[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

本發明提供了干式粒化回收高爐渣余熱的“雙淬”裝置和方法，屬于冶金技術領域。本發明結合“以風淬渣”和“以粉淬渣”技術，形成可兼顧換熱介質熱品質和渣粒品質的“雙淬法”，進而提供一種密閉環境下采用干式粒化方式高效回收高爐渣余熱和生產高品質渣粒的裝置和方法。方法中的氣粉兩相流可在粒化窯窯體上部有限空間內形成大量彌散的低溫異相核，以沖擊粒化器上部的高溫熔渣層，進而促進其滴化和凝固。應用本發明可有效提高干式粒化工藝換熱介質的輸出溫度和粒化區渣滴的冷卻速率，從而提高渣粒的玻璃體含量。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，特別屬于高爐渣熱量回收和資源化利用技術范疇，具體涉及一種采用干式粒化方式高效回收高爐渣余熱和生產高品質渣粒的“雙淬”裝置，以及利用該裝置回收高爐渣余熱和生產高品質渣粒的方法。

背景技術

從化學組成和排放溫度來看，高爐渣既是一種高品位的硅酸鹽資源，又是儲量巨大的優質余熱資源。目前世界主要產鐵國對高爐渣的回收利用率已達95％以上，其中對高爐渣的回收利用的主要工藝是將高爐渣經水淬急冷，而后簡單加工制成具有較高附加值的硅酸鹽水泥原料。傳統的水淬工藝雖然實現了高爐渣的增值利用，但卻無法避免諸如水資源消耗嚴重、含硫氣體排放量大以及高溫熔渣余熱基本無法回收等問題。因此，水淬法實現了高爐渣的資源化利用但卻忽視了環境效益，是一種僅適用于特定工業發展階段的過渡性高爐渣處理工藝。針對水淬工藝的根本缺陷，自20世紀70年代，前蘇聯、英國、瑞典、德國、日本以及澳大利亞等國陸續開展了冶金熔渣干式粒化余熱回收的相關研究，并提出了一系列工藝流程。干式粒化是一種在基本不消耗水資源的前提下，將液態熔渣迅速破碎凝固為細小顆粒，并利用空氣作為儲熱介質與渣粒充分接觸換熱，從而回收熔渣余熱和高品質渣粒材料的處理方法。從節能和環保可持續發展的角度講，干式粒化工藝無疑更加符合國家關于建設資源節約型和環境友好型社會的要求，也代表著高爐渣余熱回收技術的發展方向。

傳統水淬工藝以水淬渣，冷卻速率大，可有效限制高爐渣冷卻結晶，使得水淬后沙狀水渣的玻璃體含量大于90％，滿足高品質水泥原料對水硬膠凝性的要求。對于干式粒化工藝來說，換熱介質為熱容較小的空氣，若僅強調換熱介質的輸出溫度，即其熱品質，就需要控制氣體流量，延長換熱介質與高溫渣粒的接觸時間，這就影響渣滴的冷卻速率，進而導致渣粒中玻璃體含量下降。另一方面，若要獲得細度和品質均滿足水泥制備要求的渣粒，就必須增大氣體流量，提高冷卻速率，這又會導致換熱介質熱品質的下降。因此，如何兼顧換熱介質熱品質和渣粒品質已成為提高干式粒化工藝的競爭力并進一步實現工業化所必須解決的關鍵問題之一。

發明內容