[发明专利]一种液态熔渣干式离心粒化装置

说明书

本发明公开了一种液态熔渣干式离心粒化装置，包括落渣管、粒化仓和粒化设备；粒化仓顶部中心设有开口，供落渣管伸入，落渣管外部有耐火材料层，与粒化设备对中布置；伸入粒化仓的落渣管外部设有落渣管固定装置；粒化仓内部敷设水冷壁受热面，水冷壁受热面采用膜式水冷壁，竖直布置；粒化仓壁面上还设有气膜冷却装置；粒化设备包括：粒化器、粒化器固定装置和粒化器驱动装置；粒化器固定在粒化器固定装置上；粒化器固定装置内部设有气流通道、多个风口。本发明，能够有效地防止伸入粒化仓的落渣管断裂落入粒化仓内，减少高温粒化渣粒粘壁情况的发生，防止转轴摆动及超温，保证离心粒化过程中系统的安全、稳定运行。

技术领域

本发明涉及高温液态熔渣余热回收技术领域，特别涉及一种液态熔渣干式离心粒化装置。

背景技术

中国目前是全球最大的钢铁生产国。2016年中国生铁产量约7.01亿吨，约占世界总产量的60％，在冶炼生铁的过程中同时会产生蕴含巨大热量的高炉渣。高炉渣的出炉温度一般在1400～1550℃之间，每吨渣含(1260～1880)×10³kJ的显热，相当于60kg标准煤。在我国现有的炼铁技术下，每生产1吨生铁副产0.3吨高炉渣，以目前我国生铁产量7.01亿吨进行计算，可折合产生约2.10亿吨以上的高炉渣，其显热量相当于约1261.8万吨标准煤。

干渣坑冷却法和水冲渣法是目前我国最常见的高炉渣处理方法。干渣坑法降温时产生大量水蒸气，同时释放出大量的H₂S和SO₂气体，腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境。水冲渣法在处理过程浪费大量水资源，产生SO₂和H₂S等有害气体，也不能有效回收高温液态熔渣所含有的高品质余热资源。目前，这些处理方式已不能适应目前钢铁行业节能减排的迫切需求，而干式离心粒化法由于系统能耗低，粒径小且均匀，产品附加值高等特点而受到广泛青睐。

在干法离心粒化过程中，液态熔渣滴落到高速旋转的粒化器表面，在离心力和摩擦力的作用下被甩出，在表面张力的作用下形成小液滴，这些微小的液滴与空间中的传热介质(一般为空气)进行强制对流换热，与周围环境进行辐射换热，使小液滴温度降低，进而发生相变，形成凝固层。随着温度进一步降低，液滴逐渐转变成固体小颗粒。目前干式粒化技术在液态熔渣粒化过程中普遍存在以下问题：

1、粒化渣粒粘壁现象。其原因主要是：高速旋转的粒化器提供给粒化渣粒的切向速度很大，一方面，导致粒化渣粒水平飞行距离较远，可到达粒化仓壁面；另一方面，虽然有对流和辐射换热，但粒化渣粒的飞行时间很短，其外表面仍旧未凝固或凝固层很薄，导致粘结在粒化仓壁面上影响辐射换热，严重时粘成大块，造成事故，导致系统停机检修，既浪费大量人力物力，又会影响后续余热回收和高品质渣粒的回收。因此，需要采取相应的手段来防止粘壁现象的发生。

2、伸入粒化仓内的落渣管容易断裂。在粒化过程中，由于落渣管与高达1500℃的熔渣直接接触，落渣管易受高温熔渣的腐蚀、冲刷磨蚀。在这种情况下落渣管极易断裂，一方面断裂后的部分落渣管直接砸落到粒化设备上，给粒化设备造成损伤，严重时需要检修更换，造成经济损失；另一方面落渣管断裂后高温熔渣失去引导，对粒化器及其驱动设备进行大面积冲刷，致使粒化器及其驱动设备损坏，严重时整套粒化装置直接报废，需要停机更换，浪费大量人力及财力。因此，需要对伸入粒化仓内的落渣管采取一定措施防止其断裂掉落。

3、粒化过程中转轴的摆动问题。由于粒化过程中转轴较长且高速旋转，会引起转轴的摆动，从而限制转轴转速的提高，影响粒化。因此，需要采取措施防止转轴的摆动。

4、粒化过程中转轴超温问题。液态熔渣流到粒化仓内的温度高达1400℃，在如此高温环境，转轴强度会下降，从而导致粒化器运行不稳定，影响粒化效果。因此，需要采取措施防止转轴超温。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态熔渣干式离心粒化装置，以解决当前液态熔渣干式离心粒化过程中粒化渣粒粘壁、伸入粒化仓的落渣管易断裂、转轴摆动和转轴超温的问题。