[发明专利]利用水和二氧化碳实现钢渣淬化及余热回收的方法与装置

权利要求书

1.一种利用水和二氧化碳实现钢渣淬化及余热回收的方法，其特征在于采用利用水和二氧化碳实现钢渣淬化及余热回收的装置，该装置包括钢渣溜槽、流化床换热器和气体喷吹系统，钢渣溜槽底部的出口与流化床换热器的进料口连通，气体喷吹系统的喷嘴与流化床换热器的进气口连通，且流化床换热器的进气口与流化床换热器的进料口的下方相对应，流化床换热器的进气口与流化床换热器的进料口在混合气体喷吹方向上的水平间距为10~30cm，垂直间距为10~30cm；流化床换热器内部下方设有布风板，将流化床换热器的内部空间分为上部空间和下部空间；流化床换热器的出气口通过管道与余热锅炉的进气口连通，余热锅炉的出气口与气体循环管道的进口连通；气体循环管道的出口与气体喷吹系统的进口连通，气体循环管道的中部与流化床换热器的下部空间连通；流化床换热器的出料口设置带有阀门的出料管；

方法按以下步骤进行：

（1）将二氧化碳和水蒸气混合形成混合气体；混合气体中CO₂的体积分数为80%，其余为水蒸气；混合气体的压力0.5MPa；混合气体的温度100~150℃；

（2）将混合气体通过气体喷吹系统向流化床换热器内喷吹，并从流化床换热器的出气口排出，进入余热锅炉；从余热锅炉排出后，进入气体循环管道；气体循环管道与气体喷吹系统的进口连通，并且气体循环管道的中部与流化床换热器的底部连通；部分气体返回气体喷吹系统，其余气体从流化床换热器底部进入流化床换热器，并且经流化床换热器内底部的布风板吹入流化床换热器内布风板上方，形成布风板气流；气体喷吹系统喷吹形成的气流的马赫数0.1 ≤M≤2；

（3）将温度为1350~1650℃的熔融冶金钢渣倾倒流入钢渣溜槽；将钢渣溜槽的出口打开，使熔融冶金钢渣流出进入流化床换热器；熔融冶金钢渣与气体喷吹系统喷吹形成的气流接触进行气淬，逐渐收缩成固态的钢渣颗粒；钢渣颗粒在布风板气流的作用下处于悬浮状态；在流化床换热器内生成的高温气体从出气口进入余热锅炉，经余热锅炉换热后形成低温气体，再进入气体循环管道；低温气体的温度100~150℃；

（4）当流化床换热器内的钢渣颗粒温度降到800℃以下时，钢渣颗粒中的含钙成分与二氧化碳和水蒸气发生放热反应，生成碳酸钙；放热反应形成的显热被流化床换热器内的气体吸收，进入余热锅炉，经余热锅炉换热后形成低温气体，再进入气体循环管道；低温气体的温度100~150℃；

（5）随着反应的进行，从流化床换热器排出的高温气体中CO₂的体积分数逐渐降低；当高温气体的温度降低到450±5℃时，向喷吹系统中通入CO₂，补充放热反应消耗的CO₂，使从喷吹系统进入流化床换热器的混合气体中CO₂的体积分数为70~90%；通入气体喷吹系统的二氧化碳的温度100~120℃；

（6）当流化床换热器内物料温度降低到150℃以下时，关闭气体喷吹系统；从熔融冶金钢渣流出进入流化床换热器开始，到关闭气体喷吹系统的时间在2~8h；将流化床换热器内的固体物料放出，形成冷却渣粒，冷却渣粒的形状为球状或椭球状，粒径在10μm~4mm；熔融冶金钢渣中的游离氧化钙的转化率δCaO=89%；熔融冶金钢渣的热回收率99.166%。

2.根据权利要求1所述的一种利用水和二氧化碳实现钢渣淬化及余热回收的方法，其特征在于所述的出料管的出口与传送带的前端相对，传送带的后端与钢渣储仓的进料口相对。

3.根据权利要求1所述的一种利用水和二氧化碳实现钢渣淬化及余热回收的方法，其特征在于所述的钢渣溜槽上方设有接渣罐。