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。     

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。     

冷热双混辊压法高炉熔渣破碎试验

围绕高炉熔渣余热回收设计开发了冷热双混辊压法高炉熔渣破碎装置,并以水淬高炉渣作为冷却介质,开展了高炉熔渣辊压破碎试验。试验研究了电机转速R、辊间距离L、冷却介质漏斗高度H等装置运行参数对处理后炉渣的厚度、温度以及玻璃化率的影响,获得最佳参数,为高炉熔渣余热回收及工业试验奠定基础。结果表明,在电机转速为9 r/min、辊间距离为2 mm、水淬渣漏斗高度为4 mm时,处理后的高炉渣呈现为厚度最小为1.26 mm的薄片。此时,炉渣温度为442℃,玻璃体化率达89.8%,可在保证高炉渣后续利用的同时,最大程度地提高余热回收温度。     

冷热双混辊压法高炉熔渣破碎试验

围绕高炉熔渣余热回收设计开发了冷热双混辊压法高炉熔渣破碎装置,并以水淬高炉渣作为冷却介质,开展了高炉熔渣辊压破碎试验。试验研究了电机转速R、辊间距离L、冷却介质漏斗高度H等装置运行参数对处理后炉渣的厚度、温度以及玻璃化率的影响,获得最佳参数,为高炉熔渣余热回收及工业试验奠定基础。结果表明,在电机转速为9 r/min、辊间距离为2 mm、水淬渣漏斗高度为4 mm时,处理后的高炉渣呈现为厚度最小为1.26 mm的薄片。此时,炉渣温度为442 ℃,玻璃体化率达89.8%,可在保证高炉渣后续利用的同时,最大程度地提高余热回收温度。     

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。     

壁面结构对渣包保温行为的影响与效果评价

为了实现熔融钢渣余热资源,元素资源高效利用及回收,针对熔渣转运过程中由于热量散失引起的温降问题,通过数值模拟的方法,建立渣-包界面二维传热模型,研究了熔渣转运过程中通过改变渣包壁保温结构和烘烤渣包温度对熔渣温降及保温效果的影响,并进一步对保温包壁结构进行经济性分析。结果表明：相比传统渣包的温降情况,采用保温包壁结构可以明显减小熔渣温降,熔渣温降减少42～75℃;渣包工作层以镁铝尖晶石浇注料组合较镁碳砖组合保温效果更加明显,温降幅度减少30℃;采用烘烤渣包预热工艺处理后,熔渣边缘平均温降速率由14.11℃/min降低到4.26℃/min;不同壁面结构保温效果经济性分析结果显示,渣包包壁采用镁铝尖晶石浇注料120 mm、高铝浇注料110 mm、轻质保温砖20 mm时,保温效果的经济性最优,可节省195 kW·h的电加热,有利于实现渣热高效回收利用。     

高炉熔渣气淬余热回收初探

基于高炉熔渣具有巨大显热的特性,提出了一种通过气淬高炉熔渣、采用余热锅炉对高炉熔渣进行余热回收的干法高炉熔渣处理新工艺。该工艺不仅能够高品质地回收高炉熔渣中的余热资源,而且具有结构简单、不消耗新水、不向大气排放有害气体等多种优势;通过余热锅炉产生的蒸汽可并入蒸汽管网,也可用于发电,具有可观的经济效益和良好的社会效益。     

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。     

采用化学换热器回收炼钢废热的可行性研究

研发一种新型炼钢工业废热回收系统，它用化学吸热反应取代显热式回收法。在推荐的这个系统中，废气余热首先储存在“相变材料（PCM）”中，然后作为热源提供给一个吸热式的甲烷一蒸汽重整反应（MSR）。熔渣被一台旋转杯喷雾器（RCA）粒化，再用MSR吸收渣中的显热。为了评估这个系统并且预测其所有操作数据，开发了一个热能和材料平衡模型。根据这些预测数据进行了放热分析和经济效益评估。结果表明，该系统的放热损失仅为常规余热回收系统的15％，热能回收和熔渣粒化所带来的年度成本总收益分别高这$4．09亿和$19．45亿。     

粒化钢渣相变传热过程数值模拟

通过建立球形熔渣凝固过程的物理和数学模型,利用现代CFD设计软件FLUENT对不同粒径渣粒的凝固过程进行了数值模拟,得到了凝固过程中渣粒和周围气体的温度场,从而确定了渣粒完全凝固的时间,为熔渣粒化和余热回收设备的设计提供了理论基础。结果表明:渣粒初始温度1 823 K,渣粒直径为1~3 mm,冷却气体温度为373 K,冷却气体流速为1~20 m/s时,液态钢渣相变过程在2 s内释放出80%以上的热量。说明在氮气冷却条件下,只要保证一定的冷却时间,即可保证钢渣余热回收。     

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。     

高炉使用铁焦的㶲分析

 中国钢铁生产主要以高能耗和高排放的高炉-转炉长流程为主,节能减排压力较大。因此,积极研发高炉低碳炼铁技术,促进高炉工序CO₂减排尤为重要。铁焦是将含铁原料加入适宜的煤中,经焦化或炭化后成型的新型碳铁复合炉料,其高反应性可以显著降低热储备区温度、降低碳消耗,高炉使用适量的铁焦可实现一定程度的节能降碳。基于现场生产数据,采用㶲分析理论,建立高炉使用铁焦的㶲平衡模型,探索铁焦添加量对高炉物料消耗及能量利用效率的影响。结果表明,高炉使用铁焦后,炉内间接还原得到发展,碳利用率提高,炉内灰分量降低,冶炼单位生铁的碳素消耗和炉渣量均会降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg铁焦后,吨铁碳素消耗降低25.95 kg,渣量降低11.28 kg。此外,铁焦内部的金属铁仅需熔化,节省还原所需的㶲量,焦炭和鼓风带入㶲会显著降低,因此高炉冶炼吨铁消耗的总㶲量降低,同时,炉内传热也得到改善,内部㶲损失有效降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg/t铁焦后,目的㶲效率由46.14%提高至48.87%,热力学完善度由87.46%提高到88.02%。在此条件下,高炉吨铁的内部㶲损失降低192.63 MJ,实现节能6.57 kg(标煤)。     

钢铁厂熔渣热量的回收和利用

熔融状态下的炉渣含有大量能量,介绍了国外几种从炉渣中回收热量的方法,对回收的能量如何利用进行了分析。     

Exergy Analysis and Optimization of Ladle Furnace Refining Process

To decrease energy consumption of ladle furnace, exergy analysis and optimization were conducted based on the ladle furnace refining process of modern clean steelmaking. Exergy analysis results showed that exergy loss induced by unavailable electric energy is the largest, and the electric energy efficiency is 46.20%. To cut down the unavailable electric energy, industrial experiments of submerged arc heating were carried out combined with slag composition modification. Results showed that submerged arc heating can be achieved within most heating period, average heating rate increased by 0.5 ℃/min, unavailable electric energy decreased by 21.730 MJ per ton steel, and electric energy efficiency was enhanced by 14.84%. As the refining cycle was shortened, the exergy loss induced by heat elimination decreased from 19.455 MJ per ton steel to 11.066 MJ per ton steel.     

高炉渣制备矿棉工艺的比较分析及发展趋势

对目前高炉渣制备矿棉的几种工艺方法进行了介绍,分析了优势与不足.指出采用高炉渣直接制备矿棉仍然处于研究开发阶段,高炉渣的显热没有得到充分利用,研发直接利用液态高炉渣生产矿棉工艺,对于充分利用高炉渣显热,降低能耗,提高产品附加值,强化固体废弃物的利用具有重要意义.     

高钛渣电炉生产节能途径

以12.5 MW高钛渣矮烟罩电炉为例,介绍了通过合理布置变压器,改进短网结构提高功率因数,减少操作时的热损失,减少停电时间,自动控制电炉功率及余热回收与利用等达到节能目的的方法.     

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。