一種用于處理高溫液態熔渣的粒化系統的制作方法

本發明涉及高溫液態熔渣處理領域，尤其涉及一種用于處理高溫液態熔渣的粒化系統。

背景技術：

冶金行業中高爐煉鐵過程中會產生大量的高溫液態熔渣。這些高溫液態熔渣需要進行冷卻粒化處理后，才能在充分利用高溫液態熔渣的顯熱的同時生產出具有高附加值的具有建材性能的產品。

目前，處理高溫液態熔渣主要采用水淬法和干法粒化法。

水淬法處理主要有底慮法、因巴法、圖拉法、拉薩法、明特克法等，采用這些方法處理熔渣過程中需要消耗大量的水，且在處理過程中會產生大量H₂S和SO_x等有害氣體直接排入空氣中，給環境造成嚴重的污染。

干法粒化法比較有代表性的是風淬法和離心法。其中的風淬法是用大功率造粒風機產生高速氣流吹散、粒化液態高爐渣。這種風淬法動力消耗大、設備龐大復雜且占地面積大、投資和運行費用高，在液態高爐渣流量變化時，風速和風量不易協調。其中的離心法是依靠轉盤或轉杯高速旋轉產生的離心力將液態高爐渣粒化，雖然采用這種離心法粒化出的粒化渣的粒徑分布較均勻，但是在高溫下高速旋轉的粒化裝置的可靠性較差，加之粒化效果對液態高爐渣的溫度和流量變化較為敏感，僅靠調節轉速效果并不理想。

技術實現要素：

本發明的目的是針對目前存在的問題，提供一種用于處理高溫液態熔渣的粒化系統，經本發明粒化的高溫液態熔渣渣流的粒徑分布較均勻，且處理過程中不需要消耗大量的水資源，處理過程中產生的H₂S和SO_x等有害氣體不會直接排入空氣中。

本發明通過如下技術方案實現：

本發明提供一種用于處理高溫液態熔渣的粒化系統，其設置在鍋爐爐膛的內部，其包括：

渣幕形成裝置和粒化裝置；

所述渣幕形成裝置包括溢流平臺和套筒；該套筒能夠容納該溢流平臺，且溢流平臺和套筒之間留有導流通道；高溫液態熔渣從導流通道流出形成圓形渣幕；套筒的上端高于溢流平臺的上端；

所述粒化裝置包括腔體和與所述腔體相通的噴嘴，噴嘴正對著從導流通道流出的渣幕；噴嘴噴出來的流體為圓環形，與從導流通道流出的圓形渣幕相匹配。

更優選地，所述粒化裝置設置在溢流平臺的下方；所述噴嘴以腔體的中心為基準呈圓形陣列布置在腔體的外圈。

更優選地，所述粒化裝置設置在套筒的下方；所述噴嘴以腔體的中心為基準呈圓形陣列布置在腔體的內圈。

更優選地，所述粒化系統還包括：

粒化顆粒流引導裝置；

所述粒化顆粒流引導裝置包括高壓風機、蒸汽儲室、儲水室以及配風管道；高壓風機提供高壓風到配風管道，配風管道借助該高壓風將來自蒸汽儲室和/或儲水室的介質從介質出口噴出；配風管道呈環形布置在從導流通道流出的渣幕與鍋爐爐膛的水冷壁之間。

更優選地，所述配風管道中噴射的介質為空氣、蒸汽、水，或是三者中任意兩者或三者的混合物。

更優選地，所述配風管道的截面為圓形，所述配風管道的介質出口形式為狹縫、小孔或是在圓管上設置噴嘴，或者是由以上形式的任意組合。

更優選地，所述配風管道的截面為矩形，所述配風管道的介質出口的形式是格柵式。

更優選地，所述溢流平臺包括：

上圓柱、下圓柱以及位于二者中間的圓臺，其中下圓柱的直徑大于上圓柱。

更優選地，所述溢流平臺的中心設置溢流槽。

更優選地，所述的一種用于處理高溫液態熔渣的粒化系統還包括：

襯板；所述襯板附在所述溢流平臺的上平臺上，且中間下凹貼附在所述溢流槽內側。

由上述本發明的技術方案可以看出，本發明具有如下技術效果：

1、本發明中的粒化系統設置在鍋爐爐膛的內部，處理過程中產生的H₂S和SO_x等有害氣體不會直接排入空氣中，而是經過鍋爐后續流程中的尾部煙道等處理后再排出。

2、本發明通過粒化裝置的噴嘴正對著從導流通道流出的渣幕，且噴嘴噴出來的流體為圓環形與從導流通道流出的圓形渣幕相匹配，保證了粒化顆粒打散的均勻性，加快了粒化后顆粒的冷卻速率，粒化效果增強；

3、本發明通過溢流平臺和套筒之間留有導流通道，高溫液態熔渣從導流通道流出形成圓形渣幕，這樣可有效利用爐膛內的空間，整體縮小爐膛的體積，減少建設用地，節約成本，有很好的經濟價值。

4、本發明的溢流槽的設計，使熔渣來流得到緩沖；由于熔渣來流的溫度在1500℃左右，粒化系統的溫度為常溫，那么兩者存在很大的溫度梯度，使得熔渣在剛接觸粒化系統時容易冷卻粘結，溢流槽的存在使得熔渣在流進溢流槽的過程中把溢流槽進行了預熱，同時熔渣的輻射傳熱把導流通道也進行了預熱；待熔渣充滿溢流槽后，溫度高的熔渣溢流到導流通道，進而形成狀態比較好的渣幕，進而增強了粒化效果；

5、溢流平臺和/或套筒的可旋轉性使熔渣在導流通道內流動時不粘結在導流通道的兩側壁面上，保證渣流的順暢，形成很好的渣幕，進而增強了粒化效果。

6、通過本發明的配風管的設置，改變了粒化后顆粒原有的運動軌跡，使得軌跡整體向下偏移，減少了粒化顆粒對水冷壁的沖刷，延長了水冷壁的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1中的A-A視圖；

圖3為本發明中的溢流平臺的結構示意圖；

圖4為本發明中的另一種粒化裝置的結構示意圖。

附圖中：

渣溝1、渣幕形成裝置2、粒化裝置3、驅動電機5、電機6、排渣口7、鍋爐爐膛8；溢流平臺21、套筒22；溢流槽210、上圓柱211、下圓柱212、圓臺213；腔體31、噴嘴32；配風管道41。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本申請的技術方案，以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

本申請文件中的上、下、左、右、前和后等方位用語是基于附圖所示的位置關系而建立的。附圖不同，則相應的位置關系也有可能隨之發生變化，故不能以此理解為對保護范圍的限定。

在本發明的描述中，需要理解的是，“多個”的含義是指兩個或者兩個以上，除非另有明確具體的限定。

本發明中，屬于“安裝”、“相連”、“相接”、“連接”、“固定”等應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，也可以是一體地連接，也可以是機械連接，也可以是電連接或可以相互通信，也可以是直接連接，也可以是通過中間媒介間接連接，可以是兩個元器件內部的聯通，也可以是兩個元器件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

實施例一：

本發明提供一種用于處理高溫液態熔渣的粒化系統，其設置在鍋爐爐膛8的內部，上方引入來自沿渣溝1流出的高溫液態熔渣渣流，該渣流由主燃室排出。經過本發明粒化后的熔渣小顆粒最終通過鍋爐的排渣口7排出，高溫的熔渣小顆粒會進行進一步的余熱回收，渣流粒化過程中產生的H₂S和SO_x等有害氣體在鍋爐爐膛8的內部，而后通過煙道等處理后再排出。本發明的一種用于處理高溫液態熔渣的粒化系統的結構如圖1-圖3所示，包括：渣幕形成裝置2、粒化裝置3和粒化顆粒流引導裝置。

渣幕形成裝置2包括溢流平臺21和套筒22。該套筒22能夠容納該溢流平臺21，且溢流平臺21和套筒22之間留有導流通道23。套筒22的上端高于溢流平臺21的上端，以保證從溢流平臺21溢出的渣流能夠流入導流通道23中且不外溢到套筒22的外部。

為了緩沖渣流對溢流平臺21的沖擊，本實施例中上述溢流平臺21的結構設計為如圖3所示的結構，包括上圓柱211、下圓柱212以及位于二者中間的圓臺213，其中下圓柱212的直徑大于上圓柱211。這樣結構使得從溢流平臺21溢出的渣流先順著上圓柱211的外圈向下，然后沖擊圓臺213的斜面，從而使渣流的沖力得到緩沖，渣流速度降低。

為了緩沖渣流對溢流平臺21的沖擊，在上述溢流平臺21的中心設置溢流槽210，該溢流槽210的縱向截面可以為部分橢圓形，也可以為如碗狀的部分圓形，也可以為矩形等其它形狀。

渣流在充滿溢流槽210后溢出并沿導流通道23穩定流出形成渣幕。為了避免渣流因溫度下降冷卻堆積而堵塞導流通道23，上述套筒22可以旋轉，旋轉方向順時針、逆時針均可。上述溢流平臺21也可以旋轉，旋轉方向順時針、逆時針均可。上述溢流平臺21的旋轉通過驅動電機5的轉動來完成。上述套筒22通過外側的電機6帶動完成旋轉，具體是電機通過軸傳動帶動與之相連的齒輪轉動，齒輪與套筒22外側的齒輪嚙合，進而帶動套筒22轉動。

為了更進一步地疏通導流通道23，上述溢流平臺21的旋轉方向與套筒22的旋轉方向相反。

粒化裝置3設置在溢流平臺21的下方，包括腔體31和與腔體31相通的噴嘴32，噴嘴32為多個，以腔體31的中心為基準呈圓形陣列布置在腔體31的外圈，噴嘴32正對著從導流通道23流出的渣幕。這樣噴嘴32噴出來的流體為圓環形，與從導流通道23流出的圓形渣幕相匹配。

上述粒化顆粒流引導裝置包括高壓風機、蒸汽儲室、儲水室以及配風管41。高壓風機提供高壓風到配風管道41，配風管道41借助該高壓風將來自蒸汽儲室和/或儲水室的介質從介質出口噴出。配風管道41呈環形布置在從導流通道23流出的渣幕與鍋爐爐膛8的水冷壁之間。配風管道41可以為多排，每排可以呈直線形布置，也可以呈拋物線形布置。該配風管道41的截面可以為圓形或是矩形，若配風管道41的截面是矩形，配風管道41的介質出口的形式是格柵式；若配風管道41的截面為圓形，配風管道41的介質出口可為狹縫、小孔或是在圓管上設置不同形式的噴嘴，或者是由以上形式噴嘴的任意組合。配風管道41的風管出風方向與水平方向的夾角θ可調，范圍為0°<θ<90°。配風管道41中噴射的介質為空氣、蒸汽、水，或是三者中任意兩者或三者的混合物。

實施例一的工作原理：高溫熔渣渣流通過渣溝1直接流入溢流槽210，高溫熔渣渣流流入溢流槽210后有一個緩沖作用，當溢流槽210被熔渣充滿后會沿導流平臺21流向導流平臺21與套筒22形成的導流通道23，此時高溫溶渣渣流將被粒化裝置3形成的高壓介質噴射，打碎成粒徑非常小的顆粒，熔渣顆粒的性能完全能夠滿足建材材料性能的要求。因為高溫熔渣渣流被粒化以后做平拋運動，所以會有一部分粒化后的熔渣小顆粒打到爐墻水冷壁上，為了避免熔渣小顆粒打到爐墻水冷壁上，在渣幕形成裝置2和爐墻水冷壁之間布置環形配風管41。粒化后的熔渣小顆粒最終通過鍋爐的排渣口7排出，高溫的熔渣小顆粒會進行進一步的余熱回收。

實施例二：

本發明實施例二與實施例一之間的區別在于，上述實施例一的粒化裝置3設置在溢流平臺21的下方，而本發明實施例二中的粒化裝置3設置在套筒22的下方。實施例二的這種粒化裝置3的結構如圖4所示，包括環狀的腔體31和噴嘴32，噴嘴32以腔體31的中心為基準呈圓形陣列布置在腔體31的內圈。粒化裝置3的這種結構，能夠使得噴嘴32噴出的介質向著粒化裝置3的中心噴，這樣從導流通道23流出的圓形渣幕被粒化后會靠攏中心位置并向下至鍋爐的排渣口7排出。

實施例三：

實施例三在上述實施例一或者實施例二的基礎上增加了襯板，該襯板附在所述溢流平臺21的上平臺上，且中間下凹貼附在所述溢流槽210內側。襯板有效地保護了溢流平臺21，當需要更換時，只需將襯板提出并替換即可。從而有效的延長了溢流平臺21的使用壽命。

上述實施例是以溢流平臺21包括上圓柱211、下圓柱212以及位于二者中間的圓臺213為例進行說明的，但本發明并不局限于此，該溢流平臺21的結構也可以僅僅為圓臺結構，也可以為柱形結構，也可以為其它形狀的結構。

上述實施例中的套筒22或者溢流平臺21也可以不旋轉。

上述套筒22或者溢流平臺21上可以設置吊耳，可以通過提升裝置勾住該吊耳將其取出。

雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但實施例并不是用來限定本發明的。在不脫離本發明之精神和范圍內，所做的任何等效變化或潤飾，同樣屬于本發明之保護范圍。因此本發明的保護范圍應當以本申請的權利要求所界定的內容為標準。