技术分享|炽热钢渣实现高效热焖裂解和余热回收的核心装备——钢渣裂解炉

发布时间:2019-01-01 08:00  

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钢渣裂解炉和焖渣罐的工艺原理是相同的,即都是利用渣中游离氧化钙及游离氧化镁发生水化反应生成氢氧化钙和氢氧化镁产生体积膨胀,从而使钢渣温度降落、破碎裂解,但其工艺过程却有天壤之别:

      一是,焖渣罐是用天车或铲车装料,钩机出料的间断性操作,从装罐到出罐的一个周期需15小时左右;而钢渣裂解炉则由天车从炉顶装料,炉底出料机自动出料的连续作业,从装炉到出炉只需4小时左右,从装炉到出炉的全过程可实现PLC自动控制。

      二是,焖渣罐内钢渣料柱高度在5m左右,水喷向钢渣料柱顶面对钢渣进行逐层降温裂解,且产生的蒸汽直接从排气口排入大气;而钢渣裂解炉内的钢渣料柱高度在3m左右,水从钢渣料柱的上、中、下三个层面同时向钢渣料柱进行喷水降温裂解,且产生的蒸汽自下而上也对整个钢渣料柱进行蒸汽浴冷,焖渣速度快,且均匀。

      三是,焖渣罐只能处理800℃左右的中温固态渣,而钢渣裂解炉则能处理温度在1500℃左右的高温液态渣,温度越高渣中游离氧化钙与游离氧化镁的水化反应速度就越快,焖渣效果便越好,焖渣时间也越短。

      四是,为处理75万吨/年炽热钢渣,韶关钢铁建有15个125m3焖渣罐,每个罐单独作业,产生的蒸汽温度低( 90℃左右 )、压力低( 0.003MPa左右),更不连续,因此无法回收余热,而钢渣裂解炉则按炼钢炉的容积大小和数量,由3~5座特定容积的炉组成, 3~5座钢渣裂解炉交替进行装出料操作(始终保持至少有2 ~4座炉处于正常工作状态,另1 ~2座炉处于装料状态),便可在炽热钢渣实现高效热焖裂解的同时,源源不断地产生温度在120℃以上、压力在0.15MPa左右的低温低压饱和蒸汽,该蒸汽可用ORC螺杆膨胀发电机发电并网,发出的电能足够炽热钢热处理及余热发电全系统使用。

五是,选铁后的非磁性尾渣粒度细小均匀,游离氧化钙和游离氧化镁得到充分消解,安定性和易磨性均得以改善,可直接作为生产钢渣粉等新型建筑材料的原料。

      六是,安全性方面:焖渣罐罐底有积水的可能,焖渣罐底若有集水,当装入高温渣(尤其是液态渣)时就会发生剧烈的气化反应而爆炸(体积瞬间膨胀2000倍以上);钢渣裂解炉内没有积水的可能,因为新装入的液态渣首先接触的是中温渣(850℃左右),中温渣料层中不可能有积水存在;炽热钢渣中混有10%左右的钢水,钢水中有炭元素,炽热的炭元素遇水(或水蒸汽)就会发生剧烈的化学反应生成H2和CO,当有空气混入并达到爆炸极限时,由于是在高温或有明火条件下,又是在一个密闭的容器中就会发生剧烈燃烧而爆炸(爆炸的三个必要条件缺一不可),而钢渣裂解炉是充满水蒸汽的正压操作,不可能混入空气就没有发生爆炸的可能。

钢渣裂解炉的工业化应用路线图

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