[發明專利]干式粒化回收高爐渣余熱的“雙淬”裝置和方法

有效

• 申請號: 201710447797.3
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107287370B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 邵磊;鄒宗樹;劉偉強
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21B3/08
• 分類號: C21B3/08;F27D17/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 尹淑梅

1.一種干式粒化回收高爐渣余熱的“雙淬”裝置，其特征在于，所述裝置由粒化窯窯體(1)、儲渣罐(2)、噴粉罐(3)、鼓風機(4)、分流閥(5)、振動篩(6)、除塵器(7)、粒化器(8)、支撐墩(9)、變頻電機(10)、布風板(11)、螺旋排料機(12)、粒化窯氣體出口(13)、熔渣管道(14)、上密封閥(15)、放散閥(16)、均壓閥(17)、均壓管(18)、滑動水口(19)、下密封閥(20)、噴粉式熔渣導入管(21)、粒化窯送風管道(22)、噴粉罐送風管道(23)、噴粉罐出口(24)、氣粉兩相流輸送管道(25)、粒化窯氣體輸出管道(26)、除塵灰輸送皮帶(27)、低溫渣粒輸送皮帶(28)、篩下渣粉輸送皮帶(29)、篩上渣粒輸送皮帶(30)、除塵器氣體輸出管道(31)、高溫熔渣(32)、滯留渣粒(33)、支撐桿齒輪(34)、動力傳送桿(35)、傳送桿齒輪(36)、支撐桿軸承(37)、傳動桿軸承(38)和支撐桿(39)組成，其中：粒化窯窯體(1)上部的粒化區中安裝有可自由旋轉且為圓盤狀的粒化器(8)，粒化器(8)下部固定安裝有支撐桿齒輪(34)，支撐桿齒輪(34)的下部安裝有支撐桿(39)，支撐桿(39)的下部頂端通過支撐桿軸承(37)轉動固定在位于粒化器(8)正下方且在具有同一中心線的支撐墩(9)上，支撐墩(9)穿過布風板(11)安裝固定在粒化窯窯體(1)的底板上，動力傳送桿(35)的一側穿過粒化窯窯體(1)的側壁通過其端點與固定在窯外適當位置的變頻電機(10)的電機軸相聯接，動力傳送桿(35)的另一側端部固定安裝有與支撐桿齒輪(34)相互嚙合的傳送桿齒輪(36)，動力傳送桿(35)的該側端部通過傳動桿軸承(38)轉動固定在支撐墩(9)的側面上，支撐桿軸承(37)和傳動桿軸承(38)均焊接固定在支撐墩(9)上，粒化窯窯體(1)下部的換熱區亦為渣粒臨時貯藏區域，區域的底部安裝有布風板(11)，布風板(11)上均勻分布多個通風孔，粒化窯窯體(1)的頂部外側安裝有儲渣罐(2)，儲渣罐(2)的頂部與熔渣管道(14)相連通，熔渣管道(14)上安裝有上密封閥(15)，儲渣罐(2)的底部安裝有順次與滑動水口(19)和下密封閥(20)相連通、并深入到粒化窯窯體(1)上部粒化區的噴粉式熔渣導入管(21)，儲渣罐(2)的頂部側面設有放散閥(16)和均壓管(18)，均壓管(18)的另一端通過均壓閥(17)與粒化窯窯體(1)的頂部相連通，粒化窯氣體出口(13)安裝在粒化窯窯體(1)的頂部側面，并通過粒化窯氣體輸出管道(26)與除塵器(7)相連通，除塵器(7)上部設有除塵器氣體輸出管道(31)，下部出口處設有除塵灰輸送皮帶(27)，除塵灰輸送皮帶(27)和低溫渣粒輸送皮帶(28)均與振動篩(6)相配合，振動篩的篩下和篩上分別設有篩下渣粉輸送皮帶(29)和篩上渣粒輸送皮帶(30)，粒化窯窯體(1)的底部側面安裝有螺旋排料機(12)，鼓風機(4)的前端安裝有分流閥(5)，分流閥(5)的出風管道分別與粒化窯送風管道(22)和噴粉罐送風管道(23)相連，噴粉罐(3)的底部的噴粉罐出口(24)通過氣粉兩相流輸送管道(25)與噴粉式熔渣導入管(21)相連通；所述噴粉式熔渣導入管(21)為套筒結構，內管是所述儲渣罐(2)中高溫熔渣的下行通道，來自所述噴粉罐(3)的氣粉兩相流經由所述內管和外管間的環形通道噴入所述粒化窯窯體(1)上部的粒化區，所述高溫熔渣(32)通過所述噴粉式熔渣導入管(21)流至所述粒化器(8)上。

2.一種使用如權利要求1所述的干式粒化回收高爐渣余熱的“雙淬”裝置的操作方法，該操作方法主要包括如下步驟：

開動鼓風機(4)，鼓風機(4)鼓出的氣體經其前端安裝的分流閥(5)一部分氣體經由粒化窯送風管道(22)鼓入粒化窯窯體(1)的底部參與氣體換熱，另一部分作為載氣經由噴粉罐送風管道(23)輸送至噴粉罐(3)內，并帶動噴粉罐(3)內的粉體自噴粉罐出口(24)經由氣粉兩相流輸送管道(25)和噴粉式熔渣導入管(21)噴入粒化窯窯體(1)上部的粒化區，在有限空間內形成大量彌散的低溫異相核，用于沖擊自粒化器(8)上部流入的高溫熔渣(32)，促進其滴化和凝固，其中，所述噴粉罐出口(24)氣粉兩相流的固氣比為1:5～1:50，供粉速度為2～60kg/min，粒化窯窯體(1)上部粒化區的粉劑和熔渣之比為1:100～3:10；

打開放散閥(16)，使儲渣罐(2)內壓強與外部環境一致，然后打開上密封閥(15)，高溫熔渣(32)經熔渣管道(14)和上密封閥(15)注入位于粒化窯窯體(1)頂部的儲渣罐(2)內，當高溫熔渣(32)的液面上升到罐內臨界液位后，依次關閉上密封閥(15)和放散閥(16)，打開均壓閥(17)，使粒化窯窯體(1)內壓強與儲渣罐(2)內一致，之后關閉均壓閥(17)，啟動變頻電機(10)，通過動力傳送桿(35)上的傳送桿齒輪(36)帶動與之嚙合的支撐桿齒輪(34)，并通過支撐桿齒輪(34)帶動粒化器(8)高速旋轉，同時依次打開滑動水口(19)和下密封閥(20)，使高溫熔渣(32)通過滑動水口(19)、下密封閥(20)和深入到粒化窯窯體(1)上部粒化區的噴粉式熔渣導入管(21)流至粒化器(8)上，并在粒化器高速旋轉和由噴粉式熔渣導入管(21)噴入的氣粉兩相流聯合作用下被快速粉碎并粒化，所述高溫熔渣為1300℃到1550℃的高爐渣；

來自鼓風機(4)的冷風經由粒化窯送風管道(22)鼓入粒化窯窯體(1)底部，通過布風板(11)的多個氣孔通道后逐漸上升，首先在粒化窯窯體(1)下部的渣粒臨時貯藏區域內與溫度為100℃到900℃的滯留渣粒(33)充分接觸換熱，再上升到位于粒化窯窯體(1)上部的粒化區參與熔渣的粒化，然后經由粒化窯窯體(1)頂部側面的粒化窯氣體出口(13)和粒化窯氣體輸出管道(26)進入除塵器(7)經由除塵器氣體輸出管道(31)排出，除塵器(7)引出的熱風溫度為600℃以上；

開動位于窯體底部側面的螺旋排料機(12)和窯體外部的低溫渣粒輸送皮帶(28)，將位于粒化窯窯體(1)下部渣粒臨時貯藏區域的低溫渣粒輸送至振動篩(6)，所述低溫渣粒的排出溫度為100℃以下，渣粒直徑為10mm以下；

來自除塵灰輸送皮帶(27)和低溫渣粒輸送皮帶(28)的除塵灰和低溫渣粒經振動篩(6)篩分后，篩上部分由篩上渣粒輸送皮帶(30)輸出，其篩上渣粒的直徑為1～10mm，作為爐渣干式粒化產品，篩下物均為直徑為1mm以下的渣粉，由篩下渣粉輸送皮帶(29)輸送至噴粉罐(3)內。