液态冶金渣余热回收装置及余热回收系统的制作方法

本实用新型涉及冶金渣余热回收利用领域，特别涉及液态冶金渣余热回收装置及余热回收系统。

背景技术：

冶金产业中往往会对冶金时产生的冶金渣进行处理，为了提高对冶金渣的利用，往往会对冶金渣的余热进行回收利用。

由于冶金产生的液态冶金渣液态具有温度高，成分复杂等问题，如果直接换热利用，由于温度变化跨度大，对其进行换热利用的换热系统冲击频率过大，设备容易损坏。因此目前还没有对冶金渣进行直接换热利用的设备。

传统对于冶金渣的余热回收，都需要先将冶金渣进行冷却固化，然后通过造粒机进行高温固体颗粒的制造，然后利用换热系统对高温固体颗粒进行余热回收。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的是提供一种液态冶金渣余热回收装置，该装置能够直接对的液态冶金渣直接进行热能吸收利用。

实现本实用新型第一个目的的技术方案是：本实用新型中液态冶金渣余热回收装置，包括换热箱体；所述换热箱体上设有可供特热高温液态冶金渣流入换热箱体内的入口；所述换热箱体内设有用于吸收液态冶金渣热量的换热组件；换热箱体的底面设有排料口，排料口上设有可控制排料口打开或封闭的快开门；

所述换热箱体上还设有顶料组件；所述顶料组件包括多根动力顶杆，以及驱动动力顶杆向排料口运动的第一驱动装置；所述动力顶杆用于分解并推动由液态冶金渣换热后形成的半固态冶金渣；所述动力顶杆位于换热组件与换热箱体内部空间形成的间隙内。

上述快开门上还设有分解组件；所述分解组件包括多根分解顶杆，以及驱动分解顶杆向上运动的第二驱动装置；分解顶杆位于换热箱体内的一端为可分解半固态冶金渣的分解头。

上述换热组件为管式换热器和/或板式换热器。

换热箱体的顶盖上设有可与气体收集装置连接的排气口。

换热箱体的顶盖上设有防爆口。

换热箱体上未设有换热组件的部分的内部埋设有冷却管组。

作为优化设计，换热箱体内且位于换热箱体的四周侧壁上也设有换热组件；快开门的内部排布设有第一冷却管组；第一冷却管组的进口和出口均从快开门内部伸出；

换热箱体的顶盖的内部埋设有第二冷却管组，第二冷却管组的进口和出口均从顶盖的内部伸出。

换热箱体内设有用于加温的预热装置。

所述预热装置包括与换热箱体内部连通且可以向换热箱体内部通入热气体或蒸汽的管道。

本实用新型的第二个目的是提供一种余热回收系统，该余热回收系统可对液态冶金渣形成多级利用，大大提高余热回收效能。

实现本实用新型第二个目的的技术方案是：本实用新型中余热回收系统，包括至少一个上述的液态冶金渣余热回收装置、第一熔盐罐、第一熔盐泵和热能应用单元；液态冶金渣余热回收装置中换热组件内的换热介质为熔融盐；第一熔盐罐上设有熔融盐进盐口和熔融盐出盐口；热能应用单元包括可供熔融盐通过且可被汲取热能的热能利用管路；

第一熔盐泵的出口端与换热组件的换热介质入口连接相通，第一熔盐泵向换热组件内输入熔融盐，换热组件的换热介质出口与第一熔盐罐的熔融盐进盐口连接；第一熔盐罐的熔融盐出盐口与热能利用管路的进口连接。

同时还包括第一缓冲罐；第一缓冲罐的出口与第一熔盐泵的进口端连接，第一熔盐泵的出口端与换热组件的换热介质入口连接相通，换热组件的换热介质出口分别与第一熔盐罐的熔融盐进盐口和第一缓冲罐的第一进口连接；第一熔盐罐的熔融盐出盐口与热能利用管路的进口连接，热能利用管路的出口与第一缓冲罐的第二进口连接。

同时还包括第二熔盐罐；换热组件的换热介质出口还与第二熔盐罐的熔融盐进盐口连接，第二熔盐罐的熔融盐出盐口与第一熔盐罐的熔融盐进盐口和/或热能利用管路的进口和/或第一缓冲罐的第三进口连接。

同时还包括第一输送机构、固态冶金渣造粒机、第二输送机构和至少一个高温固体颗粒换热装置；

所述高温固体颗粒换热装置包括储存器本体；所述储存器本体上设有物料进口、物料出口、气体入口、气体出口和风机；风机的出风口与气体入口连接，气体出口与热能应用单元连接；

换热箱体的排料口通过第一输送机构与固态冶金渣造粒机的进料口对应，并通过第一输送机构将从换热箱体的排料口排出的半固态冶金渣输送到固态冶金渣造粒机的进料口内；

固态冶金渣造粒机的出料口通过第二输送机构与储存器本体上的物料进口对应，并通过第二输送机构将从固态冶金渣造粒机的出料口排出的冶金渣颗粒输送到储存器本体的物料进口内。

同时还包括至少一个气液换热装置和第二缓冲罐；所述气液换热装置包括换热腔体；换热器腔体内设有第一换热管组；所述第一换热管组内的换热介质为熔融盐；所述换热腔体上设有进气口和出气口；所述换热腔体的进气口与高温固体颗粒换热装置的气体出口连接；所述热能应用单元还包括可被汲取热能的高温气体流通管；换热腔体的出气口与高温气体流通管的进口连接，高温气体流通管的出口与风机的进风口连接；

第一换热管组的出口分别与第二缓冲罐的第一进口和/或第一熔盐罐的熔融盐进盐口连接，第二缓冲罐的出口与第二熔盐泵的进口连接，第二熔盐泵的出口与第一换热管组的进口连接。

作为优化设计，第二熔盐罐的熔融盐出盐口与第一熔盐罐的熔融盐进盐口和/或热能利用管路的进口和/或第一缓冲罐的第三进口和/或第二缓冲罐的第二进口连接。

上述热能应用单元包括蒸汽发生装置；所述蒸汽发生装置包括水箱、除氧器、热能利用管路和蒸发器；所述高温气体流通管经过水箱内部，并对水箱内部的水进行加热；所述热能利用管路经过蒸发器，并提供蒸发器热能；所述水箱通过给水泵与除氧器的进口连接，除氧器的出口与蒸发器的进液口连接；蒸发器的蒸汽出口分别与热网的输入端和除氧器的蒸汽入口连接。

上述蒸汽发生装置还包括过热器；所述热能利用管路经过过热器并为过热器提供热能；所述蒸发器的蒸汽出口还与过热器的进汽口连接，过热器的出汽口与热网的输入端连接。

上述蒸汽发生装置还包括预热器；所述热能利用管路经过预热器并为预热器提供热能；所述蒸发器的蒸汽出口与预热器的进口连接，预热器的出口与热网的输入端连接。

上述蒸汽发生装置还包括连续排污罐和定期排污罐；所述蒸发器上设有连续排污管和定期排污管；所述连续排污管与连续排污罐的入口连接，连续排污罐的出口与定期排污罐的第一入口连接，定期排污管与定期排污罐的第二入口连接；所述定期排污罐上设有排污口。

热能应用单元还包括利用蒸汽驱动的汽轮机组；汽轮机组上设有进汽口和冷凝水出口；所述过热器的出汽口与汽轮机组的进汽口连接。

上所述第一输送机构包括轨道，轨道上设有带有驱动装置且可在驱动装置驱动下沿轨道行走的运输车；所述运输车包括车体；所述车体的上端为接料口，车体的底部设有带闸门的卸料口；车体的接料口可与换热箱体的排料口对应配合接料，车体的卸料口可与固态冶金渣造粒机的进料口对应配合卸料。

上述第二输送机构包括可接收从固态冶金渣造粒机的出料口排出的高温冶金渣颗粒的钢渣运输车，以及提升平台装置；所述提升平台装置包括提升架；所述提升架上设有提升轨道，提升轨道上滑动设有提升平台，提升平台通过提升驱动装置让提升平台沿提升轨道在提升架的低位和高位之间升降；提升架的低位处设有可供钢渣运输车开到提升平台上的通道；提升架的高位处设有可供钢渣运输车向高温固体颗粒换热装置的物料进口卸料的卸料位。

同时还具有第三输送机构；所述第三输送机构可接收从高温固体颗粒换热装置的物料出口排出的废渣的输送带或运输渣车。

第一冷却管组的进口和第二冷却管组的进口均与冷水箱的出口连接，冷水箱的进口通过回水管路与汽轮机组的冷凝水出口连接；第一冷却管组的出口和第二冷却管组的出口均与蒸汽发生装置的水箱的进口连接。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型中液态冶金渣余热回收装置能够直接对液态冶金渣进行余热直接回收利用，解决了液态冶金渣无法直接进行换热利用的问题。

(2)本实用新型中液态冶金渣余热回收装置通过顶料组件能够对由液态冶金渣换热后形成的半固态冶金渣进行分解和推动，从而有利于将换热箱体内的固态渣和半固态冶金渣从换热箱体的排料口顺利排出。

(3)本实用新型中液态冶金渣余热回收装置通过分解组件，可以对换热箱体内的半固态冶金渣进行分解，与顶料组件配合使用后能够进一步保证半固态冶金渣的顺利排出；

(4)本实用新型中液态冶金渣余热回收装置通过排气口有利于有害气体的排出和后期处理；

(5)本实用新型中液态冶金渣余热回收装置通过防爆口能够有效提升其安全性；

(6)本实用新型通过第一冷却管组和第二冷却管组降低液态冶金渣对换热箱体的破坏，保证余热回收的顺利进行；

(7)本实用新型中液态冶金渣余热回收装置通过预热装置，能够降低温度跨度，降低液态冶金渣的冲击频率，进一步提高使用安全性，为液态冶金渣的余热直接回收提供可能；

(8)本实用新型中的余热回收系统能够将冶金渣从液态直接进行余热回收，余热回收的效能更高；

(9)本实用新型中余热回收系统通过多种形式的余热回收，能够对冶金渣做到最大程度的余热回收。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型中液态冶金渣余热回收装置的结构示意图；

图2为本实用新型中液态冶金渣余热回收装置的内部剖视图；

图3为本实用新型中余热回收系统的连接示意图；

图4为本实用新型中蒸汽发生装置的连接结构示意图；

图5为本实用新型中固态冶金渣造粒机的结构示意图；

图6为本实用新型中高温固体颗粒换热装置的结构示意图；

图7为本实用新型中高温固体颗粒换热装置、气液换热装置和水箱的连接示意图；

图8为本实用新型中第一输送机构中的运输车的结构示意图；

图9为本实用新型中第二输送机构的结构示意图；

具体实施方式

见图1至图9，本实用新型中液态冶金渣余热回收装置，包括换热箱体1；所述换热箱体1上设有可供特热高温液态冶金渣流入换热箱体1内的入口1-1；所述换热箱体1内设有用于吸收特热高温液态冶金渣热量的换热组件2，换热箱体1内且位于换热箱体1的四周侧壁上也设有换热组件2；换热箱体1的底面设有排料口1-2，排料口1-2上设有可控制排料口1-2打开或封闭的快开门1-3；

所述换热箱体1上还设有顶料组件；所述顶料组件包括多根动力顶杆3，以及驱动动力顶杆3向排料口1-2运动的第一驱动装置；所述动力顶杆3用于分解并推动由液态冶金渣换热后形成的半固态冶金渣；所述动力顶杆3位于换热组件2与换热箱体1内部空间形成的间隙内。

所述快开门1-3上还设有分解组件；所述分解组件包括多根分解顶杆4，以及驱动分解顶杆4向上运动的第二驱动装置；分解顶杆4位于换热箱体1内的一端为可分解半固态冶金渣的分解头4-1。

所述换热组件2为管式换热器和/或板式换热器。

换热箱体1的顶盖1-4上设有可与气体收集装置连接的排气口1-5。

换热箱体1的顶盖1-4上设有防爆口1-6。

换热箱体1上未设有换热组件2的部分的内部埋设有冷却管组。

快开门1-3的内部排布设有第一冷却管组1-7；第一冷却管组1-7的进口和出口均从快开门1-3内部伸出；

换热箱体1的顶盖1-4的内部埋设有第二冷却管组1-8，第二冷却管组1-8的进口和出口均从顶盖1-4的内部伸出。

换热箱体1内设有用于加温的预热装置5。所述预热装置5包括与换热箱体1内部连通且可以向换热箱体1内部通入热气体或蒸汽的管道。

本实用新型中的余热回收系统，包括多个串接的上述液态冶金渣余热回收装置、第一熔盐罐6、第一熔盐泵7和热能应用单元；液态冶金渣余热回收装置中换热组件2内的换热介质为熔融盐；第一熔盐罐6上设有熔融盐进盐口和熔融盐出盐口；热能应用单元包括可供熔融盐通过且可被汲取热能的热能利用管路8；

第一熔盐泵7的出口端与换热组件2的换热介质入口连接相通，第一熔盐泵7向换热组件2内输入熔融盐，换热组件2的换热介质出口与第一熔盐罐6的熔融盐进盐口连接；第一熔盐罐6的熔融盐出盐口与热能利用管路8的进口连接。

同时还包括第一缓冲罐9；第一缓冲罐9的出口与第一熔盐泵7的进口端连接，第一熔盐泵7的出口端与换热组件2的换热介质入口连接相通，换热组件2的换热介质出口分别与第一熔盐罐6的熔融盐进盐口和第一缓冲罐9的第一进口连接；第一熔盐罐6的熔融盐出盐口与热能利用管路8的进口连接，热能利用管路8的出口与第一缓冲罐9的第二进口连接。

同时还包括第二熔盐罐10；换热组件2的换热介质出口还与第二熔盐罐10的熔融盐进盐口连接，第二熔盐罐10的熔融盐出盐口与第一熔盐罐6的熔融盐进盐口和热能利用管路8的进口和第一缓冲罐9的第三进口连接。

同时还包括第一输送机构11、固态冶金渣造粒机12、第二输送机构13和至少一个高温固体颗粒换热装置14；

所述高温固体颗粒换热装置14包括储存器本体14-1；所述储存器本体14-1上设有物料进口14-2、物料出口14-3、气体入口14-4、气体出口14-5和风机14-6；风机14-6的出风口与气体入口14-4连接，气体出口14-5与热能应用单元连接；

换热箱体1的排料口1-2通过第一输送机构11与固态冶金渣造粒机12的进料口12-1对应，并通过第一输送机构11将从换热箱体1的排料口1-2排出的半固态冶金渣输送到固态冶金渣造粒机12的进料口12-1内；

固态冶金渣造粒机12的出料口12-2通过第二输送机构13与储存器本体14-1上的物料进口14-2对应，并通过第二输送机构13将从固态冶金渣造粒机12的出料口12-2排出的冶金渣颗粒输送到储存器本体14-1的物料进口14-2内。

同时还包括多个串接的气液换热装置15和第二缓冲罐16；所述气液换热装置15包括换热腔体；换热器腔体内设有第一换热管组；所述第一换热管组内的换热介质为熔融盐；所述换热腔体上设有进气口和出气口；所述换热腔体的进气口与高温固体颗粒换热装置14的气体出口14-5之间设有除尘过滤装置，即从高温固体颗粒换热装置14的气体出口出来的高温气体通过除尘过滤装置过滤后通入换热腔体的进气口；所述热能应用单元还包括可被汲取热能的高温气体流通管17；换热腔体的出气口与高温气体流通管17的进口连接，高温气体流通管17的出口与风机14-6的进风口连接；

第一换热管组的出口分别与第二缓冲罐16的第一进口和/或第一熔盐罐6的熔融盐进盐口连接，第二缓冲罐16的出口与第二熔盐泵18的进口连接，第二熔盐泵18的出口与第一换热管组的进口连接。

第二熔盐罐10的熔融盐出盐口还与第二缓冲罐16的第二进口连接。

所述热能应用单元包括蒸汽发生装置19；所述蒸汽发生装置19包括水箱19-1、除氧器19-2和蒸发器19-3；所述高温气体流通管17经过水箱19-1内部，并对水箱19-1内部的水进行加热；所述热能利用管路8经过蒸发器19-3，并提供蒸发器19-3热能；所述水箱19-1通过给水泵与除氧器19-2的进口连接，除氧器19-2的出口与蒸发器19-3的进液口连接；蒸发器19-3的蒸汽出口分别与热网的输入端和除氧器19-2的蒸汽入口连接。

所述蒸汽发生装置19还包括过热器19-4；所述热能利用管路8经过过热器19-4并为过热器19-4提供热能；所述蒸发器19-3的蒸汽出口还与过热器19-4的进汽口连接，过热器19-4的出汽口与热网的输入端连接。

所述蒸汽发生装置19还包括预热器19-5；所述热能利用管路8经过预热器19-5并为预热器19-5提供热能；所述蒸发器19-3的蒸汽出口与预热器19-5的进口连接，预热器19-5的出口与热网的输入端连接。

所述蒸汽发生装置19还包括连续排污罐19-6和定期排污罐19-7；所述蒸发器19-3上设有连续排污管和定期排污管；所述连续排污管与连续排污罐19-6的入口连接，连续排污罐19-6的出口与定期排污罐19-7的第一入口连接，定期排污管与定期排污罐19-7的第二入口连接；所述定期排污罐19-7上设有排污口。

热能应用单元还包括利用蒸汽驱动的汽轮机组20；汽轮机组20上设有进汽口和冷凝水出口；所述过热器19-4的出汽口与汽轮机组20的进汽口连接。

所述第一输送机构11包括轨道，轨道上设有带有驱动装置且可在驱动装置驱动下沿轨道行走的运输车11-1；所述运输车11-1包括车体；所述车体的上端为接料口11-2，车体的底部设有带闸门的卸料口11-3；车体的接料口11-2可与换热箱体1的排料口1-2对应配合接料，车体的卸料口11-3可与固态冶金渣造粒机12的进料口12-1对应配合卸料。

所述第二输送机构13包括可接收从固态冶金渣造粒机12的出料口12-2排出的高温冶金渣颗粒的钢渣运输车13-1，以及提升平台装置13-2；所述提升平台装置13-2包括提升架13-2-1；所述提升架13-2-1上设有提升轨道，提升轨道上滑动设有提升平台13-2-2，提升平台13-2-2通过提升驱动装置让提升平台13-2-2沿提升轨道在提升架13-2-1的低位和高位之间升降；提升架13-2-1的低位处设有可供钢渣运输车13-1开到提升平台13-2-2上的通道；提升架13-2-1的高位处设有可供钢渣运输车13-1向高温固体颗粒换热装置14的物料进口14-2卸料的卸料位。

同时还具有第三输送机构21；所述第三输送机构21可接收从高温固体颗粒换热装置14的物料出口14-3排出的废渣的输送带或运输渣车。

第一冷却管组1-7的进口和第二冷却管组1-8的进口均与冷水箱22的出口连接，冷水箱22的进口通过回水管路与汽轮机组20的冷凝水出口连接；第一冷却管组1-7的出口和第二冷却管组1-8的出口均与蒸汽发生装置19的水箱19-1的进口连接。

本实用新型的热能利用原理如下：

首先，通过预热装置5对换热箱体1进行预热，从而降低换热时的温度跨度，降低液态冶金渣的冲击频率，提高使用安全性，为液态冶金渣的余热直接回收提供可能；接着将液态冶金渣从换热箱体1的入口1-1倒入换热箱体1内，此时换热箱体1的快开门1-3是关闭的。然后对换热组件2通入熔融盐，熔融盐吸收换热箱体1内的液态冶金渣的热量，吸收后热量后的熔融盐通入第一熔盐罐6和/或第二熔盐罐10和/或第一缓冲罐9和/或第二缓冲罐16进行储存；换热箱体1内的液态冶金渣在被吸收掉一定热量后会发现凝固，形成半固态冶金渣。此时为了下次换热需要，必须将半固态冶金渣从换热箱体1内清除。而半固态冶金渣会粘附在换热箱体1和换热组件2上，通过顶料组件和分解组件对半固态冶金渣进行分解破碎及顶出，达到半固态冶金渣去除的目的。这也是为液态冶金渣余热回收提供了技术保障。被储存起来的带有热能的熔融盐可通过热能利用管路8将热能传递给热能利用单元。

其中各个管道上均设有电控阀，电控阀受智能控制系统控制。通过智能控制实现对熔融盐的流通方向的控制，实现对高温气体流通管17内高温气体的流通方向的控制，从而实现热能多级利用的智能控制。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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