高炉熔渣干式显热回收技术研究进展

高炉熔渣含有大量的热,将其回收利用具有极大的经济和社会效益。传统的水淬工艺对熔渣显热基本没有回收,干式显热回收技术得到国内外研究者越来越多的关注。为此,分析了熔渣显热回收的基本问题和技术难点;列举了已研究的各种干式显热回收典型工艺;介绍了旋转杯熔渣粒化技术、水蒸汽-甲烷重整渣热回收技术等最新研究进展,对不同回收工艺进行了综合评价;并展望了熔渣显热回收技术的发展前景。

基于物料品质调控的高温熔渣余热回收能质传输机理

该研究组利用高温熔渣相变冷却实验装置完成了一系列高炉渣颗粒相变冷却与物性结构演变实验,获得了风冷高炉熔渣化学组成对物相结构及活性变化的影响;分析了风冷渣形成工艺参数对其结构及性能的影响;探讨了风冷高炉渣的水化性能。结果表明:四元碱度是高炉渣玻璃体含量和7天活性指数的重要影响因素,Si O2/Al2O3比影响28天活性指数,出渣温度影响玻璃体含量,保温时间和冷却风速影响活性指数。高炉渣降低水泥的水化放热速率,适量结晶对其水硬活性有益。建立了熔渣颗粒相变冷却的传热模型,应用温度法模型、VOF方法和凝固/熔化模型及辐射模型,研究了换热条件、流体温度、颗粒变物性和颗粒尺寸等对颗粒相变冷却换热的影响规律,获得颗粒凝固的相变动态过程及不同组合工况下的颗粒凝固时间。提出了在空气冷却基础上辅以喷雾冷却的转杯粒化干式余热回收新方法,并对喷雾冷却过程中单个液滴撞击固壁机理进行了实验研究和数值模拟。结果表明:熔渣颗粒内部的冷却速率存在较大差异,粒径是影响颗粒换热的关键因素;换热系数在横向直径处、迎风滞止处及背风面回流处获得较大值。搭建了液态物料离心粒化特性可视化实验台,前期以水为工质研究了转杯粒化过程中液滴的形成机理,获得了液滴形态及分布等信息,探讨了转杯转速、工质流量、转杯结构对粒化液滴的粒径分布和平均粒径的影响规律,结果表明:高转速和小流量下液滴直径小;浅和小内倾角转杯粒化效果较好。搭建了高炉渣离心粒化余热回收系统,拟在此基础上深入研究熔渣颗粒形成机理、颗粒运动及流化特性、气固换热特性以及颗粒最终物相品质等相关问题,揭示各相关因素对熔渣颗粒的影响规律以及获得兼顾余热回收和物料品质的系统运行最佳工况。

熔融钢铁渣干式粒化和显热回收技术的进展

分析了钢铁熔渣显热回收的技术难点,因为硅酸盐类炉渣导热系数低而处理温度高,所以换热效果难以保证。介绍了连铸连轧法、滚筒法、搅拌法、风淬法、Merotec法等各种熔渣干式粒化-物理法显热回收工艺和气体重整、煤气化、直接生产产品等化学法显热回收的技术方案。指出效率不高是各种物理法热回收工艺不能工业化的原因。熔渣显热回收技术对中国钢铁工业的节能降耗很有意义。经过分析,离心粒化和化学法回收热能很有发展前途。

高温熔渣热资源回收技术发展及探讨

我国高温熔渣年产生量超过6亿t,其热资源价值巨大,但浪费情况严重。对干法粒化、化学法、冷却水余热利用、直接制备产品4种熔渣热能利用技术进行了论述探讨。熔渣热能回收技术的应用离不开熔渣资源利用,综合经济效益最大化是热能利用技术应用的关键因素。对于高温熔渣热回收技术建议如下:针对活性物料含量低的熔渣采用干法粒化、化学法进行热能回收;活性物料含量高的熔渣,在确保熔渣产品活性的条件下进行热能回收技术开发;因地制宜地进行冲渣冷却水余热利用;解决熔渣直接制备产品的关键工艺技术难点,提质降本;加强熔渣液固转变矿物结构变化过程的研究,实现固化渣的矿物组成调控。

高温液态熔渣显热高效回收技术研究

本文介绍了重庆赛迪热工环保工程技术有限公司高温液态熔渣显热回收技术的开发。利用其自行搭建的工业化实验平台,对熔渣的粒化特性、粒化渣玻璃体含量及系统经济效益、环境效益进行了研究。结果表明,其成功开发了国际上首套熔渣离心粒化及余热回收工业化实验平台,实现了熔渣的粒化和余热回收,探明了熔渣粒化机制,建立了熔渣破碎模式的转换关系。粒化后的颗粒渣满足矿渣水泥的标准,高温液态熔渣余热高效回收系统可为企业带来良好的经济效益和环境效益。