一种熔融炉渣的冷却系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种熔融炉渣的冷却方法，属于固体废弃物处理及资源化利用领域。
【背景技术】
[0002]目前，我国在生产中应用的高炉渣处理工艺主要是水淬粒化工艺。水淬粒化工艺，就是将熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却限制其结晶，使其在热应力作用下粒化。水淬后得到沙粒状的粒化渣，绝大部分为非晶态。水淬粒化工艺普遍存在如下缺点:消耗大量水；熔渣余热没有回收；系统维护工作量大；冲渣产生的气态硫化物带来空气污染；粉磨时水渣必须烘干，仍要消耗能源。
[0003]针对水渣处理工艺的缺点，20世纪70年代国外就已开始研宄干式粒化高炉渣的方法。前苏联、英国、瑞典、德国、日本、澳大利亚等国都有研宄高温熔渣(包括高炉渣、钢渣等)干式粒化技术的记录，有的方法还进行了工业试验，但是目前尚无一种真正实现工业化。干式粒化工艺是在不消耗新水情况下，利用高炉渣与传热介质直接或间接接触进行高炉渣粒化和显热回收的工艺，几乎没有有害气体排出，是一种环境友好的新式处理工艺。
[0004]干式粒化与水淬工艺相比优点如下:节约大量的水，同时减少了爆炸的可能性；可回收热量，提高系统热效率，避免高品质余热资源的浪费；由于无需对高炉渣进行干燥，可以减少环境污染，节约能源；省去了庞大的冲渣水循环系统，维护工作量减小；干式成粒的高炉渣质量好、强度高，是生产水泥的优质原料。但是，干式粒化技术要实现工业化还需解决以下问题:粒化效果不好，不利于继续利用；换热气体品质不高，高品质热源未有效利用；热回收效率偏低；玻璃化程度不高，附加值较低；设备运行成本高，投资大。总之，干式粒化技术虽远未达到工业应用的程度，但符合企业节能环保的发展趋势，尤其对国内水资源和能源短缺的状况来说具有重要的现实意义，应该加紧开发研宄。
【发明内容】
[0005]针对以上问题本发明提供一种粒化效果好，换热气体品质高，热回收效率高，玻璃化程度高，设备运行成本低的一种熔融炉渣的冷却系统及方法。
[0006]为了解决以上问题本发明提供了一种熔融炉渣的冷却系统，其特征在于:包括熔融炉渣、块状物料、冷却造粒器、篦式冷却机、供风系统、余热回收系统；熔融炉渣和块状物料连接冷却造粒器进料端，冷却造粒器的出料端连接篦式冷却机；供风系统的供风管道连接篦式冷却机和冷却造粒器，余热回收系统的热废气管道连接篦式冷却机和冷却造粒器；篦式冷却机设有冷却渣排出口。
[0007]作为本发明的一种改进，所述供风系统的供风管道连接冷却造粒器的进料端，余热回收系统的热废气管道连接冷却造粒器的出料端；或供风系统的供风管道连接冷却造粒器的出料端，余热回收系统的热废气管道连接冷却造粒器的进料端。
[0008]作为本发明的一种改进，所述供风系统的供风管道只连接篦式冷却机，余热回收系统的热废气管道只连接冷却造粒器。在篦式冷却机与冷却造粒器的进料端之间设有热废气管道，余热回收系统的热废气管道连接冷却造粒器的出料端；或在篦式冷却机与冷却造粒器的出料端之间设有热废气管道，余热回收系统的热废气管道连接冷却造粒器的进料端。
[0009]一种熔融炉渣的冷却方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0010]第一步:熔融炉渣和块状物料按I?2的质量比进入冷却造粒器；
[0011]第二步:由第一步制得的混合物料在冷却造粒器内冷却后成为固态物，再进入篦式冷却机继续冷却；
[0012]第三步:供风系统进入篦式冷却机和冷却造粒器，篦式冷却机和冷却造粒器排出的热废气进入余热回收系统；
[0013]第四步:冷却渣由篦式冷却机排出。
[0014]作为本发明的一种改进，第三步所述的供风系统对冷却造粒器供风由进料端进入，从冷却造粒器排出的热废气从冷却造粒器的出料端进入余热回收系统；或第三步所述的供风系统对冷却造粒器供风由出料端进入，从冷却造粒器排出的热废气从冷却造粒器的进料端进入余热回收系统。对冷却造粒器的进料端供风优点是有利于熔融炉渣的打散和造粒，可以提高熔融炉渣的冷却效率，缺点是回收余热废气品质不高，而对冷却造粒器的出料端供风情况正好相反。
[0015]作为本发明的另一种改进，所述的第三步:供风系统只进入篦式冷却机，仅冷却造粒器排出的热废气进入余热回收系统。所述的篦式冷却机排出的热废气从冷却造粒器的进料端进入冷却造粒器，冷却造粒器排出的热废气从冷却造粒器的出料端进入余热回收系统；或所述的篦式冷却机排出的热废气从冷却造粒器的出料端进入冷却造粒器，冷却造粒器排出的热废气从冷却造粒器的进料端进入余热回收系统。这种改进除具有上述改进的相应特点外，它还有如下特点:单独对篦式冷却机供风需要的供风量较大，相应供风管道直径大，但同时管道布置简单，适合狭小场地布置使用。
[0016]篦式冷却机排出的冷却渣温度约65°C +室外环境温度。
[0017]块状物料包括煤矸石，或粘土，或其他块状物料或其中两种或多种的混合物，其他块状物料指的是篦式冷却机(4)排出的冷却渣。
[0018]本发明不仅具有干式粒化的优点，而且可以收集品质更高的余热废气来发电或生产热蒸汽。更重要的是，本发明还提供了一种高效的固体废弃物处理及资源化利用的方式，不仅节省了大量的堆置场地，还减少了对土壤、水和大气的污染，是一种环境友好型和资源节约型的固体废弃物处理方式。
【附图说明】
[0019]图1 一种熔融炉渣的冷却系统及方法工艺流程图1。
[0020]图2 —种熔融炉渣的冷却系统及方法工艺流程图2。
[0021]图3 —种熔融炉渣的冷却系统及方法工艺流程图3。
[0022]图4 一种熔融炉渣的冷却系统及方法工艺流程图4。
[0023]虚线部分表示风(气流)流向，实线部分表示物料流向。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0025]实施例1
[0026]如图1、2所示，本发明提供了一种熔融炉渣的冷却系统，包括熔融炉渣1、块状物料2、冷却造粒器3、篦式冷却机4、供风系统5、余热回收系统6 ;熔融炉渣I和块状物料2连接冷却造粒器3进料端，冷却造粒器3的出料端连接篦式冷却机4 ;供风系统5的供风管道连接篦式冷却机4和冷却造粒器3，余热回收系统6的热废气管道连接篦式冷却机4和冷却造粒器3 ;篦式冷却机4设有冷却渣排出口。供风系统5的供风管道连接冷却造粒器3的进料端，余热回收系统6的热废气管道连接冷却造粒器3的出料端；或供风系统5的供风管道连接冷却造粒器3的出料端，余热回收系统6的热废气管道连接冷却造粒器3的进料端。
[0027]如图1所示，本发明提供了一种熔融炉渣的冷却方法，包括以下步骤:
[0028]第一步:熔融炉渣I和块状物料2按I?2的质量比进入冷却造粒器3 ；
[0029]第二步:混合物料在冷却造粒器3内冷