一种高温液态熔渣粒化及余热回收方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111100957A(43)申请公布日2020.05.05(21)申请号202010032699.5(22)申请日2020.01.13(71)申请人北京大学地址100871北京市海淀区颐和园路5号(72)发明人王习东陈为彬王昊刘丽丽(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人钱云(51)Int.Cl.C21B3/06(2006.01)C21B3/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种高温液态熔渣粒化及余热回收方法(57)摘要本发明公开了一种高温液态熔渣粒化和余热回收方法，依次选用低温空气、水和低温二氧化碳为换热介质，采用三段三介质法与高温液态熔渣换热，得到常温固态炉渣和吸热后的换热介质；具体包括，采用低温空气冷却高温液态熔渣破碎后形成的熔渣小液滴形成高温固态炉渣和高温空气；采用水冷却高温固态炉渣得到中温固态炉渣和高温水蒸气；将低温二氧化碳与中温固态炉渣逆流换热得到常温固态炉渣和高温二氧化碳。本发明的离心粒化加三段换热的分体式熔渣综合利用方法，水不和炉渣直接接触；充分考虑到热态熔渣的能量和资源属性，通过多步法冷却，将其中的热量充分利用起来，并得到可作为新型板材、建筑地板原料的低温高温熔渣，实践推广意义重大。CN111100957ACN111100957A权利要求书1/1页1.一种高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，依次选用低温空气、水和低温二氧化碳为换热介质，采用三段三介质法，与高温液态熔渣换热，得到常温固态炉渣和吸热后的换热介质。2.根据权利要求1所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用高速低温空气冷却高温液态熔渣破碎后形成的熔渣小液滴，形成高温固态炉渣和高温空气；S2、采用水冷却步骤S1中得到的高温固态炉渣，得到中温固态炉渣和高温水蒸气；S3、将低温二氧化碳与步骤S2中得到的中温固态炉渣逆流换热，进一步冷却并稳定化中温固态炉渣，得到常温固态炉渣和高温二氧化碳。3.根据权利要求2所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，还包括，进一步回收利用高温空气、高温水蒸气和高温二氧化碳的余热。4.根据权利要求3所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，将步骤S1中所得的高温空气和步骤S3中所得的高温二氧化碳与水冷换热器换热，并将换热所得到的高温水蒸气和步骤S2中所得的高温水蒸气用于发电。5.根据权利要求2-4任一项所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，步骤S1中，采用离心粒化的方法将高温液态熔渣破碎形成熔渣小液滴。6.根据权利要求5所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，步骤S1具体为，采用离心粒化的方法在高温下将高温液态熔渣破碎形成熔渣小液滴，并采用高速低温空气快速冷却熔渣小液滴，使熔渣小液滴表面固化得到球状表面坚硬的高温固态炉渣。7.根据权利要求5或6所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，所述熔渣小液滴的温度为1150-1250℃。8.根据权利要求1-7任一项所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，所述高温液态熔渣为高炉熔渣、转炉炼钢熔渣、电炉炼钢熔渣或燃煤炉熔渣中的任意一种，且温度大于1700℃。9.根据权利要求1-8任一项所述的高温液态熔渣粒化和余热回收方法，其特征在于，还包括，回收利用所述常温固态炉渣作为新型建筑板材的原材料。2CN111100957A说明书1/4页一种高温液态熔渣粒化及余热回收方法技术领域[0001]本发明属于冶金固体废弃物的回收利用技术领域，具体涉及一种高温液态熔渣粒化及余热回收方法。背景技术[0002]高温熔渣，主要包括高炉渣、转炉渣和电炉渣，其分别产生于高炉炼铁和转炉或者电炉炼钢的过程，高温熔渣的温度高达1500-1700℃；高温熔渣中蕴含着巨大的热能。[0003]钢铁生产量越大，炉渣量相应越大。据统计，2018年，中国生铁、粗钢和钢材的累计产量分别为7.71亿吨、9.28亿吨和11.06亿吨，相应产生近2.8亿吨的高炉渣和1.4亿吨的钢渣。如果按照每吨炉渣具有1.7*109J渣焓进行计算，则高温熔渣中具有的热量超过7.1*1017J，相当于2425万吨标准煤。目前，由于回收技术的掣肘和回收工艺的不完善，高温熔渣的热量回收效率很低，目前仅有不超过3％的热量得到回收，而大量的高品位热量被浪费。[0004]高炉渣产生于高炉炼铁过程，我国目前高炉渣的年产生量在2.8亿吨，其利用率为70-85％左右；常见的高炉渣处理工艺主要有拉萨法、明特法、底滤法和因巴法等。目前高炉渣的处理方法主要是水冲渣法；经过了上百年的技术发展，高炉水冲渣工艺虽然可以做到安全运行和水渣的资源化利用，但是高炉