一種高溫鋼渣余熱回收處理裝置與方法
【專利摘要】提供一種高溫鋼渣余熱回收處理裝置，包括固定支架、管路、水泵、存儲(chǔ)汽罐、單向壓力閥、補(bǔ)水罐、井式罐裝置、熱交換裝置、悶渣蓋；井式罐裝置的罐體由耐熱混凝土制成，在罐體內(nèi)側(cè)固定安裝有熱交換裝置，熱交換裝置由鋼板護(hù)架與鋼管制成的排架組成，悶渣蓋扣在井式罐裝置的上方；提供一種高溫鋼渣余熱回收處理方法，先將（1500-1200）℃左右的高溫液態(tài)渣、結(jié)殼渣、半熔融渣倒入井式罐裝置內(nèi)，然后用專用機(jī)械將高溫鋼渣搗平后蓋上悶渣蓋；井式罐裝置內(nèi)的高溫渣與熱交換裝置內(nèi)流動(dòng)的水進(jìn)行熱交換后轉(zhuǎn)變成水蒸汽；水蒸氣通過(guò)水泵被送入存儲(chǔ)汽罐；再將水蒸汽送入用戶；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：具有節(jié)能高效、安全可靠、環(huán)保零排放等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種高溫鋼渣余熱回收處理裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及鋼渣處理工藝設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種高溫鋼渣余熱回收處理的裝置與方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]2012年我國(guó)產(chǎn)粗鋼近10億t左右，每出It鋼約產(chǎn)生0.2t左右的鋼渣，煉鋼所產(chǎn)生的高溫液態(tài)渣其溫度在(1500) °C左右，It高溫液態(tài)鋼渣所含熱量，相當(dāng)于0.05t標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱值，以2012年鋼產(chǎn)量計(jì)算，鋼渣產(chǎn)量約2億t，所含熱量折合1000萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱值。如按產(chǎn)蒸汽折算lkg/1.0MPa級(jí)的蒸汽則需要0.1lkg標(biāo)煤，It標(biāo)煤可產(chǎn)9t/l.0MPa的蒸汽，年產(chǎn)9000萬(wàn)t/1.0MPa蒸汽，I噸蒸汽/1.0MPa，可發(fā)電120度電，年可發(fā)電108億度電，按0.6元/度，年可售電收入64.8億元，如按(40-50) %的能損耗，還有近40億元的收入。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼渣余熱回收處理，大多采用以下幾種方式:1.一種鋼渣熱悶工藝悶渣回水余熱利用地方法(專利號(hào)201010584171.5)該方法是將高溫鋼渣倒入熱悶池中然后往熱渣上噴水，噴水過(guò)程中，大量水通過(guò)渣層間隙滲到底部，通過(guò)排水溝進(jìn)入沉淀池后循環(huán)使用，此時(shí)回水溫度可以達(dá)到80°C左右，其中蘊(yùn)含大量熱能，該方法利用蛇形管道與水箱組成熱交換器，將凈化的80°C左右熱水進(jìn)入蛇形管道，通過(guò)蛇形管道與水箱內(nèi)的冷水進(jìn)行熱交使水箱內(nèi)的水升溫。供取暖與職工洗浴。2.—種鋼渣余熱回收方法及其系統(tǒng)(專利號(hào)200910097365。X)該方法利用輪式粒化法將高溫液態(tài)渣粒化顆粒后落入流化床與空氣進(jìn)行余熱交換，通過(guò)氣體將鋼渣余熱回收的方法。3.—種利用鋼渣余熱發(fā)電的系統(tǒng)(專利號(hào)201220164740.5)該方法通過(guò)向熱悶渣罐內(nèi)熱渣噴水后產(chǎn)生含有雜質(zhì)的濕蒸汽，將鋼渣熱能轉(zhuǎn)變成蒸汽能進(jìn)行余熱回收。上述鋼渣余熱回收方法的共同特征是以回收有雜質(zhì)的濕蒸汽或低溫?zé)崴缓笤偻ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換的形式回收鋼渣余熱，這些工藝主要存在的問(wèn)題是:a.能量轉(zhuǎn)換次數(shù)多，熱能損耗高，回收率低；b.這些含有雜質(zhì)的熱水、蒸汽、熱的氣體，需要通過(guò)過(guò)濾、除塵等方式，將這些含有雜質(zhì)的熱水、蒸汽、熱的氣體凈化后，才能使用，所以出現(xiàn)溫降高、設(shè)備投資大的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能量轉(zhuǎn)換次數(shù)少、熱能損耗低、回收率高；溫降低、設(shè)備投資低的高溫鋼渣余熱回收處理裝置與方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:提供一種高溫鋼渣余熱回收處理裝置。包括相互連接的固定支架，管路，水泵a、b，存儲(chǔ)汽罐，單向壓力閥，補(bǔ)水罐，用戶；其特征在于:還包括井式罐裝置、熱交換裝置、悶渣蓋；井式罐裝置的罐體由耐熱混凝土制成，在罐體內(nèi)側(cè)固定安裝有熱交換裝置，熱交換裝置由鋼板護(hù)架與鋼管制成的排架組成，鋼管排架鑲嵌在鋼板護(hù)架所預(yù)留的溝槽內(nèi)；悶渣蓋扣在井式罐裝置的上方。提供一種高溫鋼渣余熱回收處理方法，其特征是:包`括如下步驟:a、先將(1500-1200) °C左右的電爐、轉(zhuǎn)爐及其它冶金爐所產(chǎn)的高溫液態(tài)渣、結(jié)殼渣、半熔融渣倒入井式罐裝置內(nèi)，然后用專用機(jī)械將高溫鋼渣搗平后蓋上悶渣蓋，此時(shí)井式罐裝置內(nèi)處于高溫狀態(tài)山、井式罐裝置內(nèi)的高溫渣與熱交換裝置內(nèi)流動(dòng)的水通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射換熱、對(duì)流換熱進(jìn)行熱交換；C、熱交換裝置內(nèi)的水通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射換熱、對(duì)流換熱進(jìn)行熱交換后轉(zhuǎn)變成水蒸汽；d、水蒸氣通過(guò)水泵a被送入存儲(chǔ)汽罐；e、通過(guò)存儲(chǔ)汽罐再將水蒸汽送入用戶；用戶包括生產(chǎn)蒸汽用戶；發(fā)電機(jī)組用戶；冬季取暖、夏季制冷用戶；職工洗浴用戶；熱交換裝置內(nèi)的水損耗后由補(bǔ)水罐通過(guò)水泵b隨時(shí)供給；根據(jù)熱力學(xué)的定率:飽和蒸汽在工作過(guò)程中體積不變，即:體積=常數(shù)，當(dāng)鋼渣溫度高于飽和蒸汽的溫度時(shí)，熱交換系統(tǒng)內(nèi)的水轉(zhuǎn)變成的飽和蒸汽溫度隨之升高，飽和蒸汽的壓力也隨溫度升高而升高，在存儲(chǔ)汽罐的出汽口處安裝有單向壓力閥，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽壓力高于單項(xiàng)壓力閥的壓力時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽通過(guò)單項(xiàng)壓力閥向用戶提供蒸汽。高溫鋼渣余熱回收處理方法的特征還在于:采用多個(gè)井式罐裝置進(jìn)行輪流鋼渣余熱回收處理，一個(gè)井式罐裝置同時(shí)可容納幾十個(gè)鋼渣轉(zhuǎn)運(yùn)罐的鋼渣，保證有充足的熱能持續(xù)從井式罐裝置中提出，使鋼渣余熱回收的連續(xù)性得到有效的保證，使用戶或發(fā)電裝置能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作；熱交換裝置系統(tǒng)內(nèi)采用經(jīng)處理的水，純凈度高，所產(chǎn)生的蒸汽干凈無(wú)任何污染；鋼渣處理率達(dá)到100% ;鋼渣溫度在(1500-3000) °C之間提取余熱，余熱回收率達(dá)到70%以上；
[0005](800-600) °C左右開始噴水悶渣，從而保證鋼渣的酥化與金屬的分離，鋼的回收率達(dá)96%以上。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:a.通過(guò)井式罐裝置內(nèi)的熱交換裝置直接提取鋼渣的余熱，能量轉(zhuǎn)換次數(shù)少，提高了鋼渣余熱回收的轉(zhuǎn)化效率；b.采用多個(gè)井式罐裝置進(jìn)行輪流鋼渣余熱回收處理，一個(gè)井式罐裝置同時(shí)可容納幾十個(gè)鋼渣轉(zhuǎn)運(yùn)罐的鋼渣，保證有充足的熱能持續(xù)從井式罐裝置中提出，使鋼渣余熱回收的連續(xù)性得到有效的保證，使用戶或發(fā)電裝置能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作；c.熱交換裝置系統(tǒng)內(nèi)采用經(jīng)處理的水，純凈度高，所產(chǎn)生的蒸汽干凈無(wú)任何污染。d.熱交換裝置由鋼板護(hù)架與鋼管排架組成，鋼管排架鑲嵌在鋼板護(hù)架所預(yù)留的溝槽內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便本發(fā)明的鋼渣余熱回收裝置，鋼渣處理率達(dá)到100%;鋼渣溫度在(1500-300) °C之間提取余熱，余熱回收率達(dá)到70%以上；(800_600) V左右開始噴水悶渣，從而保證鋼渣的酥化與金屬的分離，鋼的回收率達(dá)96%以上，噴水悶渣所產(chǎn)生含有雜質(zhì)的蒸汽與80°C的熱水全部回收不外排，避免了環(huán)境污染，該發(fā)明具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本發(fā)明的井式罐裝置鋼渣余熱回收裝置具有高效、安全、可靠、節(jié)約用水、零排放等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0007]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0008]圖2為圖1中的A-A剖視圖
[0009]圖中:1.井式罐裝置；2.熱交換裝置；3.固定支架；4.悶渣蓋；5.管路；6.水泵a；7.存儲(chǔ)汽罐；8.單向壓力閥；9.補(bǔ)水灌；10.水泵b;ll.用戶。
【具體實(shí)施方式】:
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:一種鋼渣余熱回收處理裝置，由井式罐裝置1、熱交換裝置2、定位支架3、悶渣蓋4、管路5、水泵a6、存儲(chǔ)汽罐7、單向壓力閥8、補(bǔ)水罐9、水泵blO、用戶11組成；井式罐裝置I的罐體由耐熱混凝土制成，在罐體I四壁的內(nèi)側(cè)通過(guò)固定支架3安裝有熱交換裝置2 ;熱交換裝置2的進(jìn)水口通過(guò)管路5與水泵a6連接；水泵a6通過(guò)管路5與存儲(chǔ)汽罐7的下降管連接；熱交換裝置2的出汽口通過(guò)管路5與存儲(chǔ)汽罐7的上升管連接；存儲(chǔ)汽罐7的蒸汽排出口通過(guò)單向壓力閥8與用戶11連接；存儲(chǔ)汽罐7的補(bǔ)水口通過(guò)管路5、水泵blO再與補(bǔ)水罐9連接。一種高溫鋼渣余熱回收處理方法，包括如下步驟:a.將(1500-1200) °C左右的電爐、轉(zhuǎn)爐及其它冶金爐所產(chǎn)的含金屬高的液態(tài)渣、結(jié)殼渣、半熔融渣倒入井式罐裝置I內(nèi)，然后用專用機(jī)械將高溫渣搗平后蓋上悶渣蓋4，此時(shí)井式悶渣罐I內(nèi)處于高溫狀態(tài)；b.井式罐裝置I內(nèi)的高溫渣與熱交換裝置2內(nèi)流動(dòng)的水通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射換熱、對(duì)流換熱進(jìn)行熱交換。c.熱交換裝置2內(nèi)的水通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射換熱、對(duì)流換熱進(jìn)行熱交換后轉(zhuǎn)變成水蒸汽；d、水蒸氣通過(guò)水泵a6被送入存儲(chǔ)汽罐7 ;e、通過(guò)存儲(chǔ)汽罐7再將水蒸汽送入用戶11 ;用戶11包括生產(chǎn)蒸汽用戶；發(fā)電機(jī)組用戶；冬季取暖、夏季制冷用戶；職工洗浴用戶；熱交換裝置內(nèi)的水損耗后由補(bǔ)水罐9通過(guò)水泵blO隨時(shí)供給；根據(jù)熱力學(xué)的定率:飽和蒸汽在工作過(guò)程中體積不變，即:體積=常數(shù)，當(dāng)鋼渣溫度高于飽和蒸汽的溫度時(shí)，熱交換系統(tǒng)內(nèi)的水轉(zhuǎn)變成的飽和蒸汽溫度隨之升高，飽和蒸汽的壓力也隨溫度升高而升高，在存儲(chǔ)汽罐7的出汽口處安裝有單向壓力閥8，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽壓力高于單項(xiàng)壓力閥的壓力時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽通過(guò)單項(xiàng)壓力閥向用戶提供蒸汽。采用多個(gè)井式罐裝置I進(jìn)行輪流鋼渣余熱回收處理，一個(gè)井式罐裝置同時(shí)可容納幾十個(gè)鋼渣轉(zhuǎn)運(yùn)罐的鋼渣，保證有充足的熱能持續(xù)從井式罐裝置中提出，使鋼渣余熱回收的連續(xù)性得到有效的保證，使用戶或發(fā)電裝置能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。熱交換裝置系統(tǒng)內(nèi)采用經(jīng)處理的水，純凈度高，所產(chǎn)生的蒸汽干凈無(wú)任何污染。鋼渣處理率達(dá)到100% ;鋼渣溫度在(1500-3000) °C之間提取余熱，余 熱回收率達(dá)到70%以上；(800-600) 1:左右開始噴水悶渣，從而保證鋼渣的酥化與金屬的分離，鋼的回收率達(dá)96%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫鋼渣余熱回收處理裝置，包括相互連接的固定支架(3)，管路(5)，水泵a、b(6、10)，存儲(chǔ)汽_(7)，單向壓力閩(8)，補(bǔ)水_(9)，用戶(11);其特征在于:還包括井式裝置(I)、熱交換裝置(2)、悶渣蓋(4);井式罐裝置(I)的罐體由耐熱混凝土制成，在罐體內(nèi)側(cè)固定安裝有熱交換裝置(2)，熱交換裝置(2)由鋼板護(hù)架與鋼管制成的排架組成，鋼管排架鑲嵌在鋼板護(hù)架所預(yù)留的溝槽內(nèi)；悶渣蓋(4)扣在井式罐裝置(I)的上方。
2.一種高溫鋼渣余熱回收處理方法，其特征是:包括如下步驟:a、先將(1500-1200) °C左右的電爐、轉(zhuǎn)爐及其它冶金爐所產(chǎn)的高溫液態(tài)渣、結(jié)殼渣、半熔融渣倒入井式罐裝置(I)內(nèi)，然后用專用機(jī)械將高溫鋼渣搗平后蓋上悶渣蓋(4)，此時(shí)井式罐裝置(I)內(nèi)處于高溫狀態(tài)；b、井式罐裝置(I)內(nèi)的高溫渣與熱交換裝置(2)內(nèi)流動(dòng)的水通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射換熱、對(duì)流換熱進(jìn)行熱交換；c、熱交換裝置(2)內(nèi)的水通過(guò)熱傳導(dǎo)、輻射換熱、對(duì)流換熱進(jìn)行熱交換后轉(zhuǎn)變成水蒸汽；d、水蒸氣通過(guò)水泵a (6)被送入存儲(chǔ)汽罐(7) ;e、通過(guò)存儲(chǔ)汽罐(7)再將水蒸汽送入用戶(11);用戶(11)包括生產(chǎn)蒸汽用戶；發(fā)電機(jī)組用戶；冬季取暖、夏季制冷用戶；職工洗浴用戶；熱交換裝置內(nèi)的水損耗后由補(bǔ)水罐(9)通過(guò)水泵b (10)隨時(shí)供給；根據(jù)熱力學(xué)的定率:飽和蒸汽在工作過(guò)程中體積不變，即:體積=常數(shù)，當(dāng)鋼渣溫度高于飽和蒸汽的溫度時(shí)，熱交換系統(tǒng)內(nèi)的水轉(zhuǎn)變成的飽和蒸汽溫度隨之升高，飽和蒸汽的壓力也隨溫度升高而升高，在存儲(chǔ)汽罐(7)的出汽口處安裝有單向壓力閥(8)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽壓力高于單項(xiàng)壓力閥的壓力時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽通過(guò)單項(xiàng)壓力閥向用戶提供蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高溫鋼渣余熱回收處理方法，其特征是:采用多個(gè)井式罐裝置(I)進(jìn)行輪流鋼渣余熱回收處理，一個(gè)井式罐裝置(I)同時(shí)可容納幾十個(gè)鋼渣轉(zhuǎn)運(yùn)罐的鋼渣，保證有充足的熱能持續(xù)從井式罐裝置(I)中提出，使鋼渣余熱回收的連續(xù)性得到有效的保證，使用戶或發(fā)電裝置能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高溫鋼渣余熱回收處理方法，其特征是:熱交換裝置(2)系統(tǒng)內(nèi)采用經(jīng)處理的水，純凈度高，所產(chǎn)生的蒸汽干凈無(wú)任何污染。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高溫鋼渣余熱回收處理方法，其特征是:鋼渣處理率達(dá)到100%;鋼渣溫度在(1500-3000) °C之間提取余熱，余熱回收率達(dá)到70%以上；(800-600) °C左右開始噴水悶渣，從而保證鋼渣的酥化與金屬的分離，鋼的回收率達(dá)96%以上。
【文檔編號(hào)】C21B3/10GK103667554SQ201310733716
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】高國(guó)才, 趙連琦, 曹興平, 于偉民, 馮京躍, 閆武裝, 張宏偉, 張 杰 申請(qǐng)人:北京中冶設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院有限公司