液態鋼渣氣淬余熱回收系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液態鋼渣氣淬余熱回收系統及方法。
【背景技術】
[0002]目前已知的液態鋼渣的氣淬及余熱回收系統主要由氮氣粒化裝置、氣淬后形成的固態高溫鋼渣粒的輸送裝置、固態高溫鋼渣粒的換熱裝置、氣體余熱鍋爐和氮氣風機組成。其不足之處:氣淬后形成的固態高溫鋼渣粒為850度左右，運輸裝置處于高溫轉運狀態，無法長期正常工作；氣淬后形成的固態高溫鋼渣粒在換熱裝置中處于流態化狀態或飛落狀態，灰塵多，且氮氣循環風量大，供給氣體余熱鍋爐的高溫氣體溫度偏低；全系統工藝流程長，設備眾多體積大，造價高，占地大，自身能耗大，設備磨損大，運行費用高，余熱回收效率不高；氮氣流程長，損耗大。
[0003]目前已知的液態鋼渣的氣淬及余熱回收方法是利用高速氮氣在粒化罐內將1600度左右的液態鋼渣氣淬、粒化、冷卻成850度左右的固態高溫鋼渣粒，再將850度左右的固態高溫鋼渣粒輸送到另一個獨立的設備中，利用低溫氮氣使固態高溫鋼渣粒在流態化狀態或飛落狀態下換熱、余熱回收，同時將氣淬產生的高溫氣淬氮氣的余熱回收。其不足之處:運輸裝置處于高溫轉運狀態，無法長期正常工作；氣淬后形成的固態高溫鋼渣粒在換熱裝置中處于流態化狀態或飛落狀態，填充率低，灰塵多，且氮氣循環風量大，供給氣體余熱鍋爐的高溫氣體溫度偏低；工藝流程長，設備眾多體積大，造價高，占地大，自身能耗大，設備磨損大，運行費用高，余熱回收效率不高；氮氣流程長，損耗大。
[0004]
【發明內容】
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種在同一個容器內完成液態鋼渣的氣淬碎裂粒化的，同時對余熱進行回收的，全套工藝設備少造價低的，能夠實現全封閉運行的液態鋼渣氣淬余熱回收系統及方法。
[0005]本發明系統的目的通過下述技術方案予以實現:
液態鋼渣氣淬余熱回收系統一，
適用于將液態鋼渣進行氣淬粒化處理形成固態高溫鋼渣粒并回收余熱冷卻鋼渣粒；所述系統包括粒化換熱罐、液態渣罐、粒化裝置、自動補氮裝置、飛灰分離器和氣體余熱鍋爐，粒化換熱罐的熱風出口通過飛灰分離器與氣體余熱鍋爐的進風口連接，粒化換熱罐的液態渣進口與液態渣罐連接，液態渣進口的下方安裝粒化裝置，粒化裝置通過氮氣風機與氣體余熱鍋爐的出風口連接，粒化裝置，與氣體余熱鍋爐的出風口之間配置自動補氮裝置；
所述粒化換熱罐為罐體結構，自上而下分為粒化室和粒料堆積室，粒化室和粒料堆積室為內部互通的連體結構，粒料堆積室的容積足夠容納30分鐘以上氣淬的粒料產量；
所述熱風出口位于粒化室的頂部或側面；
所述液態渣進口位于粒化室的側面；
所述粒料堆積室的底板為夾層結構的風室，風室上均勻設置若干個出渣管，相鄰兩出渣管之間的中心距為20-80厘米，出渣管的下方安裝出渣機； 所述風室由帶氣孔的布風板、風室進風口、風室底板及側板組成；所述風室進風口與氮氣風機的出風口連接；
所述飛灰分離器的返灰管伸入粒料堆積室；
所述粒化室和粒料堆積室之間設有料位儀；
所述粒化換熱罐、飛灰分離器、氣體余熱鍋爐、氮氣風機和風室形成氮氣循環回路；
當料位儀檢測到粒料堆積室內固態高溫鋼渣粒的堆積高度達到設定高度時，啟動出渣機按進料速度出料，自動維持固態高溫鋼渣粒的堆積高度在設定位置。
[0006]所述粒化室的側壁位于料位儀的上方設置冷卻風進口，冷卻風進口通過管道與氮氣風機的出風口連接。
[0007]所述料位儀下方安裝粒化室風室，粒化室風室主要由帶氣孔的布風板、風室底板和落料管構成，布風板與風室底板組成夾層結構，冷卻風進口位于夾層結構之中；所述落料管伸入粒料堆積室內一定長度；所述粒料堆積室的側壁上高于落料管出口的位置設置冷卻風出口 ；所述冷卻風進口通過管道與氮氣風機的出風口連接；所述粒化室、飛灰分離器、氣體余熱鍋爐、氮氣風機和粒化室風室形成第一氮氣循環回路；
所述風室底板、落料管的外壁、落料管內的固態高溫鋼渣粒與粒料堆積室內的固態高溫鋼渣粒上表面形成空腔，空腔經過冷卻風出口及管道與飛灰分離器連接；所述粒料堆積室、飛灰分離器、氣體余熱鍋爐、氮氣風機和風室形成第二氮氣循環回路。
[0008]所述風室與出渣機之間設置二次粒料堆積室，二次粒料堆積室主要由底板及側壁構成的，底板上均勻設置若干個出渣口，相鄰兩出渣口之間的中心距為20-80厘米；所述二次粒料堆積室內安裝常壓水管換熱器；所述出渣機配置冷卻管道；冷卻管道的一端順序連接循環水泵、帶自動補水裝置的水箱、散熱裝置、常壓水管換熱器組成強制循環冷卻裝置。
[0009]所述粒料堆積室內分層布置冷卻風管，每根冷卻風管橫穿粒料堆積室，露在粒料堆積室側壁之外的管道與氣體主管連接，冷卻風管上位于粒料堆積室內的部分設置氣孔；同層冷卻風管外壁間距大于2厘米，相鄰層距大于5厘米；所述氣體主管的進風口與氮氣風機的出風口連接。
[0010]液態鋼渣氣淬余熱回收系統二:
適用于將液態鋼渣進行氣淬粒化處理形成固態高溫鋼渣粒并回收余熱冷卻鋼渣粒；所述系統包括粒化換熱罐、液態渣罐、粒化裝置、自動補氮裝置、飛灰分離器和氣體余熱鍋爐，粒化換熱罐的熱風出口通過飛灰分離器與氣體余熱鍋爐的進風口連接，粒化換熱罐的液態渣進口與液態渣罐連接，液態渣進口的下方安裝粒化裝置，粒化裝置通過氮氣風機與氣體余熱鍋爐的出風口連接，粒化裝置，與氣體余熱鍋爐的出風口之間配置自動補氮裝置；
所述粒化換熱罐為罐體結構，自上而下分為粒化室和粒料堆積室，粒化室和粒料堆積室為內部互通的連體結構，粒料堆積室的容積足夠容納60分鐘以上氣淬的粒料產量；
所述熱風出口位于粒化室的頂部或側面；
所述液態渣進口位于粒化室的側面；
所述粒料堆積室的底板上均勻設置若干個出渣口，相鄰兩出渣口之間的中心距為20-80厘米，出渣口的下方安裝出渣機；
所述粒化室和粒料堆積室之間設有料位儀；
所述料位儀的上方設置冷卻風進口，冷卻風進口與氮氣風機出風口連接； 所述飛灰分離器的返灰管伸入粒料堆積室；
所述粒料堆積室內從上至下安裝蒸發器和省煤器，與汽包連接組成余熱鍋爐；
或者，所述粒料堆積室內從上至下安裝過熱器、蒸發器和省煤器，與汽包連接組成余熱鍋爐系統；
當料位儀檢測到粒料堆積室內固態高溫鋼渣粒的堆積高度達到設定高度時，啟動出渣機按進料速度出料，自動維持固態高溫鋼渣粒的堆積高度在設定位置；
所述粒化室、飛灰分離器、氣體余熱鍋爐和氮氣風機形成氮氣循環回路。
[0011]所述料位儀上方安裝粒化室風室，粒化室風室主要由帶氣孔的布風板、風室底板和落料管構成，布風板與風室底板組成夾層結構，冷卻風進口位于夾層結構之中；所述粒化室、飛灰分離器、氣體余熱鍋爐、氮氣風機和粒化室風室形成氮氣循環回路。
[0012]所述粒料堆積室內位于底板的上方安裝常壓水管換熱器；所述出渣機配置冷卻管道；冷卻管道的一端順序連接循環水泵、帶自動補水裝置的水箱、散熱裝置、常壓水管換熱器組成強制循環冷卻裝置。
[0013]液態鋼渣氣淬余熱回收系統三:
適用于將液態鋼渣進行氣淬粒化處理形成固態高溫鋼渣粒并回收余熱冷卻鋼渣粒；所述系統包括粒化換熱罐、液態渣罐、粒化裝置、自動補氮裝置、飛灰分離器和氣體余熱鍋爐，粒化換熱罐的熱風出口通過飛灰分離器與氣體余熱鍋爐的進風口連接，粒化換熱罐的液態渣進口與液態渣罐連接，液態渣進口的下方安裝粒化裝置，粒化裝置通過氮氣風機與氣體余熱鍋爐的出風口連接，粒化裝置，與氣體余熱鍋爐的出風口之間配置自動補氮裝置；
所述粒化換熱罐為罐體結構，自上而下分為粒化室和粒料堆積室，粒化室和粒料堆積室為內部互通的連體結構，粒料堆積室的容積足夠容納60分鐘以上氣淬的粒料產量；
所述熱風出口位于粒化室的頂部或側面；
所述液態渣進口位于粒化室的側面；
所述粒料堆積室的底板上均勻設置若干個出渣口，相鄰兩出渣口之間的中心距為20-80厘米，出渣口的下方安裝出渣機；
所述粒化室和粒料堆積室之間設有料位儀；
所述料位儀的上方設置冷卻風進口，冷卻風進口與氮氣風機出風口連接；
所述飛灰分離器的返灰管伸入粒料堆積室；
當料位儀檢測到粒料堆積室內固態高溫鋼渣粒的堆積高度達到設定高度時，啟動出渣機按進料速度出料，自動維持固態高溫鋼渣粒的堆積高度在設定位置；
所述粒化室、飛灰分離器、氣體余熱鍋爐和氮氣風機形成氮氣循環回路；
所述氣體余熱鍋爐主要由組成蒸發器、省煤器和外部汽包組成，蒸發器和省煤器管道垂直布置；
所述粒料堆積室內從上至下安裝過熱器和省煤器，過熱器上安裝減溫器；
二個省煤器的進水口均連接高壓給水泵的出水口，二個省煤器的出水口均連接外部汽包，外部汽包的飽和蒸氣出口與過熱器的進汽口連接；高壓給水泵的進水口連接水源；高壓給水泵、省煤器、外部汽包、蒸發器、過熱器形成能夠產過熱蒸氣的組合式自然循環余熱鍋爐。
[0014]所述料位儀上方安裝粒化室風室，粒化室風室主要由帶氣孔的布風板、風室底板和落料管構成，布風板與風室底板組成夾層結構，冷卻風進口位于夾層結構之中；所述粒化室、飛灰分離器、氣體余熱鍋爐、氮氣風機和粒化室風室成氮氣循環回路。
[0015]所述粒料堆積室內位于底板的上方安裝常壓水管換熱器；所述出渣機配置冷卻管道；冷卻管道的一端順序連接循環水泵、帶自動補水裝置的水箱、散熱裝置、常壓水管換熱器組成強制循環冷卻裝置。
[0016]本發明方法的目的通過下述技術方案予以實現:
方法一:
所述方法是將1600度左右的液態鋼渣進行氮氣氣淬粒化處理形成固態高溫鋼渣粒和高溫氣淬氮氣，回收高溫氣淬氮氣并對固態高溫鋼渣粒的顯熱予以回收同時冷卻固態高溫鋼渣粒，通過外部設備對回收的余熱進行再利用；所述方法的步驟為:氣淬、余熱回收，余熱利用；
所述氣淬粒化處理和固態高溫鋼渣粒顯熱的回收同時冷卻固態高溫鋼渣粒兩個步驟同時在同一個密閉的靜置的立式容器內完成；在容器的上部完成氣淬粒化處理步驟，在容器的下部完成固態高溫鋼渣粒顯熱的回收同時冷卻固態高溫鋼渣粒的步驟；
所述固態高溫鋼渣粒在容器中保持設定的堆積厚度，出料均勻，使容器中固態高溫鋼渣粒以緩慢的速度下移，提高固態高溫鋼渣粒在容器中停留的時間，以便更好地回收顯執.所述固態高溫鋼渣粒在顯熱回收過程中始終處于非流化態、非飛落狀態；
從容器頂部回收氣淬時產生的高溫氣淬氮氣；同時從容器底部和/或通過橫穿容器下部的被埋在固態高溫鋼渣粒中的冷卻風管向容器中堆積的固態高溫鋼渣粒中均勻鼓入氮氣，從容器頂部回收高溫氣體，或從容器側面獨立回收高溫氣體；兩部分高溫氣體被利用，如連接氣體余熱鍋爐。
[0017]所述容器中的固態高溫鋼渣粒的厚度大于1.5米；容器中的固態高溫鋼渣粒的下移速度小于每小時3米；固態高溫鋼渣粒在容器