[发明专利]一种高炉冲渣水余热利用系统及方法

说明书

本发明公开一种实用有效高炉冲渣水余热利用系统及方法，能够充分利用高炉冲渣水余热，并从本质上解决了冲渣水换热过程中的结垢、腐蚀、堵塞问题，提高冲渣水余热利用的安全可靠性，具有节约能源、降低维护成本和保护环境等特点。

技术领域

本发明涉及一种高炉冲渣水余热利用系统及方法，属于钢铁行业的节能环保技术领域。

背景技术

高炉炼铁工艺中产生大量高温熔渣，温度可达1500℃左右，是一种巨大的余热资源；钢厂常用水淬的方法将高炉渣进行冷却，冷却过程中产生70℃～90℃的冲渣水和乏蒸汽。目前，国内钢铁企业对高炉冲渣水余热主要应用于冬季取暖、加热生活热水、热泵供暖/制冷、海水淡化及余热发电等领域。其中，国内北方钢铁企业的冲渣水余热利用主要以冬季供暖为主，且主要采用的是冲渣水直接供暖技术。但高炉冲渣水直接用于采暖存在如下两个主要问题：

(1)水质的处理问题。我国高炉水渣处理多采用底滤式冲渣池，高炉水渣主要成分为CaO、SiO₂、MgO、Al₂O₃以及少量的Fe₂O₃，pH值大于7，略显碱性。水渣杂质在冲渣水中以固体颗粒或悬浮物的形式存在。由于冲渣水在渣池中沉淀后仍然含有很多的炉渣杂质，不能满足采暖水质的要求，所以冲渣水必须经过过滤后才能进入采暖系统。一般过滤系统包括沉淀池和过滤池，占用场地大，投资大，不适合改造工程。

(2)管道的结垢问题，虽然经过过滤，但是冲渣水中仍有一定量的固体渣粒，会形成沉积垢，同时，系统腐蚀产物也会形成锈垢，由此引起的管道的腐蚀、堵塞、结垢问题，致使维护费用居高不下。如果在进入散热器的支管或者散热器内堵塞，就会直接影响室内供暖温度。

为了克服上述冲渣水直接供暖带来的弊端，冲渣水间接换热供暖技术逐渐发展起来。采用间接供暖工艺流程的关键在于冲渣水的处理及冲渣水-水换热器的选择。

通过查新，检索到一些相关的专利与文章，如专利CN101564616A公开一种高炉冲渣水净化系统及其方法。该方法设一个或几个过滤器进行含悬浮细渣的冲渣水净化，并以反冲洗水泵将净水逆向注入过滤器，恢复过滤性能。该方法实现了高效率的渣水净化，避免了细渣进入后续的换热系统，影响换热效果。但该方法没有考虑冲渣水中渣棉析出的问题，冲渣水进入换热系统后，仍会造成系统的结垢、堵塞。

CN102829656A公开一种高炉冲渣水换热器。该换热器是一种壳管式换热器，其中循环水进出口之间为换热器的板程，换热器的壳程为冲渣水流道。并认为该换热器热效率高，通污能力强，可随时清洗排污，便于检查维修。该换热器为壳管式换热器，壳程为冲渣水流道，由于壳程流道较宽，通污能力会较强，但换热效率不会太高。

CN103834754A公开一种高炉明特法冲渣水余热利用三联供系统。该系统粒化装置、渣水分离装置、沉淀池、沉淀蓄热池；沉淀蓄热池中冲渣水通过余热供水泵组进入换热装置换热，换热后的用户水用于供暖、制冷及脱湿鼓风机用户；该设有沉淀、蓄热及过滤装置可提高系统水质，设有化学清洗装置，可延长换热装置使用寿命。但该系统仍没有解决换热装置内的结垢、堵塞问题，只能通过化学清洗装置进行后处理，仍会降低换热装置的使用效率。

综上所述，高炉冲渣水余热利用系统或方法还存在诸多问题。主要体现在现有余热利用系统或方法没有从本质上解决冲渣水中的悬浮物、腐蚀性杂质等及冲渣水中渣棉析出问题，这会使得冲渣水造成换热系统中出现结垢、腐蚀、堵塞问题，造成冲渣水余热利用系统在运行方面存在安全、效率问题。因此，探寻更加实用有效的高炉冲渣水余热利用系统及方法是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出了一种实用有效高炉冲渣水余热利用系统及方法，能够充分利用高炉冲渣水余热，从本质上解决了冲渣水换热过程中的结垢、腐蚀、堵塞问题，提高冲渣水余热利用的安全可靠性，并降低冲渣水中乏蒸汽对周边环境的不利影响。