RU102199U1

RU102199U1 - INSTALLATION FOR BAKING SLAG GRANULATION

Info

Publication number: RU102199U1
Application number: RU2010144040/05U
Authority: RU
Inventors: Лик Анварович Зайнуллин; Валерий Григорьевич Грезнев
Original assignee: Лик Анварович Зайнуллин
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2011-02-20

Abstract

1. Установка для припечной грануляции шлака, содержащая желоб шлака, гидрогранулятор, соединенный с насосом подачи оборотной воды, приемный бункер-отстойник, снабженный решеткой, переливным устройством и камерой сбора парогазовых выделений, эрлифт для откачки граншлака, обезвоживатель шлаковой пульпы и транспортеры граншлака для отгрузки на склад, отличающаяся тем, что паровой тракт камеры сбора парогазовых выделений снабжен теплообменником для конденсации пара, полученного при грануляции шлака, и передачи теплоты пара морской воде, циркулирующей в теплообменнике, который соединен с сепаратором, подключенным к системе вакуумирования и конденсации пара морской воды. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что решетка приемного бункера-отстойника расположена на расстоянии 1-3 м от уровня (отметки) переливного устройства. 1. Installation for pecking granulation of slag, containing a slag chute, a hydrogranulator connected to a circulating water supply pump, a receiving hopper-settler equipped with a grate, an overflow device and a chamber for collecting gas and vapor emissions, an airlift for pumping granulated slag, a slag pulp dehydrator, and granular slag conveyors for shipment to a warehouse, characterized in that the steam path of the gas-vapor collection chamber is equipped with a heat exchanger for condensing the steam obtained by slag granulation and transferring the heat of the steam to sea water, c rkuliruyuschey in a heat exchanger, which is connected with a separator, connected to a vacuum system and condensed sea water vapor. ! 2. Installation according to claim 1, characterized in that the grate of the receiving hopper-settler is located at a distance of 1-3 m from the level (mark) of the overflow device.

Description

Полезная модель относится к грануляции расплавленных шлаков у металлургических печей и предпочтительно может быть использована для опреснения морской воды, используемой для этих целей, а также для очистки загрязненных технологических сбросов металлургических заводов путем выпарки с последующей конденсацией.The utility model relates to the granulation of molten slag from metallurgical furnaces and can preferably be used to desalinate sea water used for these purposes, as well as to clean contaminated technological discharges of metallurgical plants by evaporation followed by condensation.

Известна установка для гранулирования расплавленного шлака, содержащая шлаковый желоб, гидрогранулятор для диспергации шлака, приемный бункер-отстойник с решеткой, переливным устройством и вытяжной трубой, эрлифт, соединенный с обезвоживателем карусельного типа, бак оборотной воды с насосами, соединенными с гидрогранулятором (SU 529132, публ. 1971 г.) [1].A known installation for granulating molten slag containing a slag chute, a hydrogranulator for dispersing slag, a receiving hopper-settler with a grate, an overflow device and an exhaust pipe, an airlift connected to a carousel type dehydrator, a circulating water tank with pumps connected to a hydrogranulator32 (SU 52 publ. 1971) [1].

Известная установка не имеет системы охлаждения оборотной воды, что приводит к значительным потерям оборотной воды, выбрасываемой в виде пара через вентиляционную трубу.The known installation does not have a cooling system for circulating water, which leads to significant losses of circulating water discharged in the form of steam through the ventilation pipe.

Этот недостаток частично устранен в установках, снабженных градирнями (Патент США №3615329, публ. 1971 г.) [2]. Эта установка содержит желоб, сопла для подачи воды, бункер-смеситель, насосы для перекачки шлаководяной пульпы, отстойник, бак оборотной воды и подсоединенные к нему градирни для охлаждения оборотной воды с насосами для подачи ее к соплам. К недостаткам этой установки можно отнести безвозвратные потери тепла шлака и значительные энергетические затраты для охлаждения и перекачки оборотной воды и охлаждающего воздуха.This disadvantage is partially eliminated in plants equipped with cooling towers (US Patent No. 3615329, publ. 1971) [2]. This installation contains a chute, nozzles for supplying water, a hopper-mixer, pumps for pumping slag and water pulp, a sump, a circulating water tank and cooling towers connected to it for cooling circulating water with pumps for supplying it to the nozzles. The disadvantages of this installation include irretrievable losses of slag heat and significant energy costs for cooling and pumping recycled water and cooling air.

Заявленная установка для припечной грануляции шлака доменной печи содержит желоб шлака, гидрогранулятор, соединенный с насосом подачи оборотной воды, приемный бункер-отстойник, снабженный решеткой, переливным устройством и камерой сбора парогазовых выделений, эрлифт для откачки граншлака, обезвоживатель шлаковой пульпы и транспортеры граншлака для отгрузки на склад. Установка отличается тем, что паровой тракт камеры сбора парогазовых выделений снабжен теплообменником для конденсации пара, полученного при грануляции шлака, и передачи теплоты пара морской воде, циркулирующей в теплообменнике, который соединен с сепаратором, подключенным к системе вакуумирования и конденсации пара морской воды. Кроме того, установка отличается тем, что решетка приемного бункера-отстойника расположена на расстоянии 1-3 м. от уровня (отметки) переливного устройства.The claimed installation for hot granulation of slag of a blast furnace contains a slag chute, a hydrogranulator connected to a circulating water supply pump, a receiving hopper-settler equipped with a grate, an overflow device and a chamber for collecting gas and vapor emissions, an airlift for pumping granulated slag, a slag dehydrator and conveyors for granulating to the warehouse. The installation is characterized in that the steam path of the gas-vapor collection chamber is equipped with a heat exchanger for condensing the steam obtained by slag granulation and transferring the heat of the steam to the sea water circulating in the heat exchanger, which is connected to a separator connected to the vacuum and steam condensation system of the sea water. In addition, the installation is characterized in that the grate of the receiving hopper-settler is located at a distance of 1-3 m from the level (mark) of the overflow device.

Снабжение парового тракта установки теплообменником для конденсации пара, полученного при грануляции шлака, позволяет теплоту пара передать теплоносителю, охлаждающему пар, а именно морской воде, циркулирующей в теплообменнике в качестве охлаждающей среды, притом, что теплообменник соединен с сепаратором - устройством для отделения пара, подключенным к системе вакуумирования, например, к эжектору. Благодаря пониженному давлению в сепараторе удается получить пар из морской воды при более низких температурах, значительно ниже 100°С. Эжектор, который может работать на сконденсированной воде, одновременно будет охлаждать пар, образуя конденсат. Таким образом за счет низкопотенциального тепла достигается эффект опреснения морской воды с одновременной конденсацией испаренной грануляционной воды при охлаждении гранулированного шлака в бункере-отстойнике. Эффективность данной системы можно повысить, применив многоступенчатую схему реализации.The supply of the steam path of the installation with a heat exchanger for condensation of steam obtained during slag granulation allows the heat of steam to be transferred to the heat carrier, cooling steam, namely seawater circulating in the heat exchanger as a cooling medium, despite the fact that the heat exchanger is connected to a separator - a device for separating steam connected to a vacuum system, for example, to an ejector. Due to the reduced pressure in the separator, it is possible to obtain steam from seawater at lower temperatures, well below 100 ° C. An ejector that can operate on condensed water will simultaneously cool the steam, forming condensate. Thus, due to low-grade heat, the effect of desalination of sea water is achieved with the simultaneous condensation of the evaporated granulation water while cooling the granulated slag in the settling hopper. The effectiveness of this system can be improved by applying a multi-stage implementation scheme.

Размещение решетки в бункере-отстойнике на расстоянии 1-3 метра ниже уровня переливного устройства позволит обеспечить надежность охлаждения частиц шлака в этом бункере. А именно, при высокой интенсивности слива шлака, доходящей до 12 т/мин шлаковая струя может диспергироваться не полностью, особенно при наличии жидкого чугуна. При глубине размещения решетки менее 1 м это может привести к образованию на решетке спеков и завалов из кусков шлака, что недопустимо по условиям взрывобезопасности.Placing the grate in the settling hopper at a distance of 1-3 meters below the level of the overflow device will ensure reliable cooling of the slag particles in this hopper. Namely, with a high intensity of slag discharge, reaching up to 12 t / min, the slag stream may not be fully dispersed, especially in the presence of liquid cast iron. With a depth of placement of the grate less than 1 m, this can lead to the formation of cakes and blockages from pieces of slag on the grate, which is unacceptable in terms of explosion safety.

При глубине размещения решетки от 1 м установка будет работать при номинальной интенсивности слива шлака без нарушения надежности. При глубине размещения решетки до 3 м работоспособность надежно обеспечивается при максимальной интенсивности слива шлака. При более глубоком залегании решетки она может создавать помехи сходу граншлака по наклонной стенке бункера-отстойника из-за повышенной концентрации граншлака в зауженной части бункера.With a grid placement depth of 1 m or more, the unit will operate at a nominal slag discharge intensity without compromising reliability. With a grid placement depth of up to 3 m, operability is reliably ensured at the maximum intensity of slag discharge. With a deeper occurrence of the grate, it can interfere with the emergence of gravel slag along the inclined wall of the settling hopper due to the increased concentration of gravel slag in the narrowed part of the hopper.

Новый технический результат, достигаемый заявленной установкой, заключается в использовании тепла шлака, переданного пару и возврат испаренной воды путем конденсации пара.A new technical result achieved by the claimed installation is to use the heat of slag transferred to the steam and the return of evaporated water by condensation of steam.

Заявляемая установка изображена на рисунке. Она содержит желоб 1 для подачи шлака, под которым расположен гидрогранулятор 2 с соплами, бункер-отстойник 3, оборудованный решеткой 4, паросборником 5, вытяжной трубой 6, камеру 7 шлакового эрлифта 8, который состоит из подъемной трубы с воздушной насадкой 9, трубы 10 для подачи воздуха, водовода 11 для взмучивания шлака, сепаратора 12, обезвоживателя 13 карусельного типа с водосборником 14 и бункером 15 обезвоженного граншлака, под которым установлен транспортный конвейер 16. Кроме того установка содержит бак оборотной воды 17, соединенный с бункером-отстойником 3 переливным устройством 18 и насос оборотной воды 19, соединенный с гранулятором 2.The inventive installation is shown in the figure. It contains a chute 1 for supplying slag, under which there is a hydrogranulator 2 with nozzles, a hopper 3 equipped with a grill 4, a steam collector 5, an exhaust pipe 6, a chamber 7 of a slag airlift 8, which consists of a lifting pipe with an air nozzle 9, pipe 10 for supplying air, a water conduit 11 for agitating slag, a separator 12, a carousel type dehydrator 13 with a water collector 14 and a dehydrated gravel slag hopper 15, under which a conveyor belt 16 is installed. In addition, the installation contains a circulating water tank 17 connected to the hopper a sump 3 overflow device 18 and a circulating water pump 19 connected to a granulator 2.

Паровой тракт установки соединен с теплообменником 20 для конденсации пара и передачи тепла морской воде, соединенным с сепаратором пара 21 и вакуум насосом 22, например эжектором, для создания разрежения в сепараторе 21. Вакуум насос 22 соединен в свою очередь с водосборником 23, снабженным насосом 24 для подачи рабочей воды в эжектор 22 и переливным устройством 25 для отвода, полученного из пара морской воды конденсата.The steam path of the installation is connected to a heat exchanger 20 for condensing steam and transferring heat to sea water connected to a steam separator 21 and a vacuum pump 22, for example an ejector, to create a vacuum in the separator 21. The vacuum pump 22 is in turn connected to a water collector 23 equipped with a pump 24 for supplying working water to the ejector 22 and an overflow device 25 for drainage obtained from condensate seawater steam.

Установка работает следующим образом. Расплавленный шлак из доменной печи по желобу 1 стекает на поток воды, выходящей из сопел гранулятора 2. За счет физического и термического воздействия струй воды расплавленный шлак диспергируется и охлаждается. Образующийся при этом пар локализуется паросборником 5 и за счет самотяги трубы 6 просасывается через теплообменник 20, где пар на поверхностях теплообменника 20 конденсируется и стекает обратно в бункер-отстойник 3. Тепло пара через стенку теплообменника 20 передается морской воде, которая в нагретом состоянии поступает в сепаратор пара 21, где за счет разрежения, создаваемого эжектором 22, испаряется, а пар засасывается в эжектор и, смешиваясь с более холодной водой, попав в зону повышенного давления эжектора 22, конденсируется и в виде жидкости попадает в водосборник 23, откуда часть воды засасывается насосом 24 и подается в эжектор. Конденсат через переливное устройство 25 сливается, как чистая или, как подпиточная вода в оборотную систему завода.Installation works as follows. The molten slag from the blast furnace through the chute 1 flows into the stream of water leaving the nozzles of the granulator 2. Due to the physical and thermal effects of water jets, the molten slag is dispersed and cooled. The steam generated in this case is localized by the steam collector 5 and is sucked out through the heat exchanger 20, where the steam on the surfaces of the heat exchanger 20 condenses and flows back to the settling hopper 3. The heat of the steam is transferred to the seawater through the wall of the heat exchanger 20, which enters the heated state the steam separator 21, where due to the vacuum created by the ejector 22, evaporates, and the steam is sucked into the ejector and, mixed with colder water, falling into the zone of high pressure of the ejector 22, condenses in the form of liquids and enters the catchment 23, from where part of the water is sucked in by the pump 24 and fed into the ejector. Condensate through the overflow device 25 is discharged as clean or as make-up water into the plant’s circulating system.

Окончательное охлаждение и затвердевание частиц шлака происходит при погружении их в воду бункера-отстойника 3, уровень которой поддерживается постоянным за счет перелива в бак 17 оборотной воды через переливное устройство 18. Случайно попавшие в бак-отстойник 3 негабаритные предметы и куски шлака задерживаются решеткой 4, расположение которой выбирается исходя из условий безопасного ведения процесса грануляции в пределах от 1 м до 3 м от уровня переливного устройства 18.The final cooling and solidification of the slag particles occurs when they are immersed in the water of the settling tank 3, the level of which is kept constant by overflowing recycled water into the tank 17 through an overflow device 18. Oversized objects and pieces of slag accidentally caught in the settling tank 3 are delayed by the grate 4, the location of which is selected based on the conditions for the safe conduct of the granulation process in the range from 1 m to 3 m from the level of the overflow device 18.

Охлажденные частицы шлака оседают в нижнюю часть бункера-отстойника 3 и через нижнее отверстие попадают в камеру 7, где установлен шлаковый эрлифт 8. Граншлак под действием воздуха, вводимого по трубе 10 через воздушную насадку 9 в подъемную трубу после предварительного взмучивания водой из водовода 11 поднимается по подъемной трубе эрлифта 8 в сепаратор 12, откуда самотеком сливается в обезвоживатель 13 карусельного типа, состоящий из 16 секций с сетчатыми днищами. При вращении обезвоживателя 13 каждая секция последовательно проходит операции: заполнения пульпой, фильтрования воды через сетчатое днище и слой шлака и выгрузки граншлака в бункер 15. Отфильтрованная вода поступает в водосборник 14 и по трубе в нижней части отводится в бункер-отстойник 3. В случае переполнения секции вода через специальное окно переливается в водосборник 14.Cooled particles of slag settle in the lower part of the settling tank 3 and through the lower hole enter the chamber 7, where the slag airlift 8 is installed. Granulated slag under the influence of air introduced through the pipe 10 through the air nozzle 9 into the lifting pipe rises after preliminary stirring with water from the water conduit 11 along the airlift lift pipe 8 to the separator 12, from where it merges by gravity into the carousel-type dehydrator 13, consisting of 16 sections with mesh bottoms. When the dehydrator 13 is rotated, each section sequentially undergoes the following operations: filling with pulp, filtering water through a mesh bottom and a slag layer, and discharging granulated slag into the hopper 15. Filtered water enters the water collector 14 and is discharged through the pipe to the bottom of the settling hopper 3. In case of overflow sections of water through a special window poured into the reservoir 14.

Выгружаемый в бункер 15 граншлак, имея влажность 10-15% и температуру около 80°С, поступает через питатель на один из ленточных конвейеров 16 и удаляется на склад. Отработавший в эрлифте 8 воздух из сепаратора 12 удаляется в вытяжную трубу. Оборотная вода из бункера-отстойника 3 переливается через переливное устройство 18 в бак 17 оборотной воды и насосом 19 подается в гранулятор на очередной цикл грануляции.Gravel slag discharged into the hopper 15, having a humidity of 10-15% and a temperature of about 80 ° C, enters through one feeder to one of the belt conveyors 16 and is removed to the warehouse. The exhaust air in the airlift 8 from the separator 12 is removed into the exhaust pipe. Recycled water from the hopper-settler 3 is poured through an overflow device 18 into the tank 17 of recycled water and pump 19 is fed into the granulator for the next granulation cycle.

При снабжении установки теплообменником, установленным в паровом тракте, появляется возможность полноценного использования низкопотенциального тепла системы мокрой грануляции, которая выгодно отличается от других схем использования тепла шлака, например сухой грануляции тем, что граншлак мокрой грануляции обладает более высокой гидравлической активностью (в 2 раза). В то же время предлагаемая схема реально позволяет получать ценный продукт, а именно опресненную воду, имеющую большое значение для тех районов, где имеется недостаток пресной воды, как технической, так и питьевой. Для доменных печей, расположенных на морском побережье, предлагаемая схема полноценно решает проблемы утилизации низкопотенциального тепла.When the unit is supplied with a heat exchanger installed in the steam path, it becomes possible to fully utilize the low-potential heat of the wet granulation system, which compares favorably with other schemes for using slag heat, for example, dry granulation, in that the wet granulation granulated slag has a higher hydraulic activity (2 times). At the same time, the proposed scheme really allows you to get a valuable product, namely desalinated water, which is of great importance for those areas where there is a shortage of fresh water, both technical and drinking. For blast furnaces located on the coast, the proposed scheme fully solves the problems of utilization of low-grade heat.

При тщательной реализации установки возможно достичь коэффициента полезного действия использования тепла пара до 70% не считая того, что можно обеспечить компенсацию 90% пара, получающегося при грануляции шлака. Например, на охлаждение 1 т шлака с температурой 1400-1500°С затрачивается около 0,5 м³ воды, которая в виде пара выбрасывается в атмосферу. При выходе шлака 1 млн. т. в год в виде пара теряется 0,5 млн. м³ технической воды. При конденсации этого пара по предлагаемой схеме можно получить свежего дополнительного конденсата из морской воды более 1-1,5 млн. м³ с учетом эффекта испарения в вакууме.With careful implementation of the installation, it is possible to achieve a steam heat utilization coefficient of up to 70%, apart from the fact that it is possible to compensate 90% of the steam resulting from slag granulation. For example, for cooling 1 ton of slag with a temperature of 1400-1500 ° C, about 0.5 m ^{3 of} water is expended, which is released into the atmosphere in the form of steam. With a slag output of 1 million tons per year, 0.5 million m ^{3 of} process water is lost in the form of steam. By condensing this steam according to the proposed scheme, it is possible to obtain fresh additional condensate from sea water of more than 1-1.5 million m ³ taking into account the effect of evaporation in vacuum.

Кроме того, расположение решетки в бункере-отстойнике на расстоянии от 1 до 3 м от уровня переливного устройства (или порога) позволяет значительно сократить возможность образования завалов на решетке, следовательно, и повысить взрывобезопасность и надежность работы установки, снизить частоту ремонтов и повысить качество граншлака.In addition, the location of the grate in the settling hopper at a distance of 1 to 3 m from the level of the overflow device (or threshold) can significantly reduce the possibility of blockages on the grate, therefore, increase the explosion safety and reliability of the installation, reduce the frequency of repairs and improve the quality of the slag .

Предлагаемая схема использования тепла шлака может быть применима также для испарительной очистки загрязненных стоков металлургического производства.The proposed scheme for the use of slag heat may also be applicable for the evaporative treatment of contaminated wastes of metallurgical production.

Claims

1. Installation for pecking granulation of slag, containing a slag chute, a hydrogranulator connected to a circulating water supply pump, a receiving hopper-settler equipped with a grate, an overflow device and a chamber for collecting gas and vapor emissions, an airlift for pumping granulated slag, a slag pulp dehydrator, and granular slag conveyors for shipment to a warehouse, characterized in that the steam path of the gas-vapor collection chamber is equipped with a heat exchanger for condensing the steam obtained by slag granulation and transferring the heat of the steam to sea water, c rkuliruyuschey in a heat exchanger, which is connected with a separator, connected to a vacuum system and condensed sea water vapor.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the grate of the receiving hopper-settler is located at a distance of 1-3 m from the level (mark) of the overflow device.