渣空间雾化水淬及高温水淬渣余热发电方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种先以雾化水对高炉渣进行空间水淬，再利用水淬渣高温余热发电的方法，尤其是一种高炉渣空间雾化水淬及高温水淬渣余热发电方法，属于余热发电技术领域。

背景技术

高炉炉渣是钢铁工业中最主要的废弃物，每生产一吨生铁约产生300kg高炉炉渣，其出炉温度在1400-1500℃，潜热及显热属于高品质余热资源，回收利用高炉炉渣的余热对炼铁行业节能减排，提高二次能源效率至关重要，但目前尚无成熟高效的回收技术，致使大量的高炉渣余热白白耗散。

目前，高炉渣普遍采用的处理方法是水淬粒化法，粒化钢渣通常用作水泥原料，这种利用方法很好的实现了固体废弃物的资源化再利用,但高炉渣水淬后高炉渣余热全部转移进入70℃-90℃的冲渣水中，由于冲渣水温度太低，冲渣水热能的回收利用仅限于冲渣水余热供暖或者浴室供热水。利用冲渣水余热供暖还受到地域和时间的限制，尤其是在那些无取暖设施的南方地区，这部分能量只能浪费，余热得不到利用。即使冲渣水余热用于采暖或者浴室供热水，余热回收率也仅为10%左右。

公知的水淬高炉渣工艺中，其中大约15%的冲渣水会蒸发吸热变成水蒸汽,这些蒸汽携带着的巨大能量,其放散不仅造成了能量的浪费，同时也使大量的水散失到外界，同时水蒸气含有大量有害物质，严重污染环境。

发明内容

本发明旨在解决公知水淬高炉渣工艺处理高炉渣的过程中所存在的上述缺陷，提供一种先以雾化水对高炉渣进行空间水淬，再利用水淬渣高温余热发电的方法，大幅度提高高炉渣余热回收率，并将高炉渣余热转化为高品位的电能，同时可以节约大量水资源并减少污染物排放。

本发明采用的技术方案是：

一种高炉渣空间雾化水淬及高温水淬渣余热发电方法，按下述工艺流程进行：

（1）液态高炉渣首先经过转鼓作用离散成小粒径的铁渣液滴，小粒径铁渣液滴下落过程中与分布在水淬室空间的雾化水滴相遇，在空间水淬为固态小颗粒而凝固放热，水淬时通过控制雾化水的喷入量控制铁渣液滴放出凝结潜热后的降温幅度，使落到振动床上的粒子铁渣温度为900℃；

（2）固态粒子铁渣落到具有一定倾斜角度的振动床上，在振动床的作用下向前移动，最终陆续进入后部的流化床放热，同时，空间水淬产生的饱和蒸汽在引风机的抽力作用下向下穿过振动床上固态粒子铁渣层形成温度为150℃的低过热度水淬蒸气，此水淬蒸气进入流化床的下部风室作为流化床的流化介质；

（3）振动床上的固态粒子铁渣被冷却到800℃进入过热器流化床，过热器流化床内设置有余热锅炉的低温过热器及高温过热器埋管，高温粒子铁渣向蒸汽放热降温至580℃进入蒸发器流化床，蒸汽由饱和温度过热至450℃，然后进入汽轮机发电，流化介质即水淬蒸汽吸热后形成的高温载热质水蒸气进入载热质蒸汽换热器放热；

（4）蒸发器流化床中设置有余热锅炉的蒸发器埋管，580℃粒子铁渣进入蒸发器流化床后向饱和水放热降温至250℃，然后进入低温省煤器流化床，流化蒸汽吸热后升温，再次进入过热器流化床作为流化介质；

（5）离开蒸发器流化床的温度为250℃左右的粒子铁渣进入低温省煤器流化床，低温省煤器流化床设置有低温省煤器埋管，粒子铁渣放热降温至180℃送入成品料堆；

（6）450℃高温载热质蒸汽离开过热器流化床后进入流化蒸汽换热器，首先与高温省煤器中的水换热降温至150℃，然后进入凝结水预热器凝结放热形成水淬水，水淬水沉淀后加入碱液再作为雾化水淬的雾化水循环利用。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

①解决了高炉渣余热利用受地域、时段局限的问题：本发明将高炉渣余热转移至450℃的中压过热蒸汽中,并进行发电，该种余热利用方法不受地域、时段的局限，可以在国内所有钢铁企业进行推广。

②解决了余热回收率低的问题：本发明将高炉渣余热用来发电，冬季的时候可以实现热电联供，余热回收率大幅度提高。

③解决了余热品位损失大的问题：本发明中，热能由1400-1500℃的高温高炉渣中转移至450℃的过热蒸汽中,与公知的高炉渣水淬方法相比，热能品位降低幅度减小了很多，损失率降低至32%。本发明将高炉渣余热用来产生能级最高的高品位电能，工艺先进性大幅度提高。

④解决了水淬蒸汽未加利用的问题：本发明以水淬蒸汽做为载热质及余热锅炉的热源，避免了大量水蒸气白白放散，也节约了相应的水资源。