【技术推荐】一项原创技术冶金熔渣热能回收利用及制粉一体化技术简介

发布时间:2018-09-03 15:47          

现 状

钢铁冶炼产生大量的高温渣(主要是高炉渣和钢渣,1 400~1 600℃)。由于至今没有有效回收熔渣热能的技术问世,长期以来钢铁企业熔渣处理工序简陋粗放,炉渣的处理只考虑后续简单的利用,热能没有回收,炉渣的后续利用价值也很低。目前,钢铁厂处理高炉渣是水渣工艺,处理钢渣的工艺有热闷法、水淬粒化、滚筒法、风淬法等,它们都不能有效回收余热。熔渣的余热是钢铁企业中数量巨大的没有被利用的高热能源。以每吨渣带走的热量约相当于标准煤60 kg计,按2015年我国钢铁产量9亿吨计算,相当于每年2160万吨标准煤白白浪费。由于没有回收钢铁渣余热技术问世,长期以来钢铁企业巨量的熔渣粗放倾倒,热量对空释放卷起大量灰尘而加剧环境污染,这也是当今钢铁企业产生雾霾污染空气的主要原因。(目前河北钢铁企业对首都北京雾霾的主要危害源就是钢铁熔渣粗放倾倒所致)

早在1996年由国家计委、经贸委、科委联合颁发的《中国节能技术政策大纲》就明确提出了“开发高温渣显热发电技术回收余热”。国家钢铁技术发展“十一五”和“十二五”规划均将钢铁渣热能回收列入发展目标。但迄今为止,国内外尚未见这方面有任何突破性进展报道。因此,开发冶金熔渣热能回收利用及熔渣制粉一体化技术仍然是当前钢铁企业优化循环经济、节能减排的一个重要目标。

已有各种熔渣显热回收技术回顾


迄今为止国内外已有各种熔渣显热回收技术由于以下原因未能实现工业化:1、设备庞大复杂,无法满足经济运行要求;2、热能回收效率太低,无法满足经济运行要求;3、处理后渣的品质低,无法满足后续利用价值。

已有各种熔渣粒化和热回收工艺的评述

  风淬法和离心粒化法的热回收率和粒化渣质量都可满足要求,但是其存在的主要问题是动力消耗大、设备庞大复杂(占地面积大、投资费用高)。除离心粒化外,机械粒化法大都存在着粒化效果差、处理效率低、热回收效果不佳、设备结构复杂、可靠性低等缺点。故至今风淬法和离心法均未实现工业化。除此而外,现有熔渣粒化方法有如下几种,如:(1)热泼法;(2)热闷法;(3盘泼水冷法(ISC) (4)水淬法;(5)蒸汽粉化法;(6)粒化轮法。这些方法除热泼法和热闷法外,钢渣粒化过程均依赖熔融钢渣的流动性。当熔融钢渣流动性差易粘结时就无法进行钢渣粒化。而热泼法污染环境,易发生爆炸,粒化效率低,粒化后大颗粒大块多。热闷法耗时长粒化效率低,粒化后大颗粒大块多。现有钢渣处理方法均为敞开式和半敞开式,熔渣热能根本不能回收利用。并且处理后渣颗粒大块多,需再进行一系列机械破碎研磨筛分处理才能再利用。钢渣再处理能耗高、污染大、占地面积大、设备投资大、维护量大、处理成本高。

创新技术简介

本人构思创新的一项技术-钢铁熔融渣热能回收和制粉方法及其装置将可改变目前落后的现状即实现如下效果:

1、可将钢铁熔渣直接制成粉末并可高效回收热能。按回收渣热80%计,本技术输出蒸汽压力可调,仅按产出1.5Mpa计:每吨熔融钢渣可产出1.5Mpa蒸汽400Kg,每吨熔渣产生蒸汽可发电70kwh.。按规模年产100万吨钢渣计,预计发电一项每年可增创效益9800万元以上。

2、制成的渣粉末附加值提高。制成的渣粉末附加值将可显著优于现热闷法和球磨机破碎法以及水冲渣法获取的渣粉末。预计的附加值提高简述如下:

  (1)制成的渣粉可富含活性CaO,可作烟气脱硫剂使用。用作脱硫剂使用后的钢渣粉再给水泥厂作水泥添加剂与现有出厂钢渣粉化学性质将无二致。用作脱硫剂后的该种钢渣粉与现有出产钢渣相比将不降低性价。预计用该创新技术制成的渣粉作脱硫剂将大幅降低钢铁企业烟气脱硫费用。特别可预期的是:该项技术一项重要的延伸技术是将渣粉作碱性溶剂,可以与钢铁企业烟气处理做成一全新的一体化系统,实现钢铁企业低成本高效稳定烟气处理最优化,即实现烟气排放脱尘、脱重金属、脱硫、脱硝、脱二氧化碳最优化。

  (2)该项新技术及一体化装置制成的渣粉未经水酸化,用作水泥添加剂预计将优于现有被水酸化后钢渣粉。新技术产出的钢渣粉作水泥添加剂将可提高水泥产品牌号指标。

3、该创新技术可实现系统紧凑流畅并可全程调控。可高品质回收熔渣热能并可满足热能回收稳定的要求。

4、该创新技术及一体化装置运行能耗仅占熔渣热能3-6%;设备运行可实现安全、环保、低耗、高效、长寿。

5、若按改变最简陋粗放的目前钢铁企业处理炼钢渣现状考虑:按一座转炉炼钢配置一套该一体化装置估计,设备重量按转炉能力70-120吨考虑,该套设备重量约135-215吨;一体化设备占地面积约24-32m

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6、该一体化设备运行工艺过程为:熔融钢渣由吊车将渣灌吊运到该设备入口上方,将熔融钢渣全部倒入装置中,由一体化设备完成热能回收和熔融渣制粉并输出过热蒸汽和排出渣粉。一套该一体化设备对应一座相应等级转炉,预计两座转炉同时生产配置两套该一体化设备,可实现热能连续回收。

7、该创新技术及装置可突破以往回收熔渣热能技术的几个关键缺陷:

(1)热交换率低回收热能品质低的缺陷;

(2)处理过程热能能有回收率底的缺陷;

(3)钢构件材料机械性能高温失效缺陷;

(4)环保难以达标的缺陷;

(5)处理熔渣难以全程可控的缺陷;

(6)钢铁渣粉后续利用价值低的缺陷。

8、该一体化技术及装置现有正规设备制造厂和技术可满足制造要求;制造该一体化设备的材料市场供应充足。

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