[發(fā)明專利]一種基于煤氣化原理的高爐渣余熱利用系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210247399.4
• 申請(qǐng)日: 2012-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN102766707A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 國宏偉;閆炳基;張建良;左海濱;劉征建;蘇步新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C21B3/08
• 分類號(hào): C21B3/08;C21B3/06;F27D17/00
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術(shù)領(lǐng)域

???本發(fā)明屬于高爐渣的綜合利用領(lǐng)域，特別是一種基于煤氣化原理的高爐渣余

熱利用系統(tǒng)。

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背景技術(shù)

自從1995年中國生鐵產(chǎn)量突破1億噸以來，中國的鋼鐵產(chǎn)量突飛猛進(jìn)的發(fā)展，2006年創(chuàng)造了4.1878億噸粗鋼和4.0416億噸生鐵的記錄。近幾年來，雖然受到金融危機(jī)的影響而使我國鋼鐵產(chǎn)量的增長速率減緩，但是整體上還是上升趨勢。如此大的鋼鐵產(chǎn)量無疑需要消耗大量的能源和資源，也會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄物和污染物。如何降低能耗、節(jié)省成本、回收資源成為鋼鐵行業(yè)亟待解決的重大問題。

目前，我國煉鐵行業(yè)仍然以高爐煉鐵為主，高爐煉鐵消耗鐵礦石、焦炭、煤等資源和能源產(chǎn)生鐵水、高爐渣、高爐煤氣等產(chǎn)品或副產(chǎn)品。在高爐煉鐵的產(chǎn)物中，高爐渣占著重大的比例。按我國目前年產(chǎn)超過5億噸的生鐵量計(jì)算，產(chǎn)生的高爐渣量超過1.5億噸，數(shù)量是相當(dāng)巨大的，這些高爐渣如果不經(jīng)過很好的處理，將成為一種固體廢棄物堆放，這不僅占用大量的土地面積，而且會(huì)造成很大的環(huán)境污染。另外，高爐渣中含有豐富的熱量，以渣中顯熱為1797.4kJ/kg計(jì)算，一年排出的爐渣中含有的熱量高達(dá)2.7×10¹⁴kJ，相當(dāng)于920萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這些熱量如果得不到回收利用，將是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)。

對(duì)高爐渣的處理，傳統(tǒng)的方法是采用干渣坑自然冷卻處理，這不僅造成渣中能量的白白浪費(fèi)，而且冷卻下來的渣塊在進(jìn)行深層次處理和應(yīng)用時(shí)也存在很大的難度。在現(xiàn)有階段，對(duì)高爐渣處理的思路仍然不外乎從能量回收和高爐渣本體利用兩方面考慮，鑒于傳統(tǒng)處理方式的種種弊端，現(xiàn)在人們已開發(fā)出比較有效而實(shí)用的高爐渣處理方法，主要為水淬處理和干渣粒化處理。

高爐渣的水淬處理方法比較多，包括底濾法（OCP）、因巴法（INBA）、圖拉法（TYNA）、拉薩法（RASA）、明特克法（MTC）等，水淬處理可以實(shí)現(xiàn)高爐渣的充分冷卻，使高爐渣冷態(tài)化過程中充分玻璃化，可以進(jìn)一步用作水泥原料，從而實(shí)現(xiàn)高爐渣渣體的應(yīng)用。

在高爐渣的水淬處理方法中，底濾法的工藝流程為：高爐渣在沖制箱內(nèi)由多孔噴頭噴射的高壓水進(jìn)行水淬后，水淬渣流經(jīng)粒化槽進(jìn)入沉渣池。沉渣池中的水渣由抓斗抓出堆放在干渣場繼續(xù)脫水，沉渣池內(nèi)的水及懸浮物由分配渠流入過濾池。過濾池內(nèi)鋪設(shè)礫石過濾層，并設(shè)型鋼保護(hù)。過濾后的沖渣水經(jīng)集水管由泵加壓送入冷卻塔冷卻后重復(fù)使用。

因巴法的工藝流程為：與鐵水分離后的爐渣，經(jīng)渣溝進(jìn)入爐渣粒化區(qū)，吹制箱內(nèi)的高速水流使其水淬粒化，經(jīng)水渣槽進(jìn)一步粒化和緩沖之后，流入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的水渣分配器，被均勻分配到轉(zhuǎn)鼓過濾器中。在轉(zhuǎn)鼓下半周濾去部分水后，被葉片刮帶，隨筒邊旋轉(zhuǎn)邊自然脫水；轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)鼓上半周時(shí)，渣落至深入鼓內(nèi)的皮帶上，經(jīng)此皮帶和分配皮帶送至成品槽貯存，裝車外運(yùn)。

圖拉法的主要過程包括爐渣粒化和冷卻、水渣脫水、水渣輸送和外運(yùn)以及沖渣水循環(huán)等。爐渣經(jīng)渣溝流嘴落至高速旋轉(zhuǎn)的粒化輪上，被機(jī)械破碎、粒化，粒化后的爐渣顆粒在空中被水冷卻、水淬；渣粒在呈拋物線運(yùn)動(dòng)中，撞擊擋渣板被二次破碎；渣水混合物落入脫水轉(zhuǎn)鼓的下部，繼續(xù)進(jìn)行水淬冷卻。

拉薩法的工藝過程為：高爐熔渣經(jīng)吹制箱制成水渣，進(jìn)入粗粒分離槽，沉降到底部的渣、水混合物經(jīng)水渣泵和管道輸送至脫水槽進(jìn)行脫水，脫水后的渣由卡車運(yùn)走，水則流進(jìn)沉降槽；粗粒分離槽的水溢流到中繼槽，含渣水經(jīng)中繼泵送到沉降槽，底部由排泥泵將渣送到脫水槽脫水；沉降槽的水溢流到溫水槽，經(jīng)冷卻泵送到冷卻塔冷卻后進(jìn)入給水槽；給水槽的水由給水泵送到吹制箱吹渣。

明特克法的核心設(shè)備由一臺(tái)特殊設(shè)計(jì)和制造的螺旋輸送機(jī)和一臺(tái)過濾器組成。螺旋輸送機(jī)呈20°傾角安裝在水渣池內(nèi)，隨著螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，其螺旋葉片將水渣池底部的水渣向上輸送，水則靠重力和渣的翻動(dòng)擠壓兩重作用向下回流，從而達(dá)到渣水分離和脫水的目的。水渣經(jīng)脫水，離開螺旋輸送機(jī)的U型槽后，通過皮帶系統(tǒng)輸送至水渣堆場；沖渣水經(jīng)濁水渣池溢流口進(jìn)入過濾器過濾成凈水后，進(jìn)入水循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用。