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。     

日本开发的高炉熔渣显热综合回收技术

介绍了日本川崎制铁等六大公司联合开发的高炉溶渣显热综合回收技术,采用本技术可回收70％的熔渣显热,节约能源相当于钢铁生产能耗的3％,值得技术决策者参考。     

高炉渣干式粒化及显热回收的技术分析

高炉渣含有高品质的显热,高效回收将具有极大的经济效益和社会效益。水淬工艺不仅没有回收高炉渣显热,而且消耗大量水资源。高炉渣干式粒化及显热回收是冶金企业节能减排的关键技术。分析了干式粒化及显热回收的技术难点,对技术突破的前景进行展望和综合评价。     

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。     

化学法回收高炉熔渣显热的研究进展

高炉渣是高炉炼铁的主要副产品,含有大量显热,是一种很好的二次资源。然而,传统水淬粒化工艺对熔渣显热没有任何回收利用。针对高炉熔渣热量的回收问题,国内外在实验室进行了大量研究,这些研究大致可分为物理换热法和化学回收法。与物理法相比,化学法回收高炉熔渣显热更具有前景。本文详尽地对化学法回收高炉熔渣显热进行了评述,包括了利用甲烷循环反应、甲烷重整制氢、煤气化反应和高炉渣直接制备高附加值材料等。分析了各种方法的优劣,在此基础上,阐述了高炉熔渣显热回收需要解决的关键问题和发展趋势。     

熔渣干式粒化与集成热能回收

全球钢铁行业每年有数以亿吨计的熔渣产生,并且越来越多的高炉渣通过水淬粒化处理而生产一种玻璃质产品。这种物质作为硅酸盐水泥的替代物,可以带来可观的价值增值,同时减少了由于石灰石煅烧而产生的CO2排放。然而,水淬粒化渣处理却需要消耗大量的水资源,并且可能带来有害气体排放。更为重要的是,现有的渣处理工艺没有回收其中所含有的热量(大约1.8GJ/t渣)。熔渣干式粒化(DSG)是渣处理领域发生的根本性变革。在这种新的处理方法中,熔渣在旋转盘中由于离心力的作用而自动分离,产生的熔滴在空气的作用下快速急冷固化,同时可回收热能。由DSG工艺处理得到的固态粒渣适用于生产水泥,同时产生的热空气(约500～600℃)可作为现场就地利用的热源。DSG工艺同水淬法相比,在节水、减少排放、余热回收、减少能源消耗和温室气体排放等方面,提供了一种更加可持续的处理方法。澳大利亚联邦科学与工业研究组织对DSG工艺的研究始于2002年,并且在工艺设计创新方面已经取得重大的突破。近期与博思格和一钢公司(澳大利亚钢铁行业CO2减排关键问题解决计划成员之一)合作,研究工作已经拓展到了渣中的热能回收方面。试验设备的应用已经成功验证了这种处理理念,渣处理能力达到了10kg/min,渣处理产品的评估以及初步的技术经济分析取得了令人满意的结果。新工艺的处理规模扩大了一个数量级,并且建造了一个半工业化规模的装置(渣处理能力提高到了100kg/min),业已投入运行,用于对工艺设计进行深度优化和论证。如果一切顺利的话,计划在两年内建立一个更具规模的工业化工厂(熔渣放流速度达到1～2t/min)。介绍了这项新工艺的进展情况,并对近期的一些进展进行了总结。     

高炉热态熔渣直接生产矿棉工艺技术的探讨

高炉渣是钢铁企业炼铁单元大量产生的副产品,排出时是高温熔融态,温度约1 400℃以上,直接用水冷却,其含有的巨大显热未能得到有效利用,且形成二次污染.传统矿棉生产是以高炉冷态干渣作为原料,使用焦炭作为燃料,采用冲天炉将高炉渣再次熔化后生产矿棉.该工艺技术既不环保也不节能,需要技术革新.高炉热态熔渣直接生产矿棉技术将矿棉生产与高炉热态熔渣显热回收相结合,获得低成本、低能耗、低污染的矿棉,实现矿棉制品公司与钢铁公司的双赢.     

高炉渣干式离心粒化的建模仿真研究

通过建立熔渣粒化过程的物理和数学模型,对高炉熔渣干式离心粒化过程进行了数值模拟,并通过小型试验加以验证。针对平板式转盘干式离心粒化过程,分析比较了不同的熔渣温度(或黏度)、表面张力和转盘转速等因素对熔渣离心粒化过程的影响,获得离心粒化的最佳工艺参数。研究发现,随着转盘转速的增加,粒化效果大大改善;熔渣温度(或黏度)对粒化效果的影响也较大,熔渣温度越高(或黏度越小),粒化效果越好;熔渣的表面张力越大,粒化效果越差。     

高炉渣急冷干式粒化处理工艺分析

 介绍了3类已经进行过工业试验的急冷干式粒化方法——滚筒法、风淬法和离心粒化(转杯)法，分析了它们的优缺点。对高炉渣急冷干式粒化的节水、节能和环保效益进行了估算，同时指出了急冷干式粒化技术的难点。     

高炉渣干法粒化技术的分析

 对比了高炉渣干法粒化与干熄焦技术的特点,发现高炉渣的理化性能与焦炭差距很大,因此高炉渣的干法粒化不能采用干熄焦路线。根据高炉渣的用途,干法粒化路线可分为回收热能、生成水泥原料等技术路线。单独回收热能技术,可不考虑高炉渣的玻璃化;仅考虑作为水泥原料,则可不考虑回收热能,因此技术难度降低,便于工业化。高炉渣作为水泥原料同时回收热能技术路线,理论上经济效益最高,但是技术难度很大。     

高炉渣处理和热能回收的现状及发展方向

评述了因巴法（INBA）、图拉法（TYNA）、底滤法（OCP）、拉萨法（RASA）等国内外高炉渣处理的方法及回收高炉渣热量的物理法和化学法。认为目前的高炉渣处理存在新水消耗大、炉渣物理热无法回收和二氧化硫、硫化氢等污染物排放的问题,且在已研究的回收炉渣热量的方法中,未考虑处理后炉渣的应用或存在设备损耗大、热量回收率低等问题。拟开发的高炉渣干法粒化技术有望同时解决其渣粒化及热量回收的问题,是高炉渣处理利用的发展趋势。     

高炉冲渣水余热回收应用

高炉冲渣水作为一种低温废热源,具有温度稳定、流量大、热容量大的特点,充分回收利用高炉冲渣水余热可以为企业带来可观的经济效益,其环境效益和社会效益显著。     

高炉熔渣余热回收技术发展过程及趋势

 系统分析了从20世纪70年代末以来高炉熔渣余热回收技术的发展历程及各个时期的特点,通过分析可知,目前高炉熔渣余热回收的效率很低,限制了其商业化运行。提高余热回收效率,优化余热利用方式,开发高附加值的炉渣副产品已成为熔渣余热回收技术发展的趋势。