[發(fā)明專利]一種熔渣余熱回收工藝及回收裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310584747.5
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN116576684A
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸樹友;左永偉;何西民;柴滿林;丁淳
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽銅冠產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F27D17/00
• 分類號(hào): F27D17/00;F27D9/00;F27D3/15
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務(wù)所(普通合伙) 34105
• 代理人: 范智強(qiáng)

本發(fā)明提供一種熔渣余熱回收工藝及回收裝置，將渣包放置于緩強(qiáng)冷隧道內(nèi)，依次經(jīng)過渣包緩冷、打孔散熱、熱風(fēng)循環(huán)以及快速水冷，通過緩強(qiáng)冷隧道內(nèi)心形的水冷膜式壁在渣包兩側(cè)產(chǎn)生熱風(fēng)自循環(huán)，對熱量進(jìn)行交換散發(fā)，通過水汽發(fā)生裝置持續(xù)產(chǎn)生高品質(zhì)的蒸汽，提高了渣包余熱回收的效率。該發(fā)明解決了熔渣緩冷、強(qiáng)冷和熱能安全經(jīng)濟(jì)利用三者均需兼顧的問題；在不影響銅渣選礦工序銅回收率的前提下，安全、高效、高品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)地回收銅熔渣的余熱資源，同時(shí)提升渣包的周轉(zhuǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渣包冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熔渣余熱回收工藝及回收裝置。

背景技術(shù)

目前煉銅工藝銅熔渣采用的成熟冷卻工藝是直接水淬強(qiáng)冷或熱渣先空氣緩冷再水噴淋強(qiáng)冷兩種；焦化行業(yè)當(dāng)前成熟結(jié)焦冷卻工藝是氮?dú)飧上ń褂酂峄厥障到y(tǒng)；水泥行業(yè)當(dāng)前成熟中間半成品冷卻工藝是熱風(fēng)轉(zhuǎn)換式余熱回收系統(tǒng)；銅冶煉同行業(yè)正在開發(fā)研究的還有隧道窯熱風(fēng)換熱和熱水換熱兩種熔渣冷卻方案。

煉銅工藝銅爐渣呈熔融狀態(tài)，直接水淬或渣包先空冷再水冷，都采用水直接換熱方式，易發(fā)生渣放炮和閃蒸汽彌漫現(xiàn)象，安全系數(shù)較低；閃蒸汽富含大量空氣，隨周邊空氣快速擴(kuò)散，影響生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境；且無法高效、高品質(zhì)回收熱能。

銅冶煉行業(yè)的銅熔渣富含銅、鐵等物質(zhì)，浮選回收有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但后續(xù)浮選工藝要求銅熔渣需緩冷結(jié)晶，銅熔渣不能立即破碎，且銅渣的粘性高、物料分散，碎碎后再進(jìn)行換熱的方式不適應(yīng)銅熔渣顯熱回收的綜合工藝實(shí)際要求。

采用水作為換熱介質(zhì)，直接與渣包外壁換熱，存在的不足：一是水中雜質(zhì)含量多，不利后續(xù)回收利用；二是水冷卻時(shí)前期溫差大、速度快，不利于熔渣中的銅結(jié)晶核生長，降低后續(xù)選礦工序銅回收率；三是噴淋冷卻水常壓運(yùn)行，只能回收低品質(zhì)的熱水，熱能利用率較低。

采用空氣作為換熱介質(zhì)，存在的不足：一是空氣比熱小，換熱速率低，作業(yè)時(shí)間長，熱能不集中釋放品質(zhì)較低；二是采用強(qiáng)制熱風(fēng)大循環(huán)時(shí)，自耗電較高，不經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種熔渣余熱回收工藝及回收裝置，該發(fā)明解決了熔渣緩冷、強(qiáng)冷和熱能安全經(jīng)濟(jì)利用三者均需兼顧的問題；在不影響銅渣選礦工序銅回收率的前提下，安全、高效、高品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)地回收銅熔渣的余熱資源，同時(shí)提升渣包的周轉(zhuǎn)效率。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種熔渣余熱回收工藝，包括如下步驟：

S1、渣包緩冷：控制渣包從第一端進(jìn)入緩強(qiáng)冷隧道，讓渣包緩冷預(yù)定時(shí)間；

S2、打孔散熱：待步驟S1中渣包緩冷結(jié)束后，控制中心沉孔棒下伸實(shí)現(xiàn)打通動(dòng)作，打通熔渣最外層的薄渣層和中間軟渣層，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)重復(fù)數(shù)次打通動(dòng)作；

S3、熱風(fēng)循環(huán)：渣包在打孔散熱的同時(shí)，在渣包的兩側(cè)實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)自循環(huán)，同時(shí)收集水冷膜式壁內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽，實(shí)現(xiàn)熱量交換；

S4、快速水冷：待步驟S3中熱風(fēng)循環(huán)完畢后，控制渣包移出緩強(qiáng)冷隧道，對渣包表面進(jìn)行滴灌水冷，滴灌水從頂端中心區(qū)域進(jìn)入，實(shí)現(xiàn)對渣包已固化熔體的高效快速水冷。

優(yōu)選地，步驟S2中心沉孔棒下伸實(shí)現(xiàn)打通動(dòng)作的過程中，控制中心沉孔棒按照預(yù)定速率朝著第一方向定向微旋，微旋速度保證中心沉孔棒在插入渣包熔渣中正好可以旋轉(zhuǎn)一周，旋轉(zhuǎn)一周后剛好縮回，這樣首先可以保證可以完全打通熔渣外層的薄渣層和軟渣層，其次，旋轉(zhuǎn)一周也可將粘在沉孔棒上的熔渣甩離表面，掉落至渣包表面，避免其在沉孔棒上粘接，堵塞氣孔，延長沉孔棒的使用壽命。

優(yōu)選地，步驟S2中心沉孔棒下伸實(shí)現(xiàn)打通動(dòng)作的過程中，控制0.6?Mpa的壓縮空氣從氣流導(dǎo)孔處流出，氣流先完成對沉孔棒的冷卻，再側(cè)向四周射入軟渣層形成熱風(fēng)流通道；優(yōu)選設(shè)置氣流導(dǎo)孔軸線與底端平面之間的角度為50°~60°，保證氣流能夠向四周吹入軟渣層內(nèi)，氣流在壓力和熱動(dòng)力的共同作用下，在軟渣層內(nèi)形成細(xì)微互通的蜂窩狀間隙，利于沉孔四周熔渣體的熱量快速交換和匯集，并從沉孔中心輸出高能密度熱風(fēng)流，實(shí)現(xiàn)降低渣包的快冷時(shí)間。