[發(fā)明專利]高爐渣空間霧化水淬及高溫水淬渣余熱發(fā)電方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510659740.0
• 申請(qǐng)日: 2015-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN105154606A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王子兵;王乙竹;胡長(zhǎng)慶;邢紅偉;于勇;王新東;楊瀟瀟;趙申;王超;常建;黃博;秦萬(wàn)擴(kuò);辛世界;齊立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C21B3/08
• 分類號(hào): C21B3/08;F27D17/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 張?jiān)坪?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種先以霧化水對(duì)高爐渣進(jìn)行空間水淬，再利用水淬渣高溫余熱發(fā)電的方法，尤其是一種高爐渣空間霧化水淬及高溫水淬渣余熱發(fā)電方法，屬于余熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高爐爐渣是鋼鐵工業(yè)中最主要的廢棄物，每生產(chǎn)一噸生鐵約產(chǎn)生300kg高爐爐渣，其出爐溫度在1400-1500℃，潛熱及顯熱屬于高品質(zhì)余熱資源，回收利用高爐爐渣的余熱對(duì)煉鐵行業(yè)節(jié)能減排，提高二次能源效率至關(guān)重要，但目前尚無(wú)成熟高效的回收技術(shù)，致使大量的高爐渣余熱白白耗散。

目前，高爐渣普遍采用的處理方法是水淬粒化法，粒化鋼渣通常用作水泥原料，這種利用方法很好的實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的資源化再利用,但高爐渣水淬后高爐渣余熱全部轉(zhuǎn)移進(jìn)入70℃-90℃的沖渣水中，由于沖渣水溫度太低，沖渣水熱能的回收利用僅限于沖渣水余熱供暖或者浴室供熱水。利用沖渣水余熱供暖還受到地域和時(shí)間的限制，尤其是在那些無(wú)取暖設(shè)施的南方地區(qū)，這部分能量只能浪費(fèi)，余熱得不到利用。即使沖渣水余熱用于采暖或者浴室供熱水，余熱回收率也僅為10%左右。

公知的水淬高爐渣工藝中，其中大約15%的沖渣水會(huì)蒸發(fā)吸熱變成水蒸汽,這些蒸汽攜帶著的巨大能量,其放散不僅造成了能量的浪費(fèi)，同時(shí)也使大量的水散失到外界，同時(shí)水蒸氣含有大量有害物質(zhì)，嚴(yán)重污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決公知水淬高爐渣工藝處理高爐渣的過(guò)程中所存在的上述缺陷，提供一種先以霧化水對(duì)高爐渣進(jìn)行空間水淬，再利用水淬渣高溫余熱發(fā)電的方法，大幅度提高高爐渣余熱回收率，并將高爐渣余熱轉(zhuǎn)化為高品位的電能，同時(shí)可以節(jié)約大量水資源并減少污染物排放。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高爐渣空間霧化水淬及高溫水淬渣余熱發(fā)電方法，按下述工藝流程進(jìn)行：

（1）液態(tài)高爐渣首先經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)鼓作用離散成小粒徑的鐵渣液滴，小粒徑鐵渣液滴下落過(guò)程中與分布在水淬室空間的霧化水滴相遇，在空間水淬為固態(tài)小顆粒而凝固放熱，水淬時(shí)通過(guò)控制霧化水的噴入量控制鐵渣液滴放出凝結(jié)潛熱后的降溫幅度，使落到振動(dòng)床上的粒子鐵渣溫度為900℃；

（2）固態(tài)粒子鐵渣落到具有一定傾斜角度的振動(dòng)床上，在振動(dòng)床的作用下向前移動(dòng)，最終陸續(xù)進(jìn)入后部的流化床放熱，同時(shí)，空間水淬產(chǎn)生的飽和蒸汽在引風(fēng)機(jī)的抽力作用下向下穿過(guò)振動(dòng)床上固態(tài)粒子鐵渣層形成溫度為150℃的低過(guò)熱度水淬蒸氣，此水淬蒸氣進(jìn)入流化床的下部風(fēng)室作為流化床的流化介質(zhì)；

（3）振動(dòng)床上的固態(tài)粒子鐵渣被冷卻到800℃進(jìn)入過(guò)熱器流化床，過(guò)熱器流化床內(nèi)設(shè)置有余熱鍋爐的低溫過(guò)熱器及高溫過(guò)熱器埋管，高溫粒子鐵渣向蒸汽放熱降溫至580℃進(jìn)入蒸發(fā)器流化床，蒸汽由飽和溫度過(guò)熱至450℃，然后進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電，流化介質(zhì)即水淬蒸汽吸熱后形成的高溫載熱質(zhì)水蒸氣進(jìn)入載熱質(zhì)蒸汽換熱器放熱；

（4）蒸發(fā)器流化床中設(shè)置有余熱鍋爐的蒸發(fā)器埋管，580℃粒子鐵渣進(jìn)入蒸發(fā)器流化床后向飽和水放熱降溫至250℃，然后進(jìn)入低溫省煤器流化床，流化蒸汽吸熱后升溫，再次進(jìn)入過(guò)熱器流化床作為流化介質(zhì)；

（5）離開蒸發(fā)器流化床的溫度為250℃左右的粒子鐵渣進(jìn)入低溫省煤器流化床，低溫省煤器流化床設(shè)置有低溫省煤器埋管，粒子鐵渣放熱降溫至180℃送入成品料堆；

（6）450℃高溫載熱質(zhì)蒸汽離開過(guò)熱器流化床后進(jìn)入流化蒸汽換熱器，首先與高溫省煤器中的水換熱降溫至150℃，然后進(jìn)入凝結(jié)水預(yù)熱器凝結(jié)放熱形成水淬水，水淬水沉淀后加入堿液再作為霧化水淬的霧化水循環(huán)利用。

采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：

①解決了高爐渣余熱利用受地域、時(shí)段局限的問(wèn)題：本發(fā)明將高爐渣余熱轉(zhuǎn)移至450℃的中壓過(guò)熱蒸汽中,并進(jìn)行發(fā)電，該種余熱利用方法不受地域、時(shí)段的局限，可以在國(guó)內(nèi)所有鋼鐵企業(yè)進(jìn)行推廣。

②解決了余熱回收率低的問(wèn)題：本發(fā)明將高爐渣余熱用來(lái)發(fā)電，冬季的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，余熱回收率大幅度提高。

③解決了余熱品位損失大的問(wèn)題：本發(fā)明中，熱能由1400-1500℃的高溫高爐渣中轉(zhuǎn)移至450℃的過(guò)熱蒸汽中,與公知的高爐渣水淬方法相比，熱能品位降低幅度減小了很多，損失率降低至32%。本發(fā)明將高爐渣余熱用來(lái)產(chǎn)生能級(jí)最高的高品位電能，工藝先進(jìn)性大幅度提高。

④解決了水淬蒸汽未加利用的問(wèn)題：本發(fā)明以水淬蒸汽做為載熱質(zhì)及余熱鍋爐的熱源，避免了大量水蒸氣白白放散，也節(jié)約了相應(yīng)的水資源。