專利名稱：煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于余熱利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煉鐵高爐沖渣廢汽余熱利用方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中，煉鐵高爐要排出大量1500°C左右高溫熔渣，同時(shí)含有大量高溫顯熱，在6、倍水的沖擊下?；伤?。水被加熱，并產(chǎn)生大量低溫低壓廢汽，夾帶一定量粉塵排入空中，污染大氣環(huán)境，其水霧還形成視覺污染。廢汽在上升過程中不斷冷凝成水滴散落在附近設(shè)備、管道上，夾帶的灰塵和溶解的酸性氣體，又會(huì)造成周圍設(shè)備、管道的腐蝕和污損。沖渣后的熱水循環(huán)使用，其溫度可達(dá)95°C以上。目前，對(duì)于高爐沖渣余熱，人們主要通過沖渣熱水采暖等方式回收，因采暖季節(jié)性強(qiáng)，熱水硬度高、易結(jié)垢等原因難以推廣，導(dǎo)致大量余熱、粉塵和水汽仍然日夜不停地排入大氣。過去高溫熔渣水淬余熱利用屢次失敗的原因，除了忽視沖渣水的硬度危害外，更重要的原因是錯(cuò)誤地認(rèn)為余熱在水中，恰恰相反，無論采用多低溫度的水來沖渣，在與高溫熔渣的瞬間接觸中，都會(huì)產(chǎn)生大量的水汽，并帶走大部分熱量，只有少量的熱量進(jìn)入水中， 使循環(huán)沖渣水溫度不斷提高，接近100°C。在將沖渣水循環(huán)采暖時(shí)不僅換熱器和管道結(jié)垢很快，水溫也很快下降，導(dǎo)致采暖效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的方法和系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)制備優(yōu)質(zhì)軟水、提高高爐沖渣余熱利用率同時(shí)減少粉塵污染的目的。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明一種煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的方法，即基于在水淬1500°C 高溫熔渣時(shí)，沖渣水瞬間吸收大量汽化潛熱，蒸發(fā)形成含鹽量低并富含大量汽化潛熱的沖渣廢汽；將該廢氣冷凝換熱制備軟水或除鹽水、并通過軟水或除鹽水將低品質(zhì)汽化潛熱帶入鍋爐等終端用戶；同時(shí)進(jìn)行廢汽凈化以減少粉塵污染。本發(fā)明一種煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的系統(tǒng)，包括水淬循環(huán)沖渣裝置、廢汽凈化裝置以及制水裝置；所述水淬循環(huán)沖渣裝置由沖渣水循環(huán)池、沖渣水循環(huán)泵、 高溫熔渣溝、沖渣槽、旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)、旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)罩和出渣皮帶組成，所述高溫熔渣溝設(shè)在沖渣槽進(jìn)口上方，所述沖渣槽伸入旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)內(nèi)部，所述出渣皮帶從旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)內(nèi)部接出，所述旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)罩蓋住旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)，所述沖渣水循環(huán)池設(shè)在旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)下方，并由吸水管與沖渣水循環(huán)泵相連，來自沖渣水循環(huán)泵的出水管接至高溫熔渣溝出口正下方；所述廢汽凈化裝置由集氣罩、 廢氣凈化器以及排放閥組成，所述集汽罩罩住上述水淬循環(huán)沖渣裝置中的沖渣槽，用集氣管將集氣罩與廢氣凈化器相連，所述排放閥與上述水淬循環(huán)沖渣裝置中的旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)相連； 所述制水裝置由冷凝換熱器、熱力除氧器、成品水管、冷凝水泵、精處理器、多級(jí)閃蒸器、新水管以及不凝氣管組成，所述冷凝換熱器前段接精處理器出水管、其后段冷凝管與多級(jí)閃蒸器相連、其上部與不凝氣管相接、其下部冷凝水管與冷凝水泵相接，所述冷凝換熱器與上述廢汽凈化裝置中的廢氣凈化器的上部出汽管相連，所述多級(jí)閃蒸器進(jìn)水口接新水管、其出水管與冷凝換熱器相接、間接加熱后再接回多級(jí)閃蒸器、其冷凝水管也與冷凝水泵相接、 其下部濃縮水管接入上述水淬循環(huán)沖渣裝置中的沖渣水循環(huán)池，所述冷凝水泵出水管與精處理器進(jìn)口相接，所述精處理器出水經(jīng)前述冷凝換熱器進(jìn)入熱力除氧器中加熱除氧，所述熱力除氧器連接成品水管。作為一種優(yōu)化，在連接廢汽凈化裝置中集氣罩與廢氣凈化器的集汽管上設(shè)置事故排氣筒。本發(fā)明的技術(shù)效果是克服了現(xiàn)有直接利用沖渣水余熱方法易結(jié)垢，回收利用率低，不能解決廢汽粉塵污染環(huán)境問題等缺陷。用廢蒸汽制軟水并回收余熱，不僅每年回收大量余熱和冷凝水；而且在軟水、除鹽水等精處理中，大大延長(zhǎng)陰、陽(yáng)離子交換器的運(yùn)行周期， 提高出水水質(zhì)，減少再生酸堿等藥劑消耗和再生廢水量90%以上；同時(shí)大量減少粉塵排放和視覺污染，綜合效益顯著。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。圖中所示1.沖渣水循環(huán)池，2.沖渣水循環(huán)泵，3.高溫熔渣溝，4.沖渣槽，5.集汽罩，6.旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)，7.旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)罩，8.凈化器，9.排放閥，10.出渣皮帶，11.冷凝換熱器， 12.熱力除氧器，13.成品水管，14.冷凝水泵，15.精處理器，16.多級(jí)閃蒸器，17.新水管， 18.不凝氣管，19.事故排汽筒。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明一種煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的系統(tǒng)，由水淬循環(huán)沖渣裝置、廢汽凈化裝置和制水裝置三大部分組成，各部分主要結(jié)構(gòu)和功能介紹如下
第一部分水淬循環(huán)沖渣裝置
高溫熔渣溝3設(shè)在沖渣槽4進(jìn)口上方，來自沖渣水循環(huán)泵2的出水管接至高溫熔渣溝3 出口正下方，使排出的高溫熔渣被下方的高速水流沖散，急速冷卻?；?，渣水一起落入沖渣槽4 ；沖渣槽4伸入旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6內(nèi)部，將渣水一起導(dǎo)入旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6 ；出渣皮帶10從旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng) 6內(nèi)部接出，導(dǎo)出水渣；旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)罩7蓋住旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6，用孔道將過濾過程中產(chǎn)生的廢汽引入集汽罩5，以免廢汽擴(kuò)散；集汽罩5罩住沖渣槽4，用集汽管與廢氣凈化器8相連，將廢汽收集后導(dǎo)入凈化器8 ；沖渣水循環(huán)池1設(shè)在旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6下方，收集沉淀旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6濾后水，并由吸水管與沖渣水循環(huán)泵2相連，來自沖渣水循環(huán)泵2的出水管接至高溫熔渣溝3出口正下方，循環(huán)沖渣。對(duì)沖渣水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備、管道和水池進(jìn)行必要的保溫，以便減少熱量損失。第二部分廢汽凈化裝置
廢汽凈化裝置8上方與集汽罩5上方用集汽管相連，出汽管與冷凝換熱器11相連，下部用管道經(jīng)排放閥9接入旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6，將廢汽中的水與粉塵分離出來，提高冷凝水的水質(zhì)； 集汽管上設(shè)事故排汽筒19，以便后續(xù)裝置故障時(shí)將廢汽放散。
第三部分制水裝置
冷凝換熱器11與廢汽凈化裝置8相連，前段接精處理器15出水管，經(jīng)冷凝換熱器11 后與熱力除氧器12相連，脫除水中的溶解氧，熱力除氧器12連接成品水管13 ；冷凝換熱器 11后段冷凝管與多級(jí)閃蒸器16相連，其上部與不凝氣管18相接，其冷凝水管與冷凝水泵 14相接；多級(jí)閃蒸器16進(jìn)水口接新水管17，其出水管與冷凝換熱器11相接，間接加熱后再接回多級(jí)閃蒸器16，其冷凝水管也與冷凝水泵14相接，其下部濃縮水管接入沖渣水循環(huán)池 1 ；冷凝水泵14出水管與精處理器15進(jìn)口相接，精處理器15出水經(jīng)前述冷凝換熱器11加熱除氧。精處理器15—般根據(jù)不同用戶對(duì)成品水質(zhì)的不同要求，相應(yīng)地選擇制軟水、除鹽水等工藝。本發(fā)明還提供了一種全新的煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的方法，即利用沖渣時(shí)形成大量水蒸汽，將這些廢蒸汽收集后，送至凈化器分離出蒸汽中的粉塵和水珠， 再送至冷凝換熱器一段，與精處理器出水換熱后與多級(jí)閃蒸器來的新水在冷凝換熱器二段繼續(xù)換熱，形成一次冷凝水；加熱后的新水回到多級(jí)閃蒸器進(jìn)行閃蒸除鹽，形成二次冷凝水，與一次冷凝水混合后泵送至精處理器制成高品質(zhì)軟水或除鹽水，在冷凝換熱器一段加熱，再由熱力除氧器除氧后帶熱外供用戶；沖渣水與凈化器分離出的渣水一起進(jìn)旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)進(jìn)行渣水分離，粉渣由皮帶外送，濾后水繼續(xù)循環(huán)沖渣。本發(fā)明具體實(shí)施步驟如下
(1)高爐熔渣經(jīng)過高溫熔渣溝3排至沖渣槽4，在6 8倍沖渣水的沖擊下，急速水淬成細(xì)小顆粒，水與渣混合流入臥式柱狀旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6，濾去沖渣水，水渣在旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)的作用下， 先提升到出渣皮帶10上方自由落入出渣皮帶10后外送，濾下的沖渣水回到?jīng)_渣水循環(huán)池 1，沉淀后繼續(xù)沖渣；
(2)在沖渣槽4上方，設(shè)廢汽收集裝置，對(duì)沖渣過程中產(chǎn)生的廢汽進(jìn)行收集，然后導(dǎo)入凈化器8除塵和水霧捕捉，凈化后的廢汽進(jìn)入汽水冷凝換熱器11，與精處理器15出水進(jìn)行一次換熱冷凝，沒有冷凝的廢汽繼續(xù)和多級(jí)閃蒸器16預(yù)熱后的新水進(jìn)行二次換熱冷凝，殘余不凝氣抽出外排，廢汽凈化裝置排出的水-渣混合物直接通過排放閥9排入旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)6 過濾，進(jìn)行渣水分離；
(3)新水先進(jìn)多級(jí)閃蒸器16換熱升溫后，再進(jìn)冷凝換熱器11加熱，然后再回到多級(jí)閃蒸器16閃蒸制取冷凝水；
(4)對(duì)多級(jí)閃蒸器16和冷凝換熱器11出來的冷凝水進(jìn)行加壓，送入精處理器15進(jìn)行深度軟化或除鹽，然后進(jìn)冷凝換熱器11加熱升溫，再進(jìn)熱力除氧器12除氧，最后保溫通過成品水管13送至鍋爐等終端成品水用戶，多級(jí)閃蒸器16產(chǎn)生的濃水作為沖渣循環(huán)水的補(bǔ)充水；
(5)多級(jí)閃蒸器16和冷凝換熱器11產(chǎn)生的不凝氣用風(fēng)機(jī)或真空噴射器通過不凝氣管 18抽出排放。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于用廢蒸汽低成本低污染制軟水或除鹽水并回收余熱，并大量減少?zèng)_渣粉塵排放和廢汽視覺污染，綜合效益顯著。附圖中所示的系統(tǒng)只是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的方法，其特征在于基于在水淬 1500°C高溫熔渣時(shí)，沖渣水瞬間吸收大量汽化潛熱，蒸發(fā)形成含鹽量低并富含大量汽化潛熱的沖渣廢汽；將該廢氣冷凝換熱制備軟水或除鹽水、并通過軟水或除鹽水將低品質(zhì)汽化潛熱帶入鍋爐等終端用戶；同時(shí)進(jìn)行廢汽凈化以減少粉塵污染。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述制備軟水并利用余熱方法的系統(tǒng)，包括水淬循環(huán)沖渣裝置、廢汽凈化裝置以及制水裝置，其特征在于所述水淬循環(huán)沖渣裝置由沖渣水循環(huán)池[1]、沖渣水循環(huán)泵[2]、高溫熔渣溝[3]、沖渣槽W]、旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)W]、旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)罩[7]和出渣皮帶[10]組成，所述高溫熔渣溝[3]設(shè)在沖渣槽[4]進(jìn)口上方，所述沖渣槽[4]伸入旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)W]內(nèi)部，所述出渣皮帶[10]從旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)W]內(nèi)部接出，所述旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)罩[7]蓋住旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)W]，所述沖渣水循環(huán)池[1]設(shè)在旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)[6]下方，并由吸水管與沖渣水循環(huán)泵[2]相連，來自沖渣水循環(huán)泵[2]的出水管接至高溫熔渣溝[3]出口正下方；所述廢汽凈化裝置由集氣罩[5]、廢氣凈化器[8]以及排放閥[9]組成，所述集汽罩 [5]罩住上述水淬循環(huán)沖渣裝置中的沖渣槽W]，用集氣管將集氣罩[5]與廢氣凈化器[8] 相連，所述排放閥[9]與上述水淬循環(huán)沖渣裝置中的旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)[6]相連；所述制水裝置由冷凝換熱器[11]、熱力除氧器[12]、成品水管[13]、冷凝水泵[14]、精處理器[15]、多級(jí)閃蒸器[16]、新水管[17]以及不凝氣管[18]組成，所述冷凝換熱器[11] 前段接精處理器[15]出水管、其后段冷凝管與多級(jí)閃蒸器[16]相連、其上部與不凝氣管 [18]相接、其下部冷凝水管與冷凝水泵[14]相接，所述冷凝換熱器[11]與上述廢汽凈化裝置中的廢氣凈化器[8]的上部出汽管相連，所述多級(jí)閃蒸器[16]進(jìn)水口接新水管[17]、其出水管與冷凝換熱器[11]相接、間接加熱后再接回多級(jí)閃蒸器[16]、其冷凝水管也與冷凝水泵[14]相接、其下部濃縮水管接入上述水淬循環(huán)沖渣裝置中的沖渣水循環(huán)池[1]，所述冷凝水泵[14]出水管與精處理器[15]進(jìn)口相接，所述精處理器[15]出水經(jīng)前述冷凝換熱器[11]進(jìn)入熱力除氧器[12]中加熱除氧，所述熱力除氧器[12]連接成品水管[13]。
3.如權(quán)利要求2所述的制備軟水并利用余熱的系統(tǒng)，其特征在于，在連接廢汽凈化裝置中集氣罩[5]與廢氣凈化器[8]的集汽管上設(shè)置事故排氣筒[19]。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種煉鐵高爐沖渣廢汽制備軟水并利用余熱的方法和系統(tǒng)。該方法是基于在水淬1500℃高溫熔渣時(shí)，沖渣水瞬間吸收大量汽化潛熱，蒸發(fā)形成含鹽量低并富含大量汽化潛熱的沖渣廢汽；將該廢氣冷凝換熱制備軟水或除鹽水、并通過軟水或除鹽水將低品質(zhì)汽化潛熱帶入鍋爐等終端用戶；同時(shí)進(jìn)行廢汽凈化以減少粉塵污染。實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)包括水淬循環(huán)沖渣裝置、廢汽凈化裝置以及制水裝置三部分。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于用廢蒸汽低成本低污染制軟水或除鹽水并回收余熱，并大量減少?zèng)_渣粉塵排放和廢汽視覺污染，綜合效益顯著。
文檔編號(hào)B01D5/00GK102557318SQ20121000887
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者張新喜, 張森淼, 潘芳慧 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)