[發(fā)明專利]鋼渣余熱回收方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910097365.X
• 申請(qǐng)日: 2009-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN101551199A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周勇;趙劍云;陳偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州鍋爐集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): F27D17/00
• 分類號(hào): F27D17/00;C22B1/14;C22B1/10
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林寶堂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種余熱回收利用技術(shù)，尤其涉及鋼鐵冶金節(jié)能、二次能源回收。

背景技術(shù)

鋼鐵是人類用量最大的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量最高的功能材料。鋼鐵產(chǎn)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著鋼鐵產(chǎn)量的高速增長(zhǎng)，資源、能源和環(huán)境污染已成為制約我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的限制性因素。在鋼鐵冶金過(guò)程中，產(chǎn)生大量的高溫鋼渣，其中含有大量的熱量，其回收利用對(duì)于鋼鐵企業(yè)節(jié)約能耗、水耗和降低污染物排放具有重大意義。

我國(guó)粗鋼年產(chǎn)量已超過(guò)5億噸，每生產(chǎn)1噸鋼產(chǎn)生80～150kg鋼渣，年產(chǎn)鋼渣超過(guò)5000萬(wàn)噸。煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的液態(tài)鋼渣溫度在1400℃以上，每噸鋼渣的含熱量約相當(dāng)于60kg標(biāo)煤的發(fā)熱量。對(duì)一個(gè)鋼產(chǎn)量500萬(wàn)噸/年的鋼鐵企業(yè)，每年產(chǎn)生鋼渣約50萬(wàn)噸，如能回收其中所含余熱的50％，每年可節(jié)約標(biāo)煤3萬(wàn)噸。可見回收鋼渣余熱的效益很可觀。但是鋼渣的排出不連續(xù)，磁選廢鋼要求鋼渣破碎后的粒度小，而且有消解游離氧化鈣以利于后續(xù)利用的要求，因此鋼渣的余熱回收難度很大。

國(guó)外回收鋼渣余熱方面的研究和相關(guān)文獻(xiàn)較少，目前僅有日本和俄羅斯的少數(shù)研究結(jié)果發(fā)表。日本鋼管和三菱重工合作建設(shè)了風(fēng)淬法粒化轉(zhuǎn)爐鋼渣的示范廠，用高壓空氣射流(鼓風(fēng)機(jī))將從渣罐中流出的液態(tài)鋼渣氣碎成渣粒后吹入罩式鍋爐與冷卻空氣以及鍋爐水管中的水換熱，可回收的40％～45％鋼渣余熱。但這種鋼渣余熱回收方法占地面積大、能耗高，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)性應(yīng)用很困難。俄羅斯烏拉爾鋼鐵研究院曾研制了鋼渣風(fēng)淬和振動(dòng)床-流化床熱能回收裝置，其鋼渣破碎方式也是采用高壓空氣射流，因此其占地面積大、能耗高，實(shí)際應(yīng)用難度很大。國(guó)內(nèi)有少數(shù)廠家用氣碎的方式粒化鋼渣，但鋼渣余熱回收方面的研究尚未展開，沒(méi)有相關(guān)的成熟和可資借鑒的技術(shù)。在世界范圍內(nèi)，對(duì)液態(tài)高溫鋼渣所含有的物理熱和相變熱尚沒(méi)有工業(yè)化的回收方法。對(duì)鋼渣余熱的回收，一是鋼渣的粒化破碎，破碎粒度越小，鋼渣顆粒與冷卻空氣的換熱速度越快，換熱效率越高，越不容易粘附在換熱器壁面上，越有利于后續(xù)磁選和綜合利用；二是解決煉鋼排渣不連續(xù)與產(chǎn)熱連續(xù)要求的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鋼渣余熱回收方法及其系統(tǒng)，以達(dá)到有效回收高溫液態(tài)鋼渣物理熱的目的。

本發(fā)明解決了回收高溫液態(tài)鋼渣物理熱的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一是對(duì)鋼渣的粒化破碎；二是解決煉鋼排渣不連續(xù)與產(chǎn)熱連續(xù)要求的矛盾。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種鋼渣余熱回收系統(tǒng)，其特征在于，由鋼渣流量分配器、粒化輪、一次流化床、一次冷卻風(fēng)機(jī)、熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)、二次冷卻風(fēng)機(jī)、二次流化床、旋風(fēng)除塵器、余熱鍋爐、集塵器、排氣風(fēng)機(jī)、煙囪按順序組成；鋼渣流量分配器由耐火材料制成，并開有流渣口，實(shí)現(xiàn)渣流量均勻的目的；為保證在高溫下工作可靠并有較長(zhǎng)壽命，對(duì)用于鋼渣破碎的粒化輪軸向通水進(jìn)行冷卻；采用兩級(jí)流化床進(jìn)行氣--渣熱交換，在一次流化床與二次流化床之間設(shè)置稱量機(jī)、振動(dòng)篩和熱渣料儲(chǔ)倉(cāng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)產(chǎn)熱的目的；通過(guò)旋風(fēng)除塵器將從兩級(jí)流化床出來(lái)的高溫空氣除塵，然后送入余熱鍋爐進(jìn)行換熱。

一種鋼渣余熱回收的新方法，其特征在于包括如下過(guò)程：

(1)高溫液態(tài)鋼渣出轉(zhuǎn)爐后傾倒入鋼渣流量分配器；

(2)從鋼渣流量分配器流出的液態(tài)鋼渣落到有一定高度差的旋轉(zhuǎn)的水冷粒化輪上而被破碎拋出；

(3)粒化后的液態(tài)鋼渣落入一次流化床，與由下部吹入的空氣換熱，渣粒約在800℃左右排出一次流化床；

(4)從一次流化床排出的熱渣粒經(jīng)稱量機(jī)、振動(dòng)篩(除去大徑顆粒)后，儲(chǔ)存在熱渣粒儲(chǔ)倉(cāng)中，再通過(guò)二次流化床熱交換器冷卻到350℃左右排出；

(5)一次流化床和二次流化床出來(lái)的高溫空氣經(jīng)除塵后進(jìn)入余熱鍋爐換熱，轉(zhuǎn)變成蒸汽或電力加以利用。

采用本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)采用流化床的形式進(jìn)行氣-渣熱交換以冷卻高溫液態(tài)鋼渣，與傳統(tǒng)用水冷卻相比不消耗新水，節(jié)省冷卻水耗量1t/t渣以上，節(jié)省了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及相應(yīng)功耗，消除了冷卻水帶來(lái)的環(huán)境污染。

(2)與用高壓空氣粒化鋼渣相比，輪法粒化鋼渣功耗大幅降低(風(fēng)淬粒化功耗約17kwh/t渣，輪法粒化約2.5kwh/t渣)，渣的粒化效果更好，有利于流化床的氣-渣熱交換，對(duì)于磁選渣中廢鋼鐵和后續(xù)綜合利用也更有利；

(3)采用兩級(jí)流化床換熱并設(shè)置熱料儲(chǔ)倉(cāng)，可解決煉鋼間歇出渣與連續(xù)產(chǎn)熱的矛盾；

(4)可回收高溫液態(tài)鋼渣所含余熱的60％左右，加上干渣節(jié)約烘干能耗，每噸鋼渣節(jié)能量可達(dá)到約56kg標(biāo)煤。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。