[发明专利]干式粒化回收高炉渣余热的“双淬”装置和方法

说明书

本发明提供了干式粒化回收高炉渣余热的“双淬”装置和方法，属于冶金技术领域。本发明结合“以风淬渣”和“以粉淬渣”技术，形成可兼顾换热介质热品质和渣粒品质的“双淬法”，进而提供一种密闭环境下采用干式粒化方式高效回收高炉渣余热和生产高品质渣粒的装置和方法。方法中的气粉两相流可在粒化窑窑体上部有限空间内形成大量弥散的低温异相核，以冲击粒化器上部的高温熔渣层，进而促进其滴化和凝固。应用本发明可有效提高干式粒化工艺换热介质的输出温度和粒化区渣滴的冷却速率，从而提高渣粒的玻璃体含量。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别属于高炉渣热量回收和资源化利用技术范畴，具体涉及一种采用干式粒化方式高效回收高炉渣余热和生产高品质渣粒的“双淬”装置，以及利用该装置回收高炉渣余热和生产高品质渣粒的方法。

背景技术

从化学组成和排放温度来看，高炉渣既是一种高品位的硅酸盐资源，又是储量巨大的优质余热资源。目前世界主要产铁国对高炉渣的回收利用率已达95％以上，其中对高炉渣的回收利用的主要工艺是将高炉渣经水淬急冷，而后简单加工制成具有较高附加值的硅酸盐水泥原料。传统的水淬工艺虽然实现了高炉渣的增值利用，但却无法避免诸如水资源消耗严重、含硫气体排放量大以及高温熔渣余热基本无法回收等问题。因此，水淬法实现了高炉渣的资源化利用但却忽视了环境效益，是一种仅适用于特定工业发展阶段的过渡性高炉渣处理工艺。针对水淬工艺的根本缺陷，自20世纪70年代，前苏联、英国、瑞典、德国、日本以及澳大利亚等国陆续开展了冶金熔渣干式粒化余热回收的相关研究，并提出了一系列工艺流程。干式粒化是一种在基本不消耗水资源的前提下，将液态熔渣迅速破碎凝固为细小颗粒，并利用空气作为储热介质与渣粒充分接触换热，从而回收熔渣余热和高品质渣粒材料的处理方法。从节能和环保可持续发展的角度讲，干式粒化工艺无疑更加符合国家关于建设资源节约型和环境友好型社会的要求，也代表着高炉渣余热回收技术的发展方向。

传统水淬工艺以水淬渣，冷却速率大，可有效限制高炉渣冷却结晶，使得水淬后沙状水渣的玻璃体含量大于90％，满足高品质水泥原料对水硬胶凝性的要求。对于干式粒化工艺来说，换热介质为热容较小的空气，若仅强调换热介质的输出温度，即其热品质，就需要控制气体流量，延长换热介质与高温渣粒的接触时间，这就影响渣滴的冷却速率，进而导致渣粒中玻璃体含量下降。另一方面，若要获得细度和品质均满足水泥制备要求的渣粒，就必须增大气体流量，提高冷却速率，这又会导致换热介质热品质的下降。因此，如何兼顾换热介质热品质和渣粒品质已成为提高干式粒化工艺的竞争力并进一步实现工业化所必须解决的关键问题之一。

发明内容