高爐渣產生水蒸氣的系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及一種高爐渣產生水蒸氣的系統，包括緩沖罐、粒化塔及換熱機構；緩沖罐的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與粒化塔的爐渣入口連通；粒化塔上設有粒化水入口、水蒸氣出口及爐渣出口，由粒化水入口噴入的粒化水對由爐渣入口排入的爐渣進行水淬并產生水蒸氣，水蒸氣出口通過蒸汽管路與換熱機構連通。另外還涉及一種高爐渣產生水蒸氣的方法，該方法基于上述系統實施。通過水蒸氣作為熱量傳遞載體，避免了高爐沖渣水里的雜質對換熱器及管道的結垢、腐蝕；通過設置緩沖罐可解決由于高爐不連續的出渣造成的水蒸氣產生不穩定的情況，使得粒化塔內的沖渣連續化，從而可在粒化塔內持續地產生水蒸氣，便于高爐渣的余熱利用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于高爐煉鐵
，具體涉及一種高爐渣產生水蒸氣的系統及方法。
技術介紹
高爐冶煉能耗占整個鋼鐵生產能耗的59％左右，是鋼鐵廠第一耗能工序。高爐在冶煉過程中產生大量高溫爐渣，通常用水淬的方法將高爐渣快速冷卻，但水淬過程產生的低溫沖渣水余熱品位較低，且含有多種無機鹽及水垢而難以余熱回收利用，造成能源浪費。據統計每生產1t鐵水產生約0.3～0.6t的1450-1650℃的高爐渣，每噸高爐渣約含有1260～1880MJ的熱量。在我國北方已經將高爐沖渣水熱量用于建筑取暖，取得良好的經濟效益，但是高爐沖渣水對換熱器的腐蝕問題，縮短了換熱器的使用壽命，而在非取暖的季節以及南方的高爐沖渣水基本沒有得到應用。此外高爐出渣是間歇性的，這對高爐渣余熱利用也帶來不便。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種高爐渣產生水蒸氣的系統及方法，至少可解決現有技術的部分缺陷。本專利技術實施例涉及一種高爐渣產生水蒸氣的系統，包括緩沖罐、粒化塔及換熱機構；所述緩沖罐的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與所述粒化塔的爐渣入口連通；所述粒化塔上設有粒化水入口、水蒸氣出口及爐渣出口，由所述粒化水入口噴入的粒化水對由所述爐渣入口排入的爐渣進行水淬并產生水蒸氣，所述水蒸氣出口通過蒸汽管路與所述換熱機構連通。作為實施例之一，所述緩沖罐內通過隔板分隔為進料腔和均壓腔，所述進料腔與所述均壓腔底部導通，所述進料腔上部設置有爐渣承接口，所述均壓腔上部通過分支蒸汽管道與所述水蒸氣出口連通。作為實施例之一，所述系統還包括循環水儲池，所述循環水儲池與所述粒化水入口連接；水蒸氣在換熱機構內換熱冷凝后產生的冷凝水排入所述循環水儲池。作為實施例之一，所述換熱機構包括至少一級換熱裝置。作為實施例之一，所述換熱機構包括沿水蒸氣流通方向依次連接的余熱利用換熱器和冷卻器，所述冷卻器的冷媒采用粒化水，所述冷卻器的兩個介質出口均與所述循環水儲池連接。作為實施例之一，所述冷卻器的冷媒進入溫度為20～25℃，所述冷卻器的兩種介質排出的溫度均在37～45℃范圍內。作為實施例之一，水蒸氣在換熱機構內換熱冷凝后產生的冷凝水溫度在37～45℃范圍內。作為實施例之一，所述粒化塔內設有用于檢測粒化水液位的液位檢測機構、用于檢測塔 內壓力的壓力檢測機構及用于檢測塔內水蒸氣溫度的溫度檢測機構。本專利技術實施例涉及一種高爐渣產生水蒸氣的方法，所述方法為：由緩沖罐承接來自高爐的爐渣，并通過緩沖罐底部的排料閥連續地向粒化塔內排入爐渣；向粒化塔內噴入粒化水對爐渣進行水淬以粒化爐渣并產生水蒸氣，粒化的爐渣渣水分離后排出粒化塔，水蒸氣通過蒸汽管路導入換熱機構進行余熱利用，水蒸氣在換熱機構內換熱冷凝后產生的冷凝水作為粒化水送入粒化塔內循環使用；其中，實時監測粒化塔內的粒化水液位、塔內壓力及塔內水蒸氣溫度，通過控制所述排料閥的開度、所述蒸汽管路上的流量控制閥門開度及向粒化塔內噴入的粒化水水量，使粒化塔內的粒化水持續處于沸騰狀態，并產生溫度及流量穩定的飽和蒸汽。作為實施例之一，水蒸氣在換熱機構內換熱冷凝后產生的冷凝水溫度在37～45℃范圍內。本專利技術實施例至少實現了如下有益效果：通過水的相變換熱實現高爐渣的冷卻，減少了高爐沖渣水的用量，有利于節水；通過水蒸氣作為熱量傳遞載體，避免了高爐沖渣水里的雜質對換熱器及管道的結垢、腐蝕；通過設置緩沖罐可解決由于高爐不連續的出渣造成的水蒸氣產生不穩定的情況，使得粒化塔內的沖渣連續化，從而可在粒化塔內持續地產生水蒸氣，便于高爐渣的余熱利用。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的高爐渣產生水蒸氣的系統的結構示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例一如圖1，本專利技術實施例提供一種高爐渣產生水蒸氣的系統，包括緩沖罐2、粒化塔1及換熱機構。所述緩沖罐2的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與所述粒化塔1的爐渣入口連通；其中，高爐渣通過渣溝排入上述緩沖罐2內，緩沖罐2的底部通過排料管路連接至粒化塔1的爐渣入口，在該排料管路上設置排料閥10，以控制進入粒化塔1內的爐渣流量。所述 粒化塔1上設有粒化水入口、水蒸氣出口及爐渣出口，由所述粒化水入口噴入的粒化水對由所述爐渣入口排入的爐渣進行水淬并產生水蒸氣，所述水蒸氣出口通過蒸汽管路與所述換熱機構連通；其中，上述粒化水入口和爐渣入口大致位于粒化塔1塔體中部位置，上述水蒸氣出口位于粒化塔1塔體頂部，經水淬粒化得到的粒化爐渣經渣水分離裝置4處理后排出粒化塔1，可通過輸送皮帶等運輸設備運至高爐渣儲倉，上述渣水分離裝置4可采用攪籠式渣水分離裝置4。進一步可在粒化塔1內頂部設置汽水分離裝置7，該汽水分離裝置7可以為氣液分離網7等常用的氣液分離器。本專利技術通過水的相變換熱實現高爐渣的冷卻，減少了高爐沖渣水的用量，有利于節水；通過水蒸氣作為熱量傳遞載體，避免了高爐沖渣水里的雜質對換熱器及管道的結垢、腐蝕；通過設置緩沖罐2可解決由于高爐不連續的出渣造成的水蒸氣產生不穩定的情況，使得粒化塔1內的沖渣連續化，從而可在粒化塔1內持續地產生水蒸氣，便于高爐渣的余熱利用。作為實施例之一，如圖1，所述緩沖罐2內通過隔板11分隔為進料腔和均壓腔，所述進料腔與所述均壓腔底部導通，所述進料腔上部設置有爐渣承接口，所述均壓腔上部通過分支蒸汽管道與所述水蒸氣出口連通。進一步在上述分支蒸汽管道上設置有壓力平衡閥9。上述隔板11豎直設置，其頂端與緩沖罐2內頂端固定，其底端位于緩沖罐2內底端上方；進料腔承接由高爐排出的爐渣，均壓腔與水蒸氣出口連通，根據連通器原理可實現緩沖罐2與粒化塔1內壓力平衡，使得爐渣可流暢地進入粒化塔1內。由于進料腔與均壓腔底部連通，因此均壓腔內會有一定料位高度的爐渣，進料腔與均壓腔的料位差產生的壓力與粒化塔1內產生的蒸汽壓力相同；當高爐出渣量大于緩沖罐2出渣量時，進料腔與均壓腔內料位同步上升，反之則同步下降，實時監測緩沖罐2內的高爐渣料位，當緩沖罐2內高爐渣料位低于設定下限值時，關閉上述壓力平衡閥9及排料閥10，保證緩沖罐2兩部分保持足夠的高度差，避免水蒸氣由均壓腔進入到進料腔而逸出。作為實施例之一，如圖1，所述系統還包括循環水儲池5，所述循環水儲池5通過循環泵6與所述粒化水入口連接；水蒸氣在換熱機構內換熱冷凝后產生的冷凝水排入所述循環水儲池5。所述換熱機構包括至少一級換熱裝置，其中，第一級換熱裝置為余熱利用換熱器3，該余熱利用換熱器3可以為發電系統的蒸發器、吸收式制冷系統的發生器、海水淡化系統的海水加熱器等。換熱裝置的級數根據產生的水蒸氣的溫度及第一級換熱裝置3的余熱利用效果等因素確定，若余熱利用后水蒸氣不能全部冷凝或冷凝后溫度較高，則需進一步對水蒸氣進行冷卻。即：所述換熱機構包括沿本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高爐渣產生水蒸氣的系統，其特征在于：包括緩沖罐、粒化塔及換熱機構；所述緩沖罐的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與所述粒化塔的爐渣入口連通；所述粒化塔上設有粒化水入口、水蒸氣出口及爐渣出口，由所述粒化水入口噴入的粒化水對由所述爐渣入口排入的爐渣進行水淬并產生水蒸氣，所述水蒸氣出口通過蒸汽管路與所述換熱機構連通。

【技術特征摘要】
1.一種高爐渣產生水蒸氣的系統，其特征在于：包括緩沖罐、粒化塔及換熱機構；所述緩沖罐的入口承接由高爐排出的爐渣，出口端與所述粒化塔的爐渣入口連通；所述粒化塔上設有粒化水入口、水蒸氣出口及爐渣出口，由所述粒化水入口噴入的粒化水對由所述爐渣入口排入的爐渣進行水淬并產生水蒸氣，所述水蒸氣出口通過蒸汽管路與所述換熱機構連通。2.根據權利要求1所述的高爐渣產生水蒸氣的系統，其特征在于：所述緩沖罐內通過隔板分隔為進料腔和均壓腔，所述進料腔與所述均壓腔底部導通，所述進料腔上部設置有爐渣承接口，所述均壓腔上部通過分支蒸汽管道與所述水蒸氣出口連通。3.根據權利要求1所述的高爐渣產生水蒸氣的系統，其特征在于：所述系統還包括循環水儲池，所述循環水儲池與所述粒化水入口連接；水蒸氣在換熱機構內換熱冷凝后產生的冷凝水排入所述循環水儲池。4.根據權利要求3所述的高爐渣產生水蒸氣的系統，其特征在于：所述換熱機構包括至少一級換熱裝置。5.根據權利要求4所述的高爐渣產生水蒸氣的系統，其特征在于：所述換熱機構包括沿水蒸氣流通方向依次連接的余熱利用換熱器和冷卻器，所述冷卻器的冷媒采用粒化水，所述冷卻器的兩個介質出口均與所述循環水儲池連接。6.根據權利要求5所述的高爐渣產生水蒸氣的系統，其特征在于：所述冷卻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：施萬玲，
申請(專利權)人：中冶南方工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北;42