高溫熔融爐渣噴射?；b置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金、磷化工及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域的余熱回收裝置，尤其涉及一種利用飽和蒸汽將高溫熔融爐渣噴射粒化成渣粒的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]冶金、磷化工及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域在生產(chǎn)過程中均產(chǎn)生高溫熔融爐渣這一副產(chǎn)品。這些高溫熔融爐渣都具有高溫、高焓值等特點(diǎn)，屬于高品質(zhì)的余熱資源。如高爐渣是高爐煉鐵的副產(chǎn)物，其從高爐中排出的溫度在1450?1650°C，熱焓約為1870MJ/t ;黃磷爐熔融磷爐渣1427°C時(shí)的熱焓為1887.83kJ/kg、比熱容為1.256kJ/(kg*°C )。因此，做好高溫熔融爐渣的余熱回收和綜合利用，是相關(guān)行業(yè)節(jié)能降耗的有效途徑。
[0003]在目前工業(yè)生產(chǎn)中，高溫熔融爐渣的處理方法主要是采用水淬法，即將高溫熔融爐渣直接從高溫爐的排渣口排放到敞口的水渣池中。但水淬法處理工藝存在如下缺點(diǎn):(1)水淬法的渣處理需要消耗大量的水來降低其高溫；(2)高溫熔融爐渣中的一些元素會(huì)污染水資源和空氣；(3)高溫熔融爐渣含有大量熱能沒有再回收而被浪費(fèi)；(4)生產(chǎn)現(xiàn)場的勞動(dòng)條件惡化。
[0004]據(jù)報(bào)道，國內(nèi)外均在致力研發(fā)采用高溫熔融爐渣的急冷干式?；に?，但其存在運(yùn)行成本高及?；|(zhì)量(活性)差，設(shè)備體積龐大，制造和運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)，制約了其競爭力，至今未見有成功進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的報(bào)道。急冷干式?；ㄖ饕?種:滾筒法、風(fēng)淬法和離心?；āＦ渲?，滾筒法存在著處理能力不高、設(shè)備作業(yè)率低、設(shè)備體積龐大等缺點(diǎn)，不適合在現(xiàn)場大規(guī)模連續(xù)處理高溫熔融爐渣；風(fēng)淬法設(shè)備體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造、安裝困難，造價(jià)相應(yīng)也高，且動(dòng)力消耗大。其次該法的顆粒直徑分布范圍較寬，不利于后續(xù)處理；離心粒化法為了加快急冷速度，須加大冷卻介質(zhì)(通常為空氣)的流量，這樣會(huì)導(dǎo)致回收熱量的品質(zhì)不高(表現(xiàn)為換熱后氣體的平均溫度低)，否則所產(chǎn)生的渣粒因冷卻速度太慢而結(jié)晶，減少玻璃相的含量而降低其化學(xué)活性，影響爐渣的后期綜合利同，造成了冷卻速度和熱回收效果之間的矛盾。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?00910093757.9的發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N液態(tài)高爐渣干法?；b置，該裝置包括導(dǎo)流槽、落渣口、干法?；鳌⒘；瘒娮旌团旁?；導(dǎo)流槽設(shè)置在干法?；黜敳浚湓谠O(shè)置在導(dǎo)流槽底部，并與干法粒化器連通；干法粒化器上部設(shè)有?；瘒娮欤；瘒娮斐隹谥行妮S線與豎直方向的夾角大于0°且小于等于90° ;排渣口設(shè)置在干法粒化器的底部最低處。該干法粒化裝置的?；瘒娮祀m然設(shè)置在干法粒化器的上部，但粒化噴嘴距離落渣口較遠(yuǎn)，噴射粒化效果差，渣粒的顆粒直徑分布范圍很寬，不利于后續(xù)處理；經(jīng)該干法粒化裝置?；脑Ｖ苯勇淙敫煞；鲀?nèi)，粒化過程中，渣粒四散，需要很大的體積的干法?；鳎嫉孛娣e大，造價(jià)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫熔融爐渣噴射?；b置，優(yōu)先采用低、中壓飽和蒸汽，也可采用過熱蒸汽、壓縮空氣或其它壓縮氣體作為噴射介質(zhì)，將高溫熔融爐渣進(jìn)行噴射粒化的裝置，這是解決高溫熔融爐渣余熱回收的關(guān)鍵。
[0007]本發(fā)明所提供的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:包括料斗、噴孔管和下封頭；所述噴孔管的下端開設(shè)有向下傾斜的噴孔，該噴孔管套在所述料斗外，所述料斗的下端面略高于所述噴孔；所述下封頭靠近所述噴孔管下端設(shè)置，該下封頭與噴孔管之間構(gòu)成攔截氣幕噴氣縫。從高溫爐的排渣口排出的高溫熔融爐渣，直接落入料斗內(nèi)，在繼續(xù)下落過程中，被從噴孔中高速噴出的飽和蒸汽噴射?；稍＃俦幌乱坏缽臄r截氣幕噴氣縫內(nèi)噴出的攔截氣幕攔截，使得已被噴射粒化的渣粒，被限制在較小的空間范圍內(nèi)；料斗下端面略高于噴孔，排渣時(shí)，噴孔與爐渣之間的間距小，產(chǎn)生的噴射粒化效果好，距離小，噴孔噴出的氣體的速度高、動(dòng)能高，對(duì)爐渣的噴射效果。從噴孔、噴氣縫噴出的噴射介質(zhì)，優(yōu)先采用飽和蒸汽，也可采用過熱蒸汽、壓縮空氣或其它壓縮惰性氣體。
[0008]在所述噴孔管外安裝外管，所述外管與噴孔管、下封頭圍成封閉區(qū)域，該封閉區(qū)域與一飽和蒸汽接管連接，向飽和蒸汽接管內(nèi)通入飽和蒸汽等氣體，飽和蒸汽等進(jìn)入封閉區(qū)域內(nèi)，并通過噴孔、噴氣縫噴出。使用飽和蒸汽作為噴射介質(zhì)，具有如下兩點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):一、飽和蒸汽容易獲得，從爐渣余熱回收系統(tǒng)的汽包中即可獲得；二、飽和蒸汽的比熱容大約是空氣的兩倍，更容易將爐渣快速冷卻，現(xiàn)有技術(shù)一般采用壓縮空氣作為噴射介質(zhì)，冷卻效果差、能耗尚。
[0009]噴孔管上的噴孔沿噴孔管徑向分布，可以設(shè)置一周或多周，噴孔與重力方向的夾角為10-80° ;所述噴孔直徑為l-8mm。攔截氣幕噴氣縫為錐形環(huán)縫，縫寬l_8mm，錐度為20-160° 。
[0010]由于爐渣溫度高，所述料斗采用水夾套結(jié)構(gòu)，通水進(jìn)行冷卻。料斗也可以采用能耐高溫氧化的無機(jī)非金屬材料或其與金屬的多層組合材料制成。
[0011]本發(fā)明明顯具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0012](1)因與本發(fā)明配套使用的生產(chǎn)系統(tǒng)均有相當(dāng)?shù)挠酂峥晒┊a(chǎn)生飽和蒸汽，優(yōu)先回用具有足夠壓力的部分飽和蒸汽作為噴射?；橘|(zhì)，既可節(jié)約大量能耗，又大幅減少設(shè)備。
[0013](2)由于本發(fā)明設(shè)置的噴孔與高溫熔融爐渣之間的間距小，所產(chǎn)生的噴射粒化效果佳。另外，從噴孔中噴射出來的高速飽和蒸汽，在噴入高溫熔融爐渣的瞬間，溫度急劇上升轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽，其體積也瞬間急劇膨脹，在高溫熔融爐渣內(nèi)連續(xù)不斷地發(fā)生“微型輕度爆炸”，從而強(qiáng)化了?；Ч?，且不會(huì)影響安全生產(chǎn)。
[0014](3)由于本發(fā)明設(shè)置了攔截氣幕，使得已被噴射粒化的渣粒，被限制在較小的空間范圍內(nèi)，可大幅減小設(shè)備體積，節(jié)省生產(chǎn)現(xiàn)場的布置空間，降低制造成本，同時(shí)也強(qiáng)化了對(duì)渣粒的冷卻作用。
[0015](4))因整個(gè)噴射粒化過程全部在封閉的筒體內(nèi)完成，顯著改善了生產(chǎn)現(xiàn)場的勞動(dòng)條件，安全生產(chǎn)也更有保障。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施效果照片。
[0018]圖中:1.料斗，2.外管，3.噴孔管，4.噴孔，5.下封頭，6.攔截氣幕錐形縫，7.飽和蒸汽接管。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所提供的高溫熔融爐渣噴射?；b置，包括料斗1、外管2、噴孔管3、下封頭5和飽和蒸汽接管7。由于爐渣溫度高，料斗1采用水夾套結(jié)構(gòu)，通水進(jìn)行冷卻，料斗1也可以采用能耐高溫氧化的無機(jī)非金屬材料或其與金屬的多層組合材料制成。噴孔管3的下部開有若干向下傾斜的噴孔4，噴孔4沿噴孔管3的徑向分布，可以設(shè)置一周或多周噴孔4，噴孔4與重力方向的夾角為10-80°，噴孔直徑為l_8mm。噴孔管3套在料斗1的外部，并與料斗1焊接，料斗1的下端面略高于噴孔4，高溫熔融爐渣從料斗1出料時(shí)，可以迅速被噴孔4的噴射的飽和蒸汽?；Ｏ路忸^5靠近噴孔管3的下端設(shè)置，噴孔管3的下端外錐面與下封頭5的內(nèi)錐面構(gòu)成攔截氣幕錐形縫6，該錐形縫的截面為環(huán)形，其縫寬l-8mm，錐度為20-160°。外管2的上端與噴孔管3的上端外緣焊接，其下端與下封頭5的外緣焊接，外管2的側(cè)面與飽和蒸汽管7接通，外管2、噴孔管3與下封頭5圍成封閉區(qū)域，通過飽和蒸汽管7向封閉區(qū)域內(nèi)優(yōu)先通入飽和蒸汽，也可通入過熱蒸汽、壓縮空氣或其它壓縮惰性氣體作為噴射介質(zhì)，再從噴孔4、攔截氣幕錐形縫6噴出。
[0020]圖2為采用本發(fā)明所提供的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置進(jìn)行爐渣噴射?；Ч麍D片，噴射粒化效果佳，已被噴射粒化的渣粒，被限制在較小的空間范圍內(nèi)，也強(qiáng)化了對(duì)渣粒的冷卻作用。
[0021]本發(fā)明具體工作方式如下:
[0022]飽和蒸汽流經(jīng)飽和蒸汽接管7并被分配到噴孔4和攔截氣幕錐形縫6，飽和蒸汽優(yōu)選使用低、中壓飽和蒸汽；高溫熔融爐渣從高溫爐的排渣口排出，直接落入料斗1，在繼續(xù)下落到噴孔管3時(shí)，被從噴孔4中高速噴出的飽和蒸汽噴射?；稍?，再被從下面一道攔截氣幕錐形縫6中噴出的攔截氣幕攔截。至此即完成高溫熔融爐渣噴射?；娜^程。高溫熔融爐渣既被飽和蒸汽噴射?；兂稍＃瑫r(shí)又被飽和蒸汽快速冷卻；而飽和蒸汽也被高溫熔融爐渣加熱變?yōu)檫^熱蒸汽，可提供給換熱器回收高溫熔融爐渣的高品位余熱。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，其特征在于:包括料斗、噴孔管和下封頭；所述噴孔管的下端開設(shè)有向下傾斜的噴孔，該噴孔管套在所述料斗外，所述料斗的下端面略高于所述噴孔；所述下封頭靠近所述噴孔管下端設(shè)置，該下封頭與噴孔管之間構(gòu)成攔截氣幕噴氣縫，該攔截氣幕噴氣縫位于噴孔的下方。2.如權(quán)利要求1所述的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，其特征在于:所述噴孔管外安裝有外管，所述外管與噴孔管、下封頭圍成封閉區(qū)域，該封閉區(qū)域與一飽和蒸汽接管連接。3.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述噴孔與重力方向的夾角為10-80° ;所述噴孔直徑為1-8_。4.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，其特征在于:所述噴孔沿所述噴孔管徑向分布。5.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述攔截氣幕噴氣縫為錐形環(huán)縫，縫寬l_8mm，錐度為20-160°。6.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射粒化裝置，其特征在于:所述噴孔和/或攔截氣幕噴氣縫內(nèi)通入的噴射介質(zhì)為飽和蒸汽、過熱蒸汽、壓縮空氣或壓縮惰性氣體。7.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述料斗為水夾套結(jié)構(gòu)。8.如權(quán)利要求1或2所述的高溫熔融爐渣噴射?；b置，其特征在于:所述料斗采用能耐高溫氧化的無機(jī)非金屬材料，或無機(jī)非金屬材料與金屬的多層組合材料制成。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高溫熔融爐渣噴射?；b置，包括料斗、噴孔管和下封頭；所述噴孔管的下端開設(shè)有向下傾斜的噴孔，該噴孔管套在所述料斗外，所述料斗的下端面略高于所述噴孔；所述下封頭靠近所述噴孔管下端設(shè)置，該下封頭與噴孔管之間構(gòu)成攔截氣幕噴氣縫。本發(fā)明設(shè)置的噴孔與高溫熔融爐渣之間的間距小，所產(chǎn)生的噴射粒化效果佳，從噴孔中噴射出來的高速飽和蒸汽，在噴入高溫熔融爐渣的瞬間，溫度急劇上升轉(zhuǎn)變?yōu)檫^熱蒸汽，其體積也瞬間急劇膨脹，在高溫熔融爐渣內(nèi)連續(xù)不斷地發(fā)生“微型輕度爆炸”，從而強(qiáng)化了?；ЧＴO(shè)置攔截氣幕，使得已被噴射粒化的渣粒，被限制在較小的空間范圍內(nèi)，可大幅減小設(shè)備體積，同時(shí)也強(qiáng)化了對(duì)渣粒的冷卻作用。
【IPC分類】C01B25/027, C21B3/06
【公開號(hào)】CN105296691
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510830849
【發(fā)明人】陳興元, 楊峻, 郭宏新, 陳軍, 詹岳, 汪夏
【申請(qǐng)人】南京圣諾熱管有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日