[發明專利]鋼渣粒化、改性、顯熱回收一體化系統及工藝方法

有效

• 申請號: 201210128359.8
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102643936A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 于慶波;李朋;胡賢忠;劉軍祥;秦勤
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21B3/06
• 分類號: C21B3/06;C21B3/08
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

1.一種鋼渣粒化、改性、顯熱回收一體化系統，其特征在于：該系統包括轉杯、渣粒捕集器、水冷壁、電機、一級消解輸送聯合裝置、二級消解余熱回收聯合裝置、三級消解裝置、消解氣分配器和氣體捕集器，其中渣粒捕集器呈圓筒狀，渣粒捕集器的中心位置設置轉杯，轉杯的下方設置電機，轉杯的中心軸與電機軸同軸連接，渣粒捕集器內圓周上設有水冷壁，水冷壁通過管道與渣粒捕集器連接，渣粒捕集器的出口下方設置一級消解輸送聯合裝置，一級消解輸送聯合裝置一端的下方設置二級消解余熱回收聯合裝置，使一級消解輸送聯合裝置上的物料能夠落入二級消解余熱回收聯合裝置，二級消解余熱回收聯合裝置的下方設置三級消解裝置，一級消解輸送聯合裝置、二級消解余熱回收聯合裝置和三級消解裝置的上方均設有氣體捕集器、下方均設有消解氣分配器。

2.根據權利要求1所述的鋼渣粒化、改性、顯熱回收一體化系統，其特征在于：所述的轉杯呈淺杯形狀，轉杯深度與上口直徑的比為1∶3，轉杯深度為50～300mm；

所述的渣粒捕集器呈圓筒狀；

所述的一級消解輸送聯合裝置包括輸送板和底板，輸送板安裝在底板上面，輸送板為振動式、或履帶式，底板設有氣體分布板和冷卻水管。

3.根據權利要求1所述的鋼渣粒化、改性、顯熱回收一體化系統，其特征在于：所述的二級消解余熱回收聯合裝置可以為兩種結構：一種結構為腔體結構，包括二級消解器、余熱鍋爐、換熱管和布風板，二級消解器和余熱鍋爐為同軸嵌套，內部設有換熱管，渣粒與換熱管直接接觸，換熱管以叉排的方式布置，下部設有布風板，使渣粒在消解過程中同時進行換熱、消解和余熱回收反應；

另一種結構為二級消解器和余熱鍋爐兩個單體連接，二級消解器下部設有布風板，渣粒在消解裝置中同時進行換熱和消解反應，余熱鍋爐內部設有換熱管，換熱管以叉排的方式布置，渣粒在余熱鍋爐中進行余熱回收。

4.根據權利要求1所述的鋼渣粒化、改性、顯熱回收一體化系統，其特征在于：所述的三級消解裝置為腔體結構，腔體為矩形，或為柱形，其內部和外部由鋼板焊接組成，中間設置耐火材料，底部設有布風板，三級消解裝置至少設置一個。

5.采用權利要求1所述的鋼渣粒化、改性、顯熱回收一體化系統的工藝方法，其特征在于：按如下步驟進行：

步驟1：高溫液態鋼渣破碎過程：高溫液態鋼渣，溫度大于1400℃，由渣包經中間包輸送到轉杯中，液態渣由轉速為600-2000轉/分的轉杯沿切向甩出，經過破碎、冷卻形成直徑小于10mm的渣粒；

步驟2：渣粒凝殼及捕集過程：破碎后的渣粒，其表面在飛行過程中凝固，并撞到渣粒捕集器的水冷壁，在水冷壁進一步凝固到1200℃～1300℃，并沿水冷壁下滑到渣粒捕集器底部；

步驟3：一級消解輸送過程：渣粒捕集器收集的渣粒由底部進入一級消解輸送聯合裝置，并在擊振力的作用下向前運動或履帶上向前運動，同時通過一級消解輸送聯合裝置下方的消解氣分配器向渣粒層噴吹水蒸氣和二氧化碳的混合氣體，渣粒在移動過程中進行一級消解；

步驟4：二級消解余熱回收過程：渣粒經一級消解輸送聯合裝置進入二級消解余熱回收聯合裝置，在此高溫渣粒與換熱管直接接觸將熱量傳遞給管內的水，使水汽化產生蒸汽，在該過程中，底部消解氣分配器通過二級消解余熱回收聯合裝置的布風板向二級消解余熱回收聯合裝置內部噴吹水蒸氣和二氧化碳的混合氣，渣粒在下落移動過程中進行二級消解，冷卻后的渣粒溫度在300℃以下，從二級消解余熱回收聯合裝置底部進入三級消解裝置，渣粒進入二級消解余熱回收聯合裝置中和二級消解器底部噴入的大量消解氣換熱并發生消解反應，反應后的高溫氣體進入余熱鍋爐中回收余熱；

步驟5：三級消解過程：渣粒進入三級消解裝置，在該裝置中保溫0.5～3.0h，并在該過程中通過三級消解裝置底部的消解氣分配器向裝置內部噴吹水蒸氣和二氧化碳的混合氣，進行渣粒的三級消解，保證最終排出渣粒的游離氧化鈣消解率高于85％；

步驟3、4、5中使用的水蒸氣均由步驟4中的余熱鍋爐提供。