一种多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置及其方法

本发明属于钢铁企业冶金渣余热回收及资源化利用，具体涉及一种多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置及其方法。

背景技术：

1、冶金渣属于固体废弃物，不允许外弃堆存，可以通过一定的处理工艺加以回收利用。而目前冶金渣处理系统主要有热泼处理系统、热焖处理系统、水淬处理系统和风淬处理系统。

2、然而，热泼处理系统、热焖处理系统和水淬处理系统存在一些问题。这些问题包括无法利用余热、冶金渣颗粒度无法保证、耗水量大以及对环境造成二次污染等。

3、冶金渣风淬系统是一种较为成熟的处理系统，其基本构成为液态熔渣溜槽、下方的风口和相应的风机系统，已经在国内多家钢厂采用，然而风淬处理系统在风口设计与固态渣成品存在一些问题。国内存在的冶金渣风淬处理工艺主要分为宽风口类型和密排孔状风口类型。宽风口类型技术需要提高风机的功率以获得足够的压缩空气出口动能，导致能耗增加，不符合钢铁行业降低能耗的趋势。密排孔状风口类型属于拉瓦尔型风淬技术，虽然可以通过拉瓦尔型风口设计获得高风速，但是风口加工复杂且同样需要高压压缩空气来源，不利于降低能耗。

4、其次是固态冶金渣成品的粘结问题。经过高速压缩空气冲击后的液态冶金渣会转变为细颗粒的固态冶金渣，由于空气的传热系数较低，冶金渣在落地面后仍然保持较高的温度，颗粒内部可能仍处于熔融状态，下层的冶金渣颗粒表面会重新熔融并与其他冶金渣颗粒粘结在一起形成板结。冶金渣的板结问题降低了风淬冶金渣的成品率，结块的冶金渣处理困难，容易产生废弃物和环境污染。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置及其方法，用于解决风淬粒化过程中冶金渣粒化效率低、冶金渣反热粘连及粒化系统能耗大的技术问题。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，包括粒化仓，粒化仓水平设置在地面上，粒化仓的一侧和底部分别设置有喷嘴，喷嘴经介质输送单元连接介质存储单元，粒化仓的顶部一侧设置有熔渣输送单元，熔渣输送单元通过溜槽将熔渣输送至粒化仓内，喷嘴通过喷吹高速介质对粒化仓内的熔渣进行粒化处理。

4、优选地，介质输送单元包括水泵、输水管道和空气压缩机，喷嘴分别经输水管道、输气管道、烟气输送管道和输粉管道连接介质存储单元，介质存储单元存储的介质包括烟气、水及粉体颗粒。

5、更优选地，介质存储单元包括储水箱、空气压缩机和储粉仓，储水箱内设置有水泵，水泵与输水管道的一端连接，空气压缩机与输气管道的一端连接，储粉仓与输粉管道的一端连接。

6、更优选地，输水管道上设置有控制阀f1，输气管道上设置有控制阀f2，烟气输送管道上设置有控制阀f3。

7、优选地，熔渣输送单元包括渣罐，渣罐设置在粒化仓一侧的上方，渣罐通过溜槽与粒化仓连接。

8、更优选地，渣罐通过液压倾翻装置固定连接。

9、优选地，溜槽设置有溜槽角度调节机构。

10、优选地，喷嘴经控制阀f4与空气压缩机连接。

11、更优选地，喷嘴出口形状包括圆孔喷嘴、u型喷嘴和扁口喷嘴，布置方式为多行多列布置或交叉布置。

12、本发明的另一技术方案是，一种多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置的工作方法，包括以下步骤：

13、s1、根据熔渣的初温与粘度，调整溜槽的角度与风口角度；

14、s2、开启介质输送单元，以预定压力与流量向粒化仓内供应高速风；

15、s3、熔渣输送单元将熔渣通过溜槽)下落至粒化仓内，同时在开始风淬时，开启介质输送单元，对粒化仓内的熔渣进行粒化；

16、s4、逐步开启布置与粒化仓侧壁与底部的喷嘴，对风场进行调控，并对熔渣破碎进行补充。

17、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

18、1.相比于传统风淬工艺，该装置采用重介质粒化，通过高速气体喷嘴喷出的高速重介质射流作为破碎动能，降低了所需要能耗，加快了熔渣破碎效率，减少气源动力消耗、提高能量利用率，减少粒化空气量、提高余热回收率，有利于玻璃体的形成，减少了有害气体排放和烟尘产生。

19、2.本发明的风淬工艺容易调节，可以很好的制备符合目标期望的产物，可以根据现场条件灵活控制气淬介质选用、溜槽角度与喷口角度。

20、3.采用在粒化仓单元侧壁及底部安装若干喷嘴的方式和喷嘴单元多喷嘴和出口形状的不同排列布置方式，形成均匀分布的高速气流，提高了熔渣颗粒落地分布均匀度且解决了熔渣落地反热粘结问题。

21、4.采用烟气作为高速气体，可以有效利用烟气成分，有利于制备粒径和安定性达标的粒化渣，且减少大气污染。

22、综上所述，本发明采用重介质风力破碎熔渣并采用粒化仓侧壁布置喷嘴的方式使渣处理能力进一步提高，重介质的喷射提高了破碎渣粒的效果，喷嘴单元的布置方式起到了均匀布风的作用，提高了了熔渣颗粒落地的均匀度，减少了系统能耗。

23、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，包括粒化仓(1)，粒化仓(1)水平设置在地面上，粒化仓(1)的一侧和底部分别设置有喷嘴(7)，喷嘴(7)经介质输送单元连接介质存储单元，粒化仓(1)的顶部一侧设置有熔渣输送单元，熔渣输送单元通过溜槽(12)将熔渣输送至粒化仓(1)内，喷嘴(7)通过喷吹高速介质对粒化仓(1)内的熔渣进行粒化处理。

2.根据权利要求1所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，介质输送单元包括水泵(3)、输水管道(31)和空气压缩机(5)，喷嘴(7)分别经输水管道(31)、输气管道(51)、烟气输送管道(6)和输粉管道(81)连接介质存储单元，介质存储单元存储的介质包括烟气、水及粉体颗粒。

3.根据权利要求2所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，介质存储单元包括储水箱(4)、空气压缩机(5)和储粉仓(8)，储水箱(4)内设置有水泵(3)，水泵(3)与输水管道(31)的一端连接，空气压缩机(5)与输气管道(51)的一端连接，储粉仓(8)与输粉管道(81)的一端连接。

4.根据权利要求2所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，输水管道(31)上设置有控制阀f1，输气管道(51)上设置有控制阀f2，烟气输送管道上设置有控制阀f3。

5.根据权利要求1所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，熔渣输送单元包括渣罐(10)，渣罐(10)设置在粒化仓(1)一侧的上方，渣罐(10)通过溜槽(12)与粒化仓(1)连接。

6.根据权利要求5所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，渣罐(10)通过液压倾翻装置(9)固定连接。

7.根据权利要求1所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，溜槽(12)设置有溜槽角度调节机构(11)。

8.根据权利要求1所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，喷嘴(7)经控制阀f4与空气压缩机(5)连接。

9.根据权利要求8所述的多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置，其特征在于，喷嘴(7)出口形状包括圆孔喷嘴(701)、u型喷嘴(702)和扁口喷嘴(703)，布置方式为多行多列布置或交叉布置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种多介质风力破碎高温液态熔渣粒化装置及其方法，包括粒化仓，粒化仓水平设置在地面上，粒化仓的一侧和底部分别设置有喷嘴，喷嘴经介质输送单元连接介质存储单元，粒化仓的顶部一侧设置有熔渣输送单元，熔渣输送单元通过溜槽将熔渣输送至粒化仓内，喷嘴通过喷吹高速介质对粒化仓内的熔渣进行粒化处理。本发明采用重介质风力破碎熔渣并采用粒化仓侧壁布置喷嘴的方式使渣处理能力进一步提高，重介质的喷射提高了破碎渣粒的效果，喷嘴单元的布置方式起到了均匀布风的作用，提高了了熔渣颗粒落地的均匀度，减少了系统能耗。

技术研发人员：王树众,白智勇,赵军,马圆,薛睿彬,张馨艺
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24