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1、(10)申请公布号 CN 102851415 A(43)申请公布日 2013.01.02CN102851415A*CN102851415A*(21)申请号 201210356346.6(22)申请日 2012.09.24C21B 3/06(2006.01)C21B 3/08(2006.01)F27D 17/00(2006.01)(71)申请人四川环能德美科技股份有限公司地址 610045 四川省成都市武侯区武兴一路3号(72)发明人葛加坤 倪明亮(54) 发明名称一种高炉熔渣热能回收系统(57) 摘要本发明属于能源回收利用领域，尤其涉及冶金、钢铁行业中的一种高炉熔渣热能回收系统。该高炉熔渣热能。
2、回收系统，包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回收单元、出渣单元，粒化单元是由熔渣槽、导流槽、风碎风机、风碎喷嘴组成，熔渣槽呈一定的斜度置于导流槽上方，在导流槽下部由风碎风机产生的高压空气由风碎喷嘴喷出，导流槽出口插入流化床。本发明具有粒化效率高、减少了炉渣颗粒的相互粘附性等优点。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页1/1页21. 一种高炉熔渣热能回收系统，其特征在于：包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回收单元、出渣单元， 。
3、粒化单元是由熔渣槽（1）、导流槽（2）、风碎风机（3）、风碎喷嘴（4）组成，熔渣槽（1）呈一定的斜度置于导流槽（2）上方，在导流槽（2）下部由风碎风机（3）产生的高压空气由风碎喷嘴（4）喷出，导流槽（2）出口插入流化床（10）；流化床渣粒碰撞单元由冷渣喷嘴（7）、冷渣斗（5）、喷渣机（6）、流化床风机（8）、流化床（10）、布风板装置（9）、渣珠溜槽（11）组成，冷渣喷嘴（7）设置在风碎喷嘴（4）的下部，冷渣斗（5）、喷渣机（6）及冷渣喷嘴（7）依次相连接，流化床风机（8）与流化床（10）相连接，布风板装置（9）设于流化床（10）底部；空气热交换单元是由渣珠溜槽（11）、竖式换热器（12）、环。
4、式布风器（13）组成，环式布风器（13）位于竖式换热器（12）下部，渣珠溜槽（11）连通流化床（10）与竖式换热器（12）；过热蒸汽回收单元包括高温旋风除尘器（16）、余热锅炉（17），高温旋风除尘器（16）依次与流化床（10）、竖式换热器（12）通过管道连接，高温旋风除尘器（16）还与余热锅炉（17）通过管道连接；出渣单元是由卸料阀（14）、渣仓（15）组成，卸料阀（14）位于竖式换热器（12）尾部，渣仓（15）位于卸料阀（14）垂直下方。2. 如权利要求1所述的一种高炉熔渣热能回收系统，其特征在于：过热蒸汽回收单元还包括位于余热锅炉（17）下部的集尘器（18）。3.如权利要求1所述的一种高。
5、炉熔渣热能回收系统，其特征在于：余热锅炉（17）的出气管道流经流化床（10）顶部。4.如权利要求3所述的一种高炉熔渣热能回收系统，其特征在于：流经流化床（10）顶部的余热锅炉（17）管道另一端与发电机组（19）连接。5.如权利要求4所述的一种高炉熔渣热能回收系统，其特征在于：所述的发电机组（19）还连接有冷凝器（20）。6.如权利要求5所述的一种高炉熔渣热能回收系统，其特征在于：所述的冷凝器（20）还连接有冷凝泵（21）。7.如权利要求1所述的一种高炉熔渣热能回收系统，其特征在于：余热锅炉（11）还依次与引风机（22）、高温布袋除尘器（23）、喷渣风机连接（24）。8.如权利要求1所述的一种高。
6、炉熔渣热能回收系统，其特征在于：所述布风板装置（9）设有风眼。权 利 要 求 书CN 102851415 A1/5页3一种高炉熔渣热能回收系统技术领域0001 本发明涉及能源回收利用领域，尤其涉及冶金、钢铁行业中的一种高炉熔渣热能回收系统。背景技术0002 钢铁工业为国民经济的发展提供重要的基础原材料，属于能源、资源消耗大的资源密集型产业。在生产钢铁制品的同时也排放大量的废弃物，对环境造成严重的污染。虽然钢铁工业是国民经济领域内的耗能和排污大户，但同时也是极具节能减排潜力的产业之一。其中，回收利用各种余热是钢铁工业进一步节能的重要突破口。0003 高炉渣是高炉冶炼过程中，由矿石中的脉石、燃料中。
7、的灰分和熔剂中非挥发组分形成的副产物。目前我国冶炼一吨生铁约产生0.3-0.6吨高炉渣。2011年我国高炉生铁产量达6.3亿吨，同比增长8.43%。每炼出1吨生铁产生300400 kg的高炉渣，2011年全年高炉渣产生量为1.892.52亿吨，高炉出渣温度14001500，每吨渣含有相当60kg标准煤的热量。高炉渣是含高品质的热能资源，所含热量折合可达1323万吨标准煤。预计热能的回收率为65%，每年可回收热能860万吨标准煤。由此可见，高炉渣具有取材易、显热高等特点，是余热回收前景最广的材料之一。0004 目前，高炉熔渣热能回收一般采用水淬法，将熔融的高炉渣喷入水中，水遇高温渣发生粒化，将高。
8、炉渣破碎成微粒，并产生大量蒸汽，此法的缺点是：不仅高炉渣的显热无法利用，而且造成水资源的大量浪费，对大气、水和土壤也造成了严重的污染，恶化了工作环境，因此，如何高效地回收高炉渣的高温显热，减少其处理过程中对环境的污染，就成为一个急需解决的问题。发明内容0005 鉴于现有技术中存在的以上问题，本发明的目的是提供一种高炉熔渣热能回收系统，该系统能高效地回收高炉渣的高温显热，减少其处理过程中对环境造成的污染，而且处理后的高炉渣可满足制造水泥的要求。0006 为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。0007 一种高炉熔渣热能回收系统，包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回。
9、收单元、出渣单元， 粒化单元是由熔渣槽、导流槽、风碎风机、风碎喷嘴组成，熔渣槽呈一定的斜度置于导流槽上方，在导流槽下部由风碎风机产生的高压空气由风碎喷嘴喷出，导流槽出口插入流化床；流化床渣粒碰撞单元由冷渣喷嘴、冷渣斗、喷渣机、流化床风机、流化床、布风板装置、渣珠溜槽组成，冷渣喷嘴设置在风碎喷嘴的下部，冷渣斗、喷渣机及冷渣喷嘴依次相连接，流化床风机与流化床相连接，布风板装置设于流化床底部；空气热交换单元是由渣珠溜槽、竖式换热器、环式布风器组成，环式布风器位于竖式换热器下部，渣珠溜槽连通流化床与竖式换热器；过热蒸汽回收单元包括高温旋风除尘器、余热锅炉，高温旋风除尘器依次与流化床、竖式换热器通过管道。
10、连接，高温旋风除尘器还与余热锅说 明 书CN 102851415 A2/5页4炉通过管道连接；出渣单元是由卸料阀、渣仓组成，卸料阀位于竖式换热器尾部，渣仓位于卸料阀垂直下方。0008 进一步，过热蒸汽回收单元还包括位于余热锅炉下部的集尘器。0009 进一步，余热锅炉的出气管道流经流化床顶部。0010 进一步，流经流化床顶部的余热锅炉管道另一端与发电机组连接。0011 进一步，所述的发电机组还连接有冷凝器。0012 进一步，所述的冷凝器还连接有冷凝泵。0013 进一步，余热锅炉还依次与引风机、高温布袋除尘器、喷渣风机连接。0014 进一步，所述布风板装置设有风眼。0015 高炉渣的主要组份为Ca。
11、O、SiO2、Al2O3、MgO、FeO等，其CaO/ SiO21时，碱性炉渣具有活性，在急冷处理过程中，溶态炉渣来不及释放热能，形成稳定的化合物晶体，从而把热能转化为化学能储存起来，保存了它的活性，因此可以认为过冷态的活性熔渣是活性玻璃体。活性玻璃体具有潜在的水硬胶凝性能，是优良的水泥原料。0016 高温炉渣的导热系数很低，换热慢，并且粘度随温度降低而急剧升高。由此可见，要提高换热速度，就必须缩小高炉渣的粒径，以增加传热表面积，达到加快传热和固化速度，同时减少炉渣颗粒的相互粘附性。急冷高炉渣的目的就是要保证其玻璃体的含量，高炉渣的玻璃体含量90%，才能满足水泥生产的需要。高炉渣的粒径越小，则。
12、传热面积越大，不仅满足了急冷高炉熔渣10/s的冷却速度的需要；12mm均匀高炉渣粒，同时满足了流化床换热装置和换热器与空气热交换时气体流动和传热的需要。0017 高温的液态高炉熔渣流入粒化区域，被高压高速的气流吹散、微粒化。渣粒在气流中进行换热，在飞行时凝固，温度急降至1000800。高炉熔渣属非晶体，非晶体凝固叫做硬化，但没有固定的硬化温度，是一个过程。其硬化过程是从高炉渣微粒外表逐渐向内渐变，这就使最初硬化部分首先形成薄膜硬壳，增加热阻，不利于急冷过程，所谓“液芯”。即微粒的外壳为固体，而内部依旧是液态，影响了玻璃体的产率。而高炉熔渣的粒化，要得到较高的玻璃体含量百分率，是急冷速率，这就是。
13、决定经处理后的高炉熔渣是否能成为优良的水泥原料的关键所在。0018 本发明中高炉渣熔体通过粒化单元，14001500的高炉熔渣在流化床内被高压、高速的气流吹散，微粒化称为渣珠，在气流中被急冷，微粒外表面首先硬化，形成薄壳，完成粒化；渣珠流的下向，设有冷炉渣的喷射流，冷渣喷射流的方向与渣珠流相同，互成15 30的角度；渣珠流与冷炉渣喷射流在流化床内相遇，发生碰撞，此时完全凝固的渣珠就会发生不完全弹性碰撞；较大渣珠凝固较慢，外层薄壳被撞击后将被破碎或破裂，属非弹性碰撞，使内核熔渣外逸，加速其冷却；更大的渣珠外壳更薄，属完全非弹性碰撞，将被击穿或击碎，形成更小的渣珠，加快其急冷的速度；没有发生碰撞的。
14、冷渣有效地隔离了渣珠的相遇，提高渣珠的t温差，也起到了提高熔渣渣粒的冷却速度，当熔渣粒的冷却速度10/s时，保证了炉渣的玻璃体率95%，解决炉渣的渣棉问题，使该工艺的高炉炉渣成为优良的水泥原料。0019 冷空气通过流化床风机，输送到布风板装置，所述布风板装置设有风眼，高压高速的冷空气通过风眼喷射，将渣珠与冷渣处于流化状态与空气热交换，空气被加热，渣珠被冷却至800900，通过渣珠溜槽进入竖式换热器，冷空气经流化床风机的另一根管道，通过说 明 书CN 102851415 A3/5页5环式布风器由下而上再次与渣珠进行热交换，空气被加热，渣珠被冷却至150300，由卸料阀落入渣仓，外运作水泥原料。0。
15、020 流化床内被加热至800900的高温气体由顶部逸出，与另一股由竖式换热器顶部加热至600800高温气体汇合，共同进入高温旋风除尘器，细小渣珠回收至渣仓；净化的高温气体进入余热锅炉，沉积于底部的积灰，落入集尘器，由渣仓收集外运作水泥原料。0021 余热锅炉产生的饱和蒸汽流经流化床的顶部进一步加热，成为过热蒸汽，进入发电机组发电，其余汽经冷凝器冷凝成为冷凝水，与余热锅炉的补充水汇合回用。0022 发电机组的余汽在冷凝器内预热补充水（软水），提高其水温后再与冷凝泵来的冷凝水一起进入余热锅炉，以保证其生产的饱和蒸汽气压的稳定。0023 高温气体经余热锅炉热交换，温度下降至200300，经引风机输。
16、入高温布袋除尘器，再由喷渣风机加压；作为冷渣斗的冷渣喷射气源。0024 本发明具有如下优点：1、粒化效率高。高温的液态高炉渣被高压高速的气流吹散后，粒化后的渣粒流与冷渣喷嘴高速喷射的冷渣在流化床内相遇，其中较大颗粒的碰撞机率大于小颗粒的碰撞机率，致使渣珠粒度趋于均匀，形成1-2mm的均匀小颗粒；2、小颗粒渣珠比表面积大，增加了整体渣粒的传热表面积，达到加快传热和固化速度，同时减少了炉渣颗粒的相互粘附性；3、均匀的渣粒在流化床内，有利于气流分布的可控，减小流化床的渣流偏折，有利于流化床操作；4、与传统的高滤渣前水冲渣比较，本发明节省冷却水耗量0.6-1t/t渣以上。熔炉渣的热能被转化为冲渣水的低。
17、温余热，而且水渣含水率为25-30%，作为水泥原料，仍需干燥处理，需要消耗一定的能源。附图说明0025 图1是本发明的一种高炉熔渣热能回收系统结构示意图；图2是本发明的一种高炉熔渣热能回收系统结构示意图；图3是本发明的一种高炉熔渣热能回收系统结构示意图；图4是本发明的一种高炉熔渣热能回收系统结构示意图。0026 其中，1、熔渣槽，2、导流槽，3、风碎风机，4、风碎喷嘴，5、冷渣斗，6、喷渣机，7、冷渣喷嘴，8、流化床风机，9、布风板装置，10、流化床，11、渣珠溜槽，12、竖式换热器，13、环式布风器，14、卸料阀，15、渣仓，16、高温旋风除尘器，17、余热锅炉，18、集尘器，19、发电机组。
18、，20、冷凝器，21、冷凝泵，22、引风机，23、高温布袋除尘器，24、喷渣风机。 具体实施方式0027 下面结合附图以及实施例对本发明作进一步的说明。实施例0028 如附图1所示，本发明的一种高炉熔渣热能回收系统，包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回收单元、出渣单元，粒化单元是由熔渣槽1、导流槽说 明 书CN 102851415 A4/5页62、风碎风机3、风碎喷嘴4组成，熔渣槽1呈一定的斜度置于导流槽2上方，在导流槽2下部由风碎风机3产生的高压空气由风碎喷嘴4喷出，导流槽2出口插入流化床10；流化床渣粒碰撞单元由冷渣喷嘴7、冷渣斗5、喷渣机6、流化床风机8、流化床1。
19、0、布风板装置9、渣珠溜槽11组成，冷渣喷嘴7设置在风碎喷嘴4的下部，冷渣斗5、喷渣机6及冷渣喷嘴7依次相连接，流化床风机8与流化床10相连接，布风板装置9设于流化床10底部；空气热交换单元是由渣珠溜槽11、竖式换热器12、环式布风器13组成，环式布风器13位于竖式换热器12下部，渣珠溜槽11连通流化床10与竖式换热器12；过热蒸汽回收单元包括高温旋风除尘器16、余热锅炉17，高温旋风除尘器16依次与流化床10、竖式换热器12通过管道连接，高温旋风除尘器16还与余热锅炉17通过管道连接；出渣单元是由卸料阀14、渣仓15组成，卸料阀14位于竖式换热器12尾部，渣仓15位于卸料阀14垂直下方。00。
20、29 如图2所示，本发明的一种高炉熔渣热能回收系统，包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回收单元、出渣单元，粒化单元是由熔渣槽1、导流槽2、风碎风机3、风碎喷嘴4组成，熔渣槽1呈一定的斜度置于导流槽2上方，在导流槽2下部由风碎风机3产生的高压空气由风碎喷嘴4喷出，导流槽2出口插入流化床10；流化床渣粒碰撞单元由冷渣喷嘴7、冷渣斗5、喷渣机6、流化床风机8、流化床10、布风板装置9、渣珠溜槽11组成，冷渣喷嘴7设置在风碎喷嘴4的下部，冷渣斗5、喷渣机6及冷渣喷嘴7依次相连接，流化床风机8与流化床10相连接，布风板装置9设于流化床10底部；空气热交换单元是由渣珠溜槽11、竖式。
21、换热器12、环式布风器13组成，环式布风器13位于竖式换热器12下部，渣珠溜槽11连通流化床10与竖式换热器12；过热蒸汽回收单元包括高温旋风除尘器16、余热锅炉17，高温旋风除尘器16依次与流化床10、竖式换热器12通过管道连接，高温旋风除尘器16还与余热锅炉17通过管道连接；出渣单元是由卸料阀14、渣仓15组成，卸料阀14位于竖式换热器12尾部，渣仓15位于卸料阀14垂直下方；过热蒸汽回收单元还包括位于余热锅炉17下部的集尘器18；余热锅炉17的出气管道流经流化床10顶部；流经流化床10顶部的余热锅炉17管道另一端与发电机组19连接。0030 如图3所示，本发明的一种高炉熔渣热能回收系统，。
22、包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回收单元、出渣单元，粒化单元是由熔渣槽1、导流槽2、风碎风机3、风碎喷嘴4组成，熔渣槽1呈一定的斜度置于导流槽2上方，在导流槽2下部由风碎风机3产生的高压空气由风碎喷嘴4喷出，导流槽2出口插入流化床10；流化床渣粒碰撞单元由冷渣喷嘴7、冷渣斗5、喷渣机6、流化床风机8、流化床10、布风板装置9、渣珠溜槽11组成，冷渣喷嘴7设置在风碎喷嘴4的下部，冷渣斗5、喷渣机6及冷渣喷嘴7依次相连接，流化床风机8与流化床10相连接，布风板装置9设于流化床10底部；空气热交换单元是由渣珠溜槽11、竖式换热器12、环式布风器13组成，环式布风器13位于竖。
23、式换热器12下部，渣珠溜槽11连通流化床10与竖式换热器12；过热蒸汽回收单元包括高温旋风除尘器16、余热锅炉17，高温旋风除尘器16依次与流化床10、竖式换热器12通过管道连接，高温旋风除尘器16还与余热锅炉17通过管道连接；出渣单元是由卸料阀14、渣仓15组成，卸料阀14位于竖式换热器12尾部，渣仓15位于卸料阀14垂直下方；过热蒸汽回收单元还包括位于余热锅炉17下部的集尘器18；余热锅炉17的出气管道流经流化床10顶部；流经流化床10顶部的余热锅炉17管道另一端与发电机组19连接；所述的发电机组19还连接有冷凝器20，所述的冷凝器20还连接有冷凝泵21。说 明 书CN 102851415。
24、 A5/5页70031 如图4所示，本发明的一种高炉熔渣热能回收系统，包括粒化单元、流化床渣粒碰撞单元、空气热交换单元、过热蒸汽回收单元、出渣单元，粒化单元是由熔渣槽1、导流槽2、风碎风机3、风碎喷嘴4组成，熔渣槽1呈一定的斜度置于导流槽2上方，在导流槽2下部由风碎风机3产生的高压空气由风碎喷嘴4喷出，导流槽2出口插入流化床10；流化床渣粒碰撞单元由冷渣喷嘴7、冷渣斗5、喷渣机6、流化床风机8、流化床10、布风板装置9、渣珠溜槽11组成，冷渣喷嘴7设置在风碎喷嘴4的下部，冷渣斗5、喷渣机6及冷渣喷嘴7依次相连接，流化床风机8与流化床10相连接，布风板装置9设于流化床10底部；空气热交换单元是由。
25、渣珠溜槽11、竖式换热器12、环式布风器13组成，环式布风器13位于竖式换热器12下部，渣珠溜槽11连通流化床10与竖式换热器12；过热蒸汽回收单元包括高温旋风除尘器16、余热锅炉17，高温旋风除尘器16依次与流化床10、竖式换热器12通过管道连接，高温旋风除尘器16还与余热锅炉17通过管道连接；出渣单元是由卸料阀14、渣仓15组成，卸料阀14位于竖式换热器12尾部，渣仓15位于卸料阀14垂直下方；过热蒸汽回收单元还包括位于余热锅炉17下部的集尘器18；余热锅炉17的出气管道流经流化床10顶部；流经流化床10顶部的余热锅炉17管道另一端与发电机组19连接；所述的发电机组19还连接有冷凝器20，。
26、所述的冷凝器20还连接有冷凝泵21；余热锅炉11还依次与引风机22、高温布袋除尘器23、喷渣风机连接24。0032 将温度为1500的高温高炉熔渣通过槽体进入流化床时，槽体下部的高压空气吹碎高炉渣熔体，完成粒化；完成粒化的渣粒流与冷渣喷嘴高速喷射的冷渣在流化床内相遇，发生碰撞，所述的冷渣喷嘴高速喷洒冷渣的量占熔渣总量15%，冷渣喷嘴向上喷射角度为35，冷渣喷射流的方向与渣珠流相同，互成25的角度；冷空气通过流化床风机，输送到布风板装置，空气被加热，渣珠被冷却至300，由卸料阀落入渣仓，外运作水泥原料；流化床内被加热至900的高温气体由顶部逸出，与另一股由竖式换热器顶部加热至800高温气体汇合，。
27、共同进入高温旋风除尘器，细小渣珠回收至渣仓；净化的高温气体进入余热锅炉，沉积于底部的积灰，落入集尘器，由渣仓收集外运作水泥原料；余热锅炉产生的饱和蒸汽流经流化床的顶部进一步加热，成为过热蒸汽，进入发电机组发电，其余汽经冷凝器冷凝成为冷凝水，与余热锅炉的补充水汇合回用；发电机组的余汽在冷凝器内预热补充水（软水），提高其水温后再与冷凝泵来的冷凝水一起进入余热锅炉，以保证其生产的饱和蒸汽气压的稳定；高温气体经余热锅炉热交换，温度下降至300，经引风机输入高温布袋除尘器，再由喷渣风机加压；作为冷渣斗的冷渣喷射气源。0033 以上说明本发明的实施方式，但本发明不限于以上实施方式。说 明 书CN 102851415 A1/2页8图1图2说 明 书 附 图CN 102851415 A2/2页9图3图4说 明 书 附 图CN 102851415 A。