[发明专利]一种高炉熔渣处理以及余热回收方法

说明书

本发明涉及一种高炉熔渣处理以及余热回收方法，包括将熔渣导入至腔室；将熔渣粒化形成颗粒物，同时向腔室输入碳粒以及含有CO2的第一气体，以在腔室内生成CO；收集颗粒物以及腔室内混合形成的第二气体；将颗粒物研磨为粉料并收集。本方案中，碳粒与第一气体中的CO2反应生成CO，这个反应吸收熔渣的热量，使得熔渣在粒化过程中急冷，形成的颗粒物为玻璃体态颗粒物，收集到的颗粒物不需要烘干即可直接研磨为粉料，能够用于制备水泥混合材或混凝土掺合料。收集第二气体(包括生成的CO)则实现了对熔渣热量的回收，减少了高品质热能的浪费。此外，处理熔渣的过程中也显著减少了水资源的消耗，节约资源。

技术领域

本发明涉及熔渣处理的领域，尤其涉及一种高炉熔渣处理以及余热回收方法。

背景技术

钢铁行业对能源的一次利用率仅在40％左右，在其生产过程中，产生了大量的余热余能，已经有多种余热利用的方案应用于钢铁行业中，但钢铁生产过程中高炉产生的高温液态熔渣(以下简称熔渣)是目前唯一未能有效利用的副产物。熔渣的出炉温度一般在1673～1823K之间，每吨熔渣含(1260～1880)×103kJ的显热，相当于60kg标准煤。2020年中国生铁产量为9亿吨左右，炼铁过程中产生的熔渣总量约为3.1亿吨，这些熔渣蕴含总热量相当于1900万吨标煤。

另外，钢铁生产的C02排放量仅次于发电，而钢铁工业的C02排放主要是由能源消耗引起的，约占钢铁工业C02排放总量的90％以上，因此钢铁工业C02减排的重点在于节能，即提高钢铁企业的能源利用效率。在钢铁企业中，高炉工序的能耗最高，消耗的能源比例占钢铁企业消耗能源总量的50％以上，而对高炉工序进行余热余能回收系统并不完备，尤其是熔渣的显热回收率几乎为零。

我国90％的熔渣都采用水冲渣法处理。水冲渣法是指利用低温的冷却水直接与高温的熔渣混合，使得熔渣急冷并形成玻璃体态颗粒物，用于制备水泥混合材、混凝土掺合料，在建筑材料领域具有广泛的应用。但现有熔渣处理技术(即水淬法)存在以下四个问题：

1、“水淬法”处理过程中需要消耗了大量水资源。为保证熔渣与水充分接触，对冲渣水的用量有一定要求，同时水与高炉熔渣的接触过程中，还会使水蒸发耗散。据测算，处理1吨高炉熔渣需要消耗新水1.2吨左右，循环用水量可达10吨。

2、水淬过程中伴有SO2和H2S等酸性气体污染物的排放，处理1吨熔渣的硫化物排放在5000mg以上，这部分硫化物随水蒸气逸散在空气中，造成了严重的二次污染。

3、熔渣所蕴含的高品质显热得不到有效回收利用，能耗浪费巨大。采用水淬工艺处理后，熔渣的高值显热(约1773K)被转化成冲渣水的低温余热(约363K)，只能用于冬季供暖等有限场合，造成了大量高品质热能的损失和浪费。

4、熔渣经过水淬处理后再用于制粉(磨粉)时,还需要进行烘干处理，消耗能源。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高炉熔渣处理以及余热回收方法，以解决现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高炉熔渣处理以及余热回收方法，包括

将熔渣导入至腔室；

将所述熔渣粒化形成颗粒物，同时向所述腔室输入碳粒以及含有CO2的第一气体，以在所述腔室内生成CO；

收集所述颗粒物以及所述腔室内混合形成的第二气体；

将所述颗粒物研磨为粉料并收集。

进一步的，在向所述腔室输入碳粒与第一气体的过程中，同时向所述腔室加入水，利用所述碳粒与水生成H2气体与CO气体。

进一步的，向所述腔室加入水的方法包括：将水蒸气直接通入所述腔室，或