一种高炉水渣在线负压脱水系统及脱水方法技术方案

本发明专利技术属于炉渣处理技术领域，具体涉及一种高炉水渣脱水系统，还涉及上述的高炉水渣脱水方法。本发明专利技术的高炉水渣脱水系统，包括依次串联的水渣沟、顶部带有喷嘴的粒化塔、水渣池，所述的水渣池内下部有隔离器，所述的水渣池的出口通过吸水管道与吸水泵相连接，吸水泵通过管道依次串联有换热器、蓄水池、冲渣水泵，所述的冲渣水泵与粒化塔上部之间通过管道相连接。本发明专利技术的脱水系统及脱水方法，在水渣池中设置隔离器，将渣水混合物中的炉渣和水分离开来，达到水渣脱水的目的，采用本发明专利技术的系统和方法，缩短了水渣的处理时间，减轻了人力劳动强度，而且在脱水过程中，可以对渣水热量进行回收利用，节约了能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水渣处理
，具体涉及一种高炉水渣脱水系统，还涉及上述的高炉水渣脱水方法。
技术介绍
在炼铁和炼铜、镍、铅、锌等过程中，会产生大量的高温熔融状态的炉渣，这些炉渣的处理方法大致有两种：一种是传统的水渣水淬法和自然冷却法；二是卢森堡保尔沃特公司水渣水碎及脱水法。这些水渣原是冶炼中产生的一种废弃物，但是如果选用水淬法处理，就可以使水渣的热量得到充分的利用，变废为宝。采用上述的水渣水淬法，水渣脱水后，由于水渣的含水率较高，不能立即运输走，以免运输路途中水渣中的污水洒出到路面上，影响环境卫生，因此，需要设置控水水渣场，将水渣置于水渣场控水至水渣中的含水率达到要求才能运输至其它场所，在水渣控水过程中不能实现在线一次性完成脱水，达到含水要求直接上路运输。上述的水渣处理方法主要存在以下的缺陷：1、控水渣场占地面积大，控水时间长，遇风起尘污染环境；2、脱水系统维护量大，工人劳动强度大，运行成本高；3、脱水过程中冲渣水的热量损失，热能没有全部回收利用。目前常用的方法是将水渣输送至水渣沟，再送至粒化塔冷凝，排出至水渣池，再输送至水渣场控水。上述的系统及方法，仍然不能解决水渣中水分含量高需要专门的水渣场对水渣控水的问题。王茂华等人在2006年第2期总第338期《鞍钢技术》中发表《高炉渣处理方法》，该文中披露，采用底滤法对高炉渣进行处理，其工艺流程为：高炉渣在冲制箱内由多孔喷头喷射的高压水进行水淬后，水淬渣流经粒化槽进入沉渣池，沉渣池中的水渣由抓斗抓出堆放在干渣场继续脱水，沉渣池内的水及悬浮物由分配渠道流入过滤池，过滤池内铺设砾石过滤层，并设型钢保护，过滤后的冲渣水经集水管由泵加压送入冷却塔冷却后重复使用。上述的方法中，水渣分离是离开生产线，堆放在干渣场脱水，脱水的速度仍然比较慢，一般需要3-4天的时间。因此，需要针对上述的缺陷进行改进，在不改变现有炼铁工艺、不影响炼铁生产的前提下，将水渣脱水常用处理工艺方法（渣池过滤、转鼓脱水、脱水槽式、提升脱水法等），改造为在线负压脱水处理工艺，利用现有设施设计一套能有效的对水渣在生产线上进行脱水，采用隔离法使水渣迅速脱水达到一定含水率，直接便于运输（水渣不滴水）的系统。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种能快速将水渣进行在线负压脱水的系统；本专利技术还提供了采用上述的脱水系统对水渣进行脱水的方法。本专利技术的水渣脱水系统是通过下述的技术方案来解决以上的技术问题的：本专利技术的水渣脱水系统包括依次串联的水渣沟、顶部带有喷嘴的粒化塔、水渣池，水渣沟与粒化塔的进口相连接，粒化塔的出口与水渣池的进口相连接，水渣池内下部有隔离器，隔离器包括隔离网和位于隔离网下方的由固体填充物所组成的三层隔离层；水渣池的出口通过吸水管道与吸水泵相连接，吸水泵通过管道依次串联有换热器、蓄水池、冲渣水泵，冲渣水泵与粒化塔上部之间通过管道相连接。隔离器的面积与水渣池的面积相同。隔离器位于水渣池的进口下方，隔离器上部有隔离网、隔离网下方有三层隔离层。三层隔离层包括依次从上往下排列的隔离层Ⅰ、隔离层Ⅱ和隔离层Ⅲ。隔离层Ⅰ的厚度为30-50cm，隔离层Ⅱ的厚度为40-60cm，隔离层Ⅲ的厚度为50-70cm。隔离层Ⅰ内为直径50mm的固体填充物，隔离层Ⅱ内为直径70mm的固体填充物；所述的隔离层Ⅲ内为直径90mm的固体填充物。三层隔离层中的固体物为钢球、尼龙球、鹅卵石中的至少一种。隔离网的材质是DN50钢管，隔离网呈方框形网格状结构，网格的规格为1m×1m。上述的高炉水渣在线负压脱水系统进行脱水的方法，包括下述的步骤：高炉水渣流经水渣沟和粒化塔进口，进入粒化塔底部，粒化塔顶部的喷嘴对粒化塔底部的水渣击碎、淬冷，淬冷后的渣水混合物由粒化塔出口流入水渣池中，水渣通过隔离器，水渣中的水由吸水泵抽至换热器换热，降温后进入蓄水池，蓄水池中的水由冲渣水泵泵至粒化塔作为粒化塔喷淋淬冷循环用水。当水渣池中的水渣含水率≤12%时，将水渣取出。通过上述的结构设计，不需要建设控水渣场，操作简单、减轻工人劳动强度，水渣实现在线一次性完成脱水，达到含水要求直接上路运输。最终实现节能、减排、安全生产、彻底改变传统水渣脱水在控水渣场完成，以及控水渣场占地面积大、控水时间长、污染环境的弊端。既降低运行成本，又实现热能回收利用的目的。本专利技术的有益效果在于，采用本专利技术的脱水系统及脱水方法，在水渣池中设置隔离器，而且通过吸水泵对隔离层上方的渣水混合物中的水负压吸取，将渣水混合物中的渣和水分离开来，达到水渣脱水的目的，本专利技术很好的解决了水渣含水率高而致使其不能及时运输、需要专门的水渣场控水的问题，在不改变炼铁原生产工艺上，实现水渣在生产线中一次快速脱水完成，大大缩短了水渣脱水的处理时间，减轻了人力劳动强度，而且在脱水过程中，可以对渣水热量进行回收利用，节约了能耗。附图说明图1为本专利技术的脱水系统结构示意图；图2为本专利技术的脱水系统运行的原理图；图3为本专利技术的隔离器的结构示意图；图中，1-水渣沟，2-粒化塔，3-水渣池，4-隔离器，5-吸水泵，6-换热器，7-蓄水池，8-冲渣水泵，9-喷嘴，10-粒化塔进口，11-粒化塔出口，12-水渣池进口，13-水渣池出口，14-水渣，15-隔离网，16-隔离层Ⅰ，17-隔离层Ⅱ，18-隔离层Ⅲ，19-烟囱。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式来对本专利技术作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本专利技术，但并不以此限制本专利技术。本专利技术的高炉水渣脱水系统，包括依次串联的水渣沟1、顶部带有喷嘴9的粒化塔2、水渣池3，水渣沟1与粒化塔进口10相连接，粒化塔出口11与水渣池进口12相连接，水渣池3内下部有隔离器4，隔离器4由隔离网15和三层隔离层所组成，隔离网15的材质是DN50钢管，隔离网15呈方框形网格状结构，网格的规格为1m×1m；水渣池出口13通过管道与吸水泵5相连接，吸水泵5通过管道依次串联有换热器6、蓄水池7、冲渣水泵8，冲渣水泵8与粒化塔2上部之间通过管道相连接。隔离器4的面积与水渣池3的面积相同。隔离器4位于水渣池进口12下方，隔离器4位于水渣池出口13的上方。三层隔离层从上至下第一层隔离层Ⅰ16为直径50毫米左右的固体物，第二层隔离层Ⅱ17为直径70毫米左右的固体物，第三层隔离层Ⅲ18为直径90毫米左右的固体物。隔离层Ⅰ的厚度为40cm，隔离层Ⅱ的厚度为50cm，隔离层Ⅲ的厚度为60cm。上述的固体物为钢球、尼龙球、鹅卵石中的至少一种，可以根据具体情况选择填充的固体物。高炉水渣14流经水渣沟1和粒化塔2进口，进入粒化塔2底部，粒化塔2顶部的喷嘴9对粒化塔2底部的水渣击碎、淬冷，在高压水的作用下，热渣在水中水碎，淬冷后的渣水混合物由粒化塔出口11流入水渣池3中，水渣池3通过隔离器4，吸水泵5将隔离器4上方的渣水混合物中的水抽至换热器6换热，降温后输送至蓄水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉水渣在线负压脱水系统，包括依次串联的水渣沟、顶部带有喷嘴的粒化塔、水渣池，所述的水渣沟与粒化塔的进口相连接，所述的粒化塔的出口与水渣池的进口相连接，其特征在于，所述的水渣池内下部有隔离器，所述隔离器包括隔离网和位于隔离网下方的由固体填充物所组成的三层隔离层；所述的水渣池的出口通过管道与吸水泵相连接，所述的吸水泵通过管道依次串联有换热器、蓄水池、冲渣水泵，所述的冲渣水泵与粒化塔上部之间通过管道相连接。

【技术特征摘要】
1.一种高炉水渣在线负压脱水系统，包括依次串联的水渣沟、顶部带有喷嘴的粒化塔、水渣池，所述的水渣沟与粒化塔的进口相连接，所述的粒化塔的出口与水渣池的进口相连接，其特征在于，所述的水渣池内下部有隔离器，所述隔离器包括隔离网和位于隔离网下方的由固体填充物所组成的三层隔离层；所述的水渣池的出口通过管道与吸水泵相连接，所述的吸水泵通过管道依次串联有换热器、蓄水池、冲渣水泵，所述的冲渣水泵与粒化塔上部之间通过管道相连接。
2.如权利要求1所述的一种高炉水渣在线负压脱水系统，其特征在于，所述的隔离器的面积与水渣池的面积相同。
3.如权利要求1所述的一种高炉水渣在线负压脱水系统，其特征在于，所述的隔离网位于水渣池的进口下方，所述的隔离网位于水渣池出口的上方。
4.如权利要求1所述的一种高炉水渣在线负压脱水系统，其特征在于，所述的三层隔离层包括依次从上往下排列的隔离层Ⅰ、隔离层Ⅱ和隔离层Ⅲ。
5.如权利要求1所述的一种高炉水渣在线负压脱水系统，其特征在于，所述的隔离层Ⅰ的厚度为30-50cm，所述的隔离层Ⅱ的厚度为40-60cm，所述的隔离层Ⅲ的厚度为50-70cm。
6.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马庆涛，王文涛，战玉生，朱涛，张旺和，刘继安，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37