[發(fā)明專利]一種液態(tài)熔渣干式離心粒化裝置

有效

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• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108359757B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 王樹眾;張茜;吳志強;孟海魚;馬立偉;趙軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C21B3/06
• 分類號: C21B3/06;C21B3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 田洲

本發(fā)明公開了一種液態(tài)熔渣干式離心粒化裝置，包括落渣管、粒化倉和粒化設備；粒化倉頂部中心設有開口，供落渣管伸入，落渣管外部有耐火材料層，與粒化設備對中布置；伸入粒化倉的落渣管外部設有落渣管固定裝置；粒化倉內(nèi)部敷設水冷壁受熱面，水冷壁受熱面采用膜式水冷壁，豎直布置；粒化倉壁面上還設有氣膜冷卻裝置；粒化設備包括：粒化器、粒化器固定裝置和粒化器驅(qū)動裝置；粒化器固定在粒化器固定裝置上；粒化器固定裝置內(nèi)部設有氣流通道、多個風口。本發(fā)明，能夠有效地防止伸入粒化倉的落渣管斷裂落入粒化倉內(nèi)，減少高溫粒化渣粒粘壁情況的發(fā)生，防止轉(zhuǎn)軸擺動及超溫，保證離心粒化過程中系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。

技術領域

本發(fā)明涉及高溫液態(tài)熔渣余熱回收技術領域，特別涉及一種液態(tài)熔渣干式離心粒化裝置。

背景技術

中國目前是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國。2016年中國生鐵產(chǎn)量約7.01億噸，約占世界總產(chǎn)量的60％，在冶煉生鐵的過程中同時會產(chǎn)生蘊含巨大熱量的高爐渣。高爐渣的出爐溫度一般在1400～1550℃之間，每噸渣含(1260～1880)×10³kJ的顯熱，相當于60kg標準煤。在我國現(xiàn)有的煉鐵技術下，每生產(chǎn)1噸生鐵副產(chǎn)0.3噸高爐渣，以目前我國生鐵產(chǎn)量7.01億噸進行計算，可折合產(chǎn)生約2.10億噸以上的高爐渣，其顯熱量相當于約1261.8萬噸標準煤。

干渣坑冷卻法和水沖渣法是目前我國最常見的高爐渣處理方法。干渣坑法降溫時產(chǎn)生大量水蒸氣，同時釋放出大量的H₂S和SO₂氣體，腐蝕建筑、破壞設備和惡化工作環(huán)境。水沖渣法在處理過程浪費大量水資源，產(chǎn)生SO₂和H₂S等有害氣體，也不能有效回收高溫液態(tài)熔渣所含有的高品質(zhì)余熱資源。目前，這些處理方式已不能適應目前鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的迫切需求，而干式離心粒化法由于系統(tǒng)能耗低，粒徑小且均勻，產(chǎn)品附加值高等特點而受到廣泛青睞。

在干法離心粒化過程中，液態(tài)熔渣滴落到高速旋轉(zhuǎn)的粒化器表面，在離心力和摩擦力的作用下被甩出，在表面張力的作用下形成小液滴，這些微小的液滴與空間中的傳熱介質(zhì)(一般為空氣)進行強制對流換熱，與周圍環(huán)境進行輻射換熱，使小液滴溫度降低，進而發(fā)生相變，形成凝固層。隨著溫度進一步降低，液滴逐漸轉(zhuǎn)變成固體小顆粒。目前干式粒化技術在液態(tài)熔渣粒化過程中普遍存在以下問題：

1、粒化渣粒粘壁現(xiàn)象。其原因主要是：高速旋轉(zhuǎn)的粒化器提供給粒化渣粒的切向速度很大，一方面，導致粒化渣粒水平飛行距離較遠，可到達粒化倉壁面；另一方面，雖然有對流和輻射換熱，但粒化渣粒的飛行時間很短，其外表面仍舊未凝固或凝固層很薄，導致粘結在粒化倉壁面上影響輻射換熱，嚴重時粘成大塊，造成事故，導致系統(tǒng)停機檢修，既浪費大量人力物力，又會影響后續(xù)余熱回收和高品質(zhì)渣粒的回收。因此，需要采取相應的手段來防止粘壁現(xiàn)象的發(fā)生。

2、伸入粒化倉內(nèi)的落渣管容易斷裂。在粒化過程中，由于落渣管與高達1500℃的熔渣直接接觸，落渣管易受高溫熔渣的腐蝕、沖刷磨蝕。在這種情況下落渣管極易斷裂，一方面斷裂后的部分落渣管直接砸落到粒化設備上，給粒化設備造成損傷，嚴重時需要檢修更換，造成經(jīng)濟損失；另一方面落渣管斷裂后高溫熔渣失去引導，對粒化器及其驅(qū)動設備進行大面積沖刷，致使粒化器及其驅(qū)動設備損壞，嚴重時整套粒化裝置直接報廢，需要停機更換，浪費大量人力及財力。因此，需要對伸入粒化倉內(nèi)的落渣管采取一定措施防止其斷裂掉落。

3、粒化過程中轉(zhuǎn)軸的擺動問題。由于粒化過程中轉(zhuǎn)軸較長且高速旋轉(zhuǎn)，會引起轉(zhuǎn)軸的擺動，從而限制轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的提高，影響粒化。因此，需要采取措施防止轉(zhuǎn)軸的擺動。

4、粒化過程中轉(zhuǎn)軸超溫問題。液態(tài)熔渣流到粒化倉內(nèi)的溫度高達1400℃，在如此高溫環(huán)境，轉(zhuǎn)軸強度會下降，從而導致粒化器運行不穩(wěn)定，影響粒化效果。因此，需要采取措施防止轉(zhuǎn)軸超溫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種液態(tài)熔渣干式離心粒化裝置，以解決當前液態(tài)熔渣干式離心粒化過程中粒化渣粒粘壁、伸入粒化倉的落渣管易斷裂、轉(zhuǎn)軸擺動和轉(zhuǎn)軸超溫的問題。