Сухая грануляция металлургического шлака
Номер патента: 22193
Опубликовано: 30.11.2015
Авторы: Хоффманн Матиас, Грайвельдингер Боб, Сольви Марк, Мишель Даньель, Каппес Хорст, Фридериси Клодине
Формула / Реферат
1. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивают с твердыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепешки, смешанной с твердыми металлическими частицами, шлаковую лепешку дробят для образования частиц горячего шлака и нагретых твердых частиц, частицы охлаждают, и твердые металлические частицы используют повторно.
2. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по п.1, в котором горячий жидкий шлак вливают сначала в желоб, а затем в содержащий горячий жидкий шлак желоб всыпают твердые металлические частицы и смешивают горячий жидкий шлак с твердыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепешки.
3. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по п.2, в котором желоб, в который вливают горячий жидкий шлак и всыпают твердые металлические частицы, интегрирован в транспортер с желобчатой лентой или на вращающемся барабане.
4. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы имеют плотность по меньшей мере 2,5 г/см3.
5. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы являются сферическими.
6. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы имеют диаметр по меньшей мере 2 мм.
7. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы имеют диаметр менее чем 80 мм.
8. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором твердые металлические частицы изготовлены из металла, выбранного из группы, состоящей из железа, стали, меди, хрома, алюминия, их сплавов, а также их сплавов с другими металлами.
9. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором частицы горячего шлака и нагретые твердые металлические частицы загружают в теплообменник, охлаждают с помощью противотока охлаждающего газа и выгружают из теплообменника, отличающийся тем, что
теплообменник подразделен на множество подблоков, причем каждый из подблоков имеет впускное отверстие для частиц, выпускное отверстие для частиц, впускное отверстие для охлаждающего газа и выпускное отверстие для охлаждающего газа,
причем по меньшей мере один из подблоков загружают горячими частицами через впускное отверстие для частиц, охлажденные частицы выгружают по меньшей мере из одного из подблоков через выпускное отверстие для частиц, причем впускное отверстие для охлаждающего газа и выпускное отверстие для охлаждающего газа закрыты во время загрузки и выгрузки частиц, и
причем одновременно с загрузкой и выгрузкой частиц по меньшей мере один из других подблоков охлаждают посредством ввода потока охлаждающего газа через впускное отверстие для охлаждающего газа и вывода потока нагретого потока охлаждающего газа из выпускного отверстия для охлаждающего газа, причем впускное отверстие для частиц и выпускное отверстие для частиц закрыты во время охлаждения частиц, и
причем нагретый охлаждающий газ используют для регенерации энергии.
10. Способ сухой грануляции по п.9, в котором частицы шлака и твердые металлические частицы перед загрузкой в подблок теплообменника загружают в предварительную камеру.
11. Способ сухой грануляции по п.9 или 10, в котором частицы шлака и твердые металлические частицы после выгрузки из подблока теплообменника загружают в камеру последующей обработки.
12. Способ сухой грануляции по любому из пп.9-11, в котором по меньшей мере один из подблоков загружают горячими частицами шлака и нагретыми твердыми металлическими частицами через впускное отверстие, тогда как одновременно выгружают охлажденный шлак и металлические частицы.
13. Способ сухой грануляции по любому из пп.9-12, в котором подблоки теплообменника работают под давлением от 1,2 до 4 бар.
14. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором частицы горячего шлака имеют температуру по меньшей мере 450°С, предпочтительно по меньшей мере 500°С, более предпочтительно по меньшей мере 600°С и наиболее предпочтительно по меньшей мере 650°С.
15. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором горячий жидкий шлак затвердевает в шлаковую лепешку и охлаждается до температуры 650-750°С посредством смешивания с твердыми металлическими частицами.
Текст
СУХАЯ ГРАНУЛЯЦИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ШЛАКА Настоящее изобретение относится к способу сухой грануляции горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивают с тврдыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепшки, смешанной с тврдыми металлическими частицами, шлаковую лепшку дробят для образования частиц горячего шлака и нагретых тврдых частиц, частицы охлаждают и тврдые металлические частицы используют повторно. Область техники В общем, данное изобретение относится к сухой грануляции шлака из металлургической промышленности и, более конкретно, из чрной металлургии. Уровень техники Обычно металлургический шлак гранулируется либо в воде, либо охлаждается в шлаковых ямах. Закалка в воде обеспечивает быстрое затвердевание металлургического шлака, которая в случае шлака доменной печи является необходимым условием для получения полезного продукта. Вода сначала используется для фрагментации потока шлака на малые частицы, а затем для извлечения энергии посредством прямого контакта. Поскольку это происходит при давлении окружающей среды, температура шлака немедленно понижается до уровня ниже 100 С, что делает невозможным извлечение энергии эффективным образом. Охлаждение металлургического шлака в шлаковых ямах требует более продолжительного времени охлаждения и может дать разное качество продукта. В результате, это приводит к потерям тепловой энергии в горячем шлаке вследствие выбросов в окружающую среду.JP 2005306656 (А) описывает способ затвердевания жидкого шлака, посредством которого простым методом может быть получен высококачественный слиток шлака, не содержащий пузырей или усадочных раковин, и является возможным эффективное использование шлака в качестве искусственного каменного материала в форме блока. Когда шлак затвердевает посредством ввода жидкого восстановленного шлака в кристаллизатор, шлак быстро затвердевает в кристаллизаторе за счт непрерывной или периодической загрузки частиц оксида в поток вводимого шлака. Восстановленный шлак или дроблнный затвердевший шлак, полученный посредством дробления части затвердевшего шлака, произведнного данным способом, предпочтительно, используется в качестве частиц оксида.US 4359434 раскрывает способ грануляции шлаковых расплавов в доменной печи, причем расплав принимает форму по меньшей мере одного тонкого потока жидкого расплава, движущегося свободно в заданном направлении, и который при столкновении под определнным углом с потоком мелкозернистых, тврдых частиц, текущих по существу свободно, по существу, в одинаковом направлении при высокой скорости потока относительно потока расплава, преобразуется, по меньшей мере, частично по существу в мелкозернистый гранулят, с веерным распределением, по меньшей мере, по части противоположного угла до угла столкновения. Для функционирующей в непрерывном режиме доменной печи в чрной металлургии при теоретической скорости потока шлака 2 т/мин содержащаяся в шлаке тепловая энергия равна 56 МВт (тепловая энергия = запас энергии (1200 Дж/кг/К)разницу температур (1400 К)скорость потока (2 т/мин = 33,3 кг/с) = 56 МВт). Это приводит к получению электрической энергии 22 МВТ при преобразовании с КПД 40%. Для эффективного использования этого потенциала необходимо быстро охлаждать шлак до уровня температуры, который является достаточно низким для упрощения обработки материала, но является достаточно высоким для получения остеклованного шлака, чем аморфного шлака, который намного дешевле (примерно в 15 раз) на рынке. Это может быть достигнуто посредством смешивания жидкого шлака с холодным шлаковым гранулятом, имеющий тот же химический состав. Затем шлак может подвергаться процедуре возврата тепла в теплообменнике. Однако было обнаружено, что вследствие высокой вязкости жидкого шлака холодный шлаковый гранулят и жидкий шлак тяжело смешиваются, и достаточно быстрое охлаждение для получения остеклованного шлака осуществить невозможно. Техническая проблема Целью данного изобретения является обеспечение способа сухой грануляции шлака. Общее описание изобретения Для достижения этой цели данное изобретение предлагает способ сухой грануляции шлака горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивается с металлическими частицами и образует затвердевшую, остеклованную шлаковую лепшку, смешанную с металлическими частицами, шлаковая лепшка дробится на горячие частицы шлака и нагретые тврдые частицы, частицы охлаждаются и тврдые металлические частицы используются повторно. Согласно предпочтительному варианту осуществления горячий жидкий шлак вливают сначала в жлоб, а затем в содержащий горячий жидкий шлак жлоб вводят тврдые металлические частицы. Горячий жидкий шлак и тврдые металлические частицы смешиваются и образуют затвердевшую, остеклованную шлаковую лепшку. Жлоб сначала заполняют жидким шлаком, предпочтительно, примерно на одну треть его высоты и затем в жлоб вводятся тврдые металлические частицы. Тврдые металлические частицы предпочтительно падают с высоты примерно 1 до 3 м для получения быстрого и эффективного смешения шлака и тврдых металлических частиц. Точная высота, то есть точное количество энергии, требуемой для частиц для проникновения в жидкий шлак на желаемую глубину, зависит от состава шлака, температуры шлака, плотности и диаметра тврдых металлических частиц и т.д. Жлоб, в который вливается горячий жидкий шлак и всыпаются тврдые металлические частицы,предпочтительно интегрирован в транспортр с желобчатой лентой. Тврдые металлические частицы предпочтительно имеют плотность по меньшей мере 2,5 г/см 3. Благодаря разнице плотностей между шлаком и металлическими частицами металлические частицы и шлак смешиваются тщательно. Предпочтительно тврдые металлические частицы являются сферическими так, чтобы иметь хорошие свойства смешивания и обеспечивать быстрое и эффективное охлаждение шлака. Предпочтительно тврдые металлические частицы имеют диаметр по меньшей мере 2 мм, предпочтительно более 5 мм и наиболее предпочтительно более 10 мм. Предпочтительно тврдые металлические частицы имеют диаметр менее чем 80 мм, предпочтительно менее чем 50 мм и наиболее предпочтительно менее чем 25 мм. Предпочтительно тврдые металлические частицы изготовлены из металла, выбранного из группы,состоящей из железа, стали, алюминия, меди, хрома, их сплавов, а также сплавов с другими металлами. После затвердевания горячие частицы шлака и нагретые тврдые металлические частицы загружаются в теплообменник, охлаждаются посредством противотока охлаждающего газа и выгружаются из теплообменника. Согласно предпочтительному варианту осуществления теплообменник подразделяется на множество подблоков, причем каждый из подблоков имеет впускное отверстие для частиц, выпускное отверстие для частиц, впускное отверстие для охлаждающего газа и выпускное отверстие для охлаждающего газа,причем по меньшей мере в один из подблоков загружаются частицы горячего шлака и тврдые металлические частицы через впускное отверстие для частиц, охлажднные частицы шлака и охлажднные тврдые металлические частицы выгружаются через выпускное отверстие для частиц по меньшей мере из одного из подблоков, причем впускное отверстие для охлаждающего газа и выпускное отверстие для охлаждающего газа закрыты во время загрузки и выгрузки частиц и одновременно с загрузкой и выгрузкой частиц по меньшей мере один из других подблоков охлаждается посредством ввода потока охлаждающего газа из впускного отверстия для охлаждающего газа и поток охлаждающего газа выводится из выпускного отверстия для охлаждающего газа, причем впускное отверстие для частиц и выпускное отверстие для частиц закрыты во время охлаждения частиц и нагретый охлаждающий газ используется для регенерации энергии. Соответственно, способ согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения предлагает использовать теплообменники, содержащие множество подблоков, которые функционируют с перерывами. Так как является предпочтительным получать постоянный поток горячего газа на выходе теплообменника для обеспечения наиболее эффективного использования циклов выработки электрической энергии, множество подблоков теплообменника работают поочердно таким образом, что гарантируется,по существу, постоянный поток горячего газа. Посредством этого является возможным получать, по существу, непрерывную обработку газа, которая не связана с обработкой материала по типу партий. В любой момент времени, когда один из подблоков теплообменника находится в стадии опорожнения/заполнения, охлаждающий газ через подблок теплообменника во время опорожнения/заполнения не течт. То же количество частиц вводится в теплообменник и извлекается из него. В то же время материал не поступает и не выходит из других подблоков теплообменника. Таким образом, они могут быть полностью герметичными от воздействия окружающей среды во время охлаждения. Предпочтительно одно в один из подблоков загружается горячие частицы шлака и нагретые тврдые металлические частицы через впускное отверстие для частиц, тогда как охлажднные частицы шлака и охлажднные тврдые металлические частицы одновременно выгружаются через выпускное отверстие для частиц того же подблока. Как только подблок теплообменника заполнен, входные и выходные отверстия для частиц герметизируются, и подблок заново подключается к потоку охлаждающего газа, тогда как другой подблок теплообменника может быть отключен. Поток охлаждающего газа через эти подблоки теплообменника не наталкивается на утечку, предотвращая тем самым выход пыли и энергии из системы. Таким образом,подблоки теплообменника нуждаются только в сбросе давления во время загрузки и выгрузки шлака. Согласно предпочтительному варианту осуществления частицы горячего шлака и нагретые тврдые металлические частицы сначала загружаются в изолированную предварительную камеру, перед тем как они будут загружены в один из подблоков теплообменника. Предпочтительно предварительная камера изолирована либо посредством огнеупорной футеровки, либо каменной кладки. Низкая теплопроводность шлака дат отличные изолирующие качества. Частицы шлака и тврдые металлические частицы могут также загружаться в камеру последующей обработки после охлаждения и после выгрузки подблоки теплообменника. Другими словами, время цикла и количество загруженных частиц может выбираться таким образом, что теплопередача внутри подблоков теплообменника может управляться и удерживаться квазистационарно. Отклонение температуры газа на выходе, вызванное загрузкой/разгрузкой подблоков теплообменника будет сокращено до минимума посредством выбора продолжительности цикла. Согласно следующему предпочтительному варианту осуществления, горячий жидкий шлак затвердевает в шлаковой лепшке и охлаждается примерно до 650-750 С посредством смешивания его с тврдыми металлическими частицами. Предпочтительно горячий жидкий шлак смешивается примерно с тем же объмом, что предпочтительно приводит к смеси, содержащей примерно от 40 до примерно 60% объма тврдых металлических частиц. Требуемый объм металлических частиц зависит от требуемой искомой температуры, плотности и тепломкости металлических частиц. Для производствастали предпочтительны значения от 40 до 60% (объмные проценты от общего объма). Предпочтительно, подблоки теплообменника функционируют при давлении от 1,2 до 4 бар, то есть абсолютном давлении, измеренном на дне слоя шлака в подблоке. Предпочтительно шлаковая лепшка дробится на частицы с гранулометрией примерно 40-120 мм и объмной плотностью 2-5 г/см, предпочтительно с гранулометрией примерно 40-90 мм и объмной плотностью примерно 2-5 г/см 2. Краткое описание чертежей Предпочтительный вариант осуществления изобретения будет описан с помощью примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 - технологическая схема предпочтительного варианта осуществления способа согласно изобретению; фиг. 2 - схематичный вид первого предпочтительного гранулятора/смесителя для сухой грануляции горячего жидкого материала; фиг. 3 - схематичный вид второго предпочтительного гранулятора/смесителя для сухой грануляции горячего жидкого материала. Описание предпочтительных вариантов осуществления На фиг. 1 показан схематичный вид предпочтительного варианта осуществления сухой грануляции горячего жидкого материала. Горячий жидкий шлак 10 при температуре примерно 1500 С с плотностью примерно 2,7 г/см 2 транспортируется в шлаковом жлобе 12 или в шлаковом ковше (не показан) и передатся при скорости потока примерно 0,5-4 т/мин на гранулятор/смеситель 14. В этом грануляторе/смесителе 14 горячий жидкий шлак смешивается со скоростью до трх раз больше, то есть примерно со скоростью 1-12 т/мин с тврдыми металлическими частицами 16 с гранулометрией 2-50 мм, объмной плотностью между 3 и 10 г/см 3 при температуре в диапазоне от температуры окружающей среды до примерно 100 С, выходящими из первого шихтового бункера 18, для образования шлаковой лепшки 20 с плотностью примерно 4 г/см 3 и температурой менее чем примерно 800 С. Было показано, что, прежде всего, стальные шарики подходят в качестве тврдых металлических частиц и являются легко доступным материалом. Неожиданно было обнаружено, что падение тврдых металлических частиц с определнной высоты придат им достаточно кинетической энергии для проникновения в жидкий шлак и для равномерного распределения по высоте образуемой шлаковой лепшки. Количество кинетической энергии, необходимой для достижения равномерного распределения тврдых металлических частиц в горячем жидком шлаке, зависит от вязкости шлака, характера частиц и их плотности, а также от их диаметра. Преимущество использования дискретных частиц, погружаемых в жидкий шлак, состоит в том, что теплопередача является очень эффективной и быстрой, так что шлак быстро охлаждается и полностью остекловывается. Расположенное над первым гранулятором/смесителем 14 всасывающее устройство 22 рекуперирует любые частицы пыли, выброшенные во время перемешивания жидкого шлака и тврдых металлических частиц. Образованная таким образом шлаковая лепшка 20 выгружается на термостойкий ленточный транспортр 24 при скорости потока примерно 4 т/мин и транспортируется к первой дробилке 26, где шлаковая лепшка дробится так, что образуются куски затвердевшего шлака с металлическими частицами в них с гранулометрией менее чем примерно 200 мм. В то время пока шлаковая лепшка 20 транспортируется к дробилке 26, тепловая камера 28 измеряет температуру шлаковой лепшки 20 и, если необходимо, на шлаковую лепшку 20 с помощью водяного разбрызгивателя впрыскивается вода для регулировки температуры шлаковой лепшки 20 до температуры примерно 800 С. Куски затвердевшего шлака с металлическими частицами в них передаются от первой дробилки 26 на ковшовый пластинчатый конвейер 32 и транспортируются ко второй дробилке 34, где гранулометрия кусков затвердевшего шлака с металлическими частицами в них уменьшается до размера примерно 40-80 мм. Этот непрерывный поток кусков затвердевшего шлака при температуре примерно 700 С и гранулометрией примерно 40-90 мм и объмной плотностью примерно 2-5 г/см 3 собираются в предварительной камере 36. Эта вторая дробилка 36 является необязательной. В зависимости от способа грануляции и/или свойств шлака первая дробилка 26 может использоваться для уменьшения значений гранулометрии при-3 022193 мерно до 90 мм и, таким образом, устраняется необходимость во второй дробилке. Затем куски затвердевшего шлака с металлическими частицами в них передаются из предварительной камеры 36 на теплообменник 38, содержащий изображнные на фиг. 1 в варианте осуществления четыре подблоки А, В, С,D, которые работают в режиме противотока, то есть горячий материал податся сверху и извлекается снизу после его охлаждения, тогда как охлаждающий газ, обычно воздух, впрыскивается через нижнюю часть и выводится через верхнюю часть после его нагрева. Во время прохождения воздуха через теплообменник воздух нагревается, а шлак и содержащиеся в теплообменнике тврдые металлические частицы охлаждаются примерно до 100 С и выгружаются в камеру 40 последующей обработки. Затем частицы шлака отделяются от тврдых металлических частиц. Используемые для отделения тврдых металлических частиц и затвердевшего шлака способы могут содержать дробление и отсеивание или измельчение и отсеивание, измельчение и использование магнитных полей и т.д. Испытания показали, что затвердевший шлак является хрупким и что затвердевший шлак не прилипает к стальным сферам. Охлажднный шлак хранится для дальнейшего использования, тогда как охлажднные тврдые металлические частицы транспортируются с помощью трубного конвейера 42 к первому шихтовому бункеру 18 и к гранулятору 14, где они перемешиваются с горячим жидким шлаком. В изображнном на фиг. 1 варианте осуществления используется теплообменник с четырьмя подблоками А, В, С, D. Из предварительной камеры 36 куски затвердевшего шлака и тврдые металлические частицы распределяются по четырм подблокам А, В, С, D теплообменника, оснащнного затвором 46 для материала на верхней части и заслонкой 48 в нижней части. В то время как один из этих подблоков теплообменника находится в стадии опорожнения/заполнения (см. фиг. 1; подблок D теплообменника), три оставшихся подблока находятся в режиме охлаждения (см. фиг. 1; А-В-С в работе). Как только подблок D теплообменника заполнен, затвор 46 для материала в верхней части и заслонка 48 в нижней части закрываются и включается поток охлаждающего газа через подблок D теплообменника. Затем следующий подблок теплообменника по порядку отключается от газового контура,охлажднные частицы шлака и тврдые металлические частицы отводятся, а новые частицы шлака и тврдые металлические частицы передаются в подблок. Описанная последовательная работа подблоков теплообменника позволяет полностью герметизировать теплообменник 38 от атмосферы во время фазы теплообмена без выброса газа или пыли в окружающую среду. Сброс давления в каждом подблоке теплообменника и изоляция от газового потока происходит только во время загрузки и выгрузки частиц шлака, что позволяет обеспечить работу без отрицательного влияния на теплопередачу и на окружающую среду. Продолжительность цикла и количество загруженных в одном цикле частиц выбирается таким образом, что с точки зрения теплопередачи это может рассматриваться как квазистационарная операция с очень низкими колебаниями температуры в газовом потоке. Термин продолжительность цикла используется здесь для описания срока, во время которого каждый подблок теплообменника соединяется или отсоединяется от непрерывного газового потока. Во время охлаждения частицы внутри теплообменника будут иметь градиент температуры от холодного на выпускном затворе до горячего на впускном затворе. Поэтому количество частиц, загруженных и выгруженных во время одного цикла, должно быть ограничено таким образом, что разница температур между выпускным отверстием до и после загрузки/выгрузки не превышает, например, 50 С. Подблоки А, В, С, D теплообменника специально спроектированы и предназначены для работы при повышенном давлении, что значительно уменьшает потери давления газового потока и как таковую необходимую мощность нагнетателя/компрессора для циркуляции газа через теплообменник и парогенератор. В этой конфигурации только потери газа, которые происходят во время сброса давления в одном подблоке, должны быть компенсированы посредством бустерной воздуходувки/ компрессора (не показан), который служит одновременно в качестве регулятора давления. Оценивается, что при повышении давления внутри теплообменника от 1 до 3 бар (абсолютное), необходимая мощность нагнетателя/компрессора падает примерно на 1/3. Созданный вентилятором 50 газовый поток направляется к трм подблокам теплообменника в режиме охлаждения по газовому каналу 54. После того как произошл теплообмен, нагретые газовые потоки направляются по каналу 56 горячего газа. Пыль отфильтровывается в циклоне 58 до того, как горячий газ при температуре примерно 700 С передатся на теплообменник для выработки 60 пара. Таким образом, пар передатся на турбину (не показана) и генератор (не показан) для выработки электричества. Затем охлажднный газ направляется обратно по трубе 62 в систему закрытого контура к вентилятору 52. При уровне температуры примерно 700 С способы термодинамического цикла для выработки энергии функционируют с наибольшей эффективностью. Кроме того, этот уровень температуры предлагает наилучшую гибкость и эффективность для непрерывной рекуперации тепла. Так как теплообменник 38 для частиц и газа работает непрерывно, возможна эффективная выработка электричества. В данном варианте осуществления материал и газовые потоки входят и выходят из те-4 022193 плообменника непрерывно. Однако управление материалом и газом разъединено, утечка газа больше не представляет собой проблемы, так как соответствующий подблок теплообменника отсоединен от потока газа во время загрузки и выгрузки. Соответственно, герметизации подблоков теплообменника можно легко добиться с помощью заслонок, так как внутри теплообменника отсутствует движение материала во время потока газа. Следующие из этой идеи преимущества являются многочисленными. Благодаря разъединению потоков газа и материала герметизация теплообменника упрощается, а выбросы пыли в окружающую среду устраняются или соответственно уменьшаются. Герметизация подблоков теплообменника во время операции охлаждения устраняет риск утечки газа и, таким образом,эффект "пескоструйной очистки", вызванной частицами шлака, увлечнными улетучивающимся газом больше не представляет проблемы. Это приводит к меньшему износу и повышению общей функциональной стабильности и работоспособности. Разделение охлаждения и загрузки/выгрузки подблоков теплообменника позволяет осуществлять фазу охлаждения в цепи газа под давлением, что уменьшает падение давления на слое материала и потребление энергии вентилятора. Поскольку общая масса частиц распределяется на несколько подблоков теплообменника вместо одного, отдельные подблоки имеют меньшее сечение. Уменьшенный диаметр теплообменника позволяет более легко осуществить распределение противотока газа по всему сечению. Кроме того, как видно выше, может быть значительно снижено количество газа утечки. Этот двойной эффект приводит к лучшей общей производительности, так как требуется меньшая мощность вентилятора. Общий тепловой КПД способа грануляции шлака увеличивается вследствие уменьшения потерь горячего воздуха. Согласно этой идее отсутствует необходимость в постоянно вращающихся частях. Действительно,для разгрузки теплообменника не требуются поворотные клапаны, а требуется только запорный/золотниковый/пережимной клапан. Это приводит к уменьшению износа. Эта идея позволяет осуществлять непрерывную работу, даже если один из подблоков теплообменника не работает, хотя и при уменьшенной общей скорости потока шлака. Это позволяет обеспечить простое обслуживание на одном из этих подблоков теплообменника. Кроме того, непредвиденные неполадки на одном из подблоков теплообменника не создают необходимость остановки всего способа. На фиг. 2 показан первый предпочтительный вариант осуществления гранулятора/смесителя 14, как схематично показано на фиг. 1. Горячий жидкий шлак 64 из шлакового жлоба 12 сначала льтся в жлоб 66 транспортра 68 с желобчатой лентой, а затем тврдые металлические частицы 70 высыпаются в содержащий горячий жидкий шлак 64 жлоб 66. Горячий жидкий шлак 64 и тврдые металлические частицы 70 смешиваются и образуют затвердевшую, остеклованную шлаковую лепшку 72. Каждый жлоб 66 транспортра 72 с желобчатой лентой сначала заполняется жидким шлаком и затем продвигается под первый шихтовой бункер 18 для заполнения тврдыми металлическими частицами, которые падают в каждый жлоб 66. После затвердевания жлоба 66 опорожняются на ковшовый пластинчатый конвейер 32, как показано на фиг. 1. Каждый жлоб 66 сначала заполняется жидким шлаком 64 примерно на одну треть от своей высоты, а затем тврдые металлические частицы вводятся в жлоб 66. Имеющие диаметр 10 мм тврдые металлические частицы 70 падают с высоты примерно 2 м для получения быстрого и эффективного смешивания шлака 64 и тврдых металлических частиц 70. На фиг. 3 показан второй предпочтительный вариант осуществления гранулятора/смесителя 14, как схематично показано на фиг. 1. Горячий жидкий шлак 10 из шлакового жлоба 12 сначала вливается в жлоб 66'. Тогда как жлоба на фиг. 1 закреплены на ленте 24 транспортра, жлоба в варианте осуществления фиг. 2 закреплены на вращающемся барабане 74. В первом положении жлоб 66' переводится под шлаковый жлоб 12 и заполняется жидким шлаком 10 примерно на одну треть его высоты, а затем поворачивается в направлении стрелки 76 по направлению второго положения под первым шихтовым бункером 18 для тврдых металлических частиц. Тврдые металлические частицы всыпаются в жлоб 66', содержащий горячий жидкий шлак. Горячий жидкий шлак и тврдые металлические частицы 70 смешиваются посредством воздействия кинетической энергии падающих тврдых металлических частиц 70 и образуют затвердевшую, остеклованную шлаковую лепшку 72. Затем жлоба 66' поворачиваются в третье положение, причем они опорожняются посредством воздействия силы тяжести на ковшовый пластинчатый конвейер 32, как показано на фиг. 1. Каждый жлоб 66' вращающегося барабана 74 сначала заполняется жидким шлаком, а затем продвигается под первый шихтовой бункер 18 для заполнения тврдыми металлическими частицами, которые падают в каждый жлоб 66', и затем продвигается в третье положение, причем затвердевшая остеклованная шлаковая лепшка 72 выпадает из жлоба 66'. Затем жлоб 66' поворачивается дальше, пока снова не достигнет первого положения. Одним из преимуществ варианта осуществления фиг. 3 является то, что отсутствует относительное перемещение между соседними желобами. Доступное время охлаждения в желобах зависит от диаметра барабана, которое является коротким из-за добавки тврдых металлических частиц, которые обеспечивают быстрое затвердевание внутри жлоба. Список ссылочных обозначений 10 - горячий жидкий шлак 12 - шлаковый жлоб 14 - гранулятор/смеситель 16 - гранулированный шлак 18 - первый шихтовой бункер 20 - шлаковая лепшка 22 - всасывающее устройство 24 - ленточный транспортр 26 - первая дробилка 28 - тепловая камера 30 - водяной распылитель 32 - ковшовый пластинчатый конвейер 34 - вторая дробилка 36 - предварительная камера 38 - теплообменникA,B,C,D - подблоки теплообменника 40 - камера последующей обработки 42 - трубный транспортр 44 - третья дробилка 46 - затвор для материала 48 - заслонка 50 - вентилятор 54 - газовый канал 56 - канал горячего газа 58 - циклон 60 - теплообменник для выработки пара 62 - труба 64 - горячий жидкий шлак 66,66' - жлоб 68 - транспортр с желобчатой лентой 70 - тврдые металлические частицы 72 - шлаковая лепшка 74 - вращающийся барабан 76 - направление вращения ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака, в котором горячий жидкий шлак смешивают с тврдыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепшки, смешанной с тврдыми металлическими частицами, шлаковую лепшку дробят для образования частиц горячего шлака и нагретых тврдых частиц, частицы охлаждают, и тврдые металлические частицы используют повторно. 2. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по п.1, в котором горячий жидкий шлак вливают сначала в жлоб, а затем в содержащий горячий жидкий шлак жлоб всыпают тврдые металлические частицы и смешивают горячий жидкий шлак с тврдыми металлическими частицами для образования затвердевшей, остеклованной шлаковой лепшки. 3. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по п.2, в котором жлоб, в который вливают горячий жидкий шлак и всыпают тврдые металлические частицы, интегрирован в транспортр с желобчатой лентой или на вращающемся барабане. 4. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором тврдые металлические частицы имеют плотность по меньшей мере 2,5 г/см 3. 5. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором тврдые металлические частицы являются сферическими. 6. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором тврдые металлические частицы имеют диаметр по меньшей мере 2 мм. 7. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором тврдые металлические частицы имеют диаметр менее чем 80 мм. 8. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором тврдые металлические частицы изготовлены из металла, выбранного из группы, состоящей из железа, стали, меди, хрома, алюминия, их сплавов, а также их сплавов с другими металлами. 9. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором частицы горячего шлака и нагретые тврдые металлические частицы загружают в теплообменник, охлаждают с помощью противотока охлаждающего газа и выгружают из теплообменника, отличающийся тем, что теплообменник подразделн на множество подблоков, причем каждый из подблоков имеет впускное отверстие для частиц, выпускное отверстие для частиц, впускное отверстие для охлаждающего газа и выпускное отверстие для охлаждающего газа,причем по меньшей мере один из подблоков загружают горячими частицами через впускное отверстие для частиц, охлажднные частицы выгружают по меньшей мере из одного из подблоков через выпускное отверстие для частиц, причем впускное отверстие для охлаждающего газа и выпускное отверстие для охлаждающего газа закрыты во время загрузки и выгрузки частиц, и причем одновременно с загрузкой и выгрузкой частиц по меньшей мере один из других подблоков охлаждают посредством ввода потока охлаждающего газа через впускное отверстие для охлаждающего газа и вывода потока нагретого потока охлаждающего газа из выпускного отверстия для охлаждающего газа, причем впускное отверстие для частиц и выпускное отверстие для частиц закрыты во время охлаждения частиц, и причем нагретый охлаждающий газ используют для регенерации энергии. 10. Способ сухой грануляции по п.9, в котором частицы шлака и тврдые металлические частицы перед загрузкой в подблок теплообменника загружают в предварительную камеру. 11. Способ сухой грануляции по п.9 или 10, в котором частицы шлака и тврдые металлические частицы после выгрузки из подблока теплообменника загружают в камеру последующей обработки. 12. Способ сухой грануляции по любому из пп.9-11, в котором по меньшей мере один из подблоков загружают горячими частицами шлака и нагретыми тврдыми металлическими частицами через впускное отверстие, тогда как одновременно выгружают охлажднный шлак и металлические частицы. 13. Способ сухой грануляции по любому из пп.9-12, в котором подблоки теплообменника работают под давлением от 1,2 до 4 бар. 14. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором частицы горячего шлака имеют температуру по меньшей мере 450 С, предпочтительно по меньшей мере 500 С, более предпочтительно по меньшей мере 600 С и наиболее предпочтительно по меньшей мере 650 С. 15. Способ сухой грануляции горячего жидкого шлака по любому из предшествующих пунктов, в котором горячий жидкий шлак затвердевает в шлаковую лепшку и охлаждается до температуры 650750 С посредством смешивания с тврдыми металлическими частицами.
МПК / Метки
МПК: C22B 7/04, F27D 15/02, C21B 3/08, C04B 5/06
Метки: шлака, грануляция, сухая, металлургического
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-22193-suhaya-granulyaciya-metallurgicheskogo-shlaka.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Сухая грануляция металлургического шлака</a>
Предыдущий патент: Высокотемпературная нейтрализация лактама
Следующий патент: Способ получения небиволола
Случайный патент: Профильная система для раздвижной двери