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钢渣干法显热回收技术现状

发布于:2025-09-19 11:42:19 来自:环保工程/固废处理

来源:工业固废网

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钢渣是钢铁冶炼过程中的主要副产物,出炉温度极高,可达1450℃-1650℃,蕴含热量约2000MJ/t,相当于61kg标准煤,属于高品质余热资源,极具开发利用价值。

钢渣显热回收的发展历程

20世纪70年代,全球开始出现能源危机,钢铁行业作为能源消耗的主要行业,受到极大的冲击和影响,欧美一些国家以及日本等基于节能的目标,开始进行钢渣显热回收的研究,至今对于其粒化与热能回收技术的研究仍在继续进行。

     

(来源:熔融冶金渣的冷却及热回收方法与装置的研究,作者:路明哲)

主要干法显热回收技术路线

干法显热回收是指在不消耗新水的情况下,利用传热介质与熔渣直接或间接接触,对其显热回收的方法,干法无污染气体排出,因此是一种环境友好型的渣处理方法。

国外起步较早,部分代表性技术特点见下表。

     

(来源:钢渣处理及资源化利用技术现状与展望,作者:于洋)   


钢渣干法冷却粒化过程中回收显热方面的技术研究,主要包括风淬法、机械离心粒化法(转盘/转杯离心、滚筒法)及移动床/辊压粒化与换热技术。


目前处于研发和应用阶段的主流干法技术如下:

风淬法

原理:

利用高速气流(空气或惰性气体)冲击破碎液态渣流,使其粒化,并在飞行过程中换热。

特点:

较早探索的方法。优点是粒化程度相对较高;缺点是设备体积庞大、风机能耗高、对喷嘴要求高、系统存在易粘渣和堵塞等问题,且热回收率普遍报道不高。

2

机械离心粒化法

原理:

利用高速旋转的转盘、滚筒或杯状装置将液态渣流分散粒化,并辅以气流冷却或引入换热介质回收热量。

特点:

转盘/转杯离心: 可实现较细的渣粒粒径,换热面积大。英国Kvaerner公司开发的转杯粒化结合流化床换热技术曾报道热回收效率可达80%左右,但工业化应用进展缓慢。

滚筒法: 宝钢等企业引进并改良的滚筒法,主要着眼于渣的处理和资源化,但同步高效回收显热方面仍存在难题,热量多通过筒体散失或需复杂的内冷系统。

3

移动床/辊压粒化与换热技术

这是近期取得显著工程化突破的技术方向,以全流程干法处理及高效余热回收系统为代表。

其核心创新在于:

“一次处理”: 采用封闭式辊压粒化罩combinedwith空气射流取热。高速空气射流穿透被机械辊压破碎的渣层,提高了换热效率,能在约40分钟内将1400℃的熔渣冷却至700℃左右。

“二次处理与余热深度回收”: 初步冷却的渣粒进入环形篦式空冷换热装置,进一步冷却至150℃以下,并进行破碎、磁选回收铁资源。

“热量的循环高效利用”: 加热后的空气被引入余热锅炉生产蒸汽(报道称吨渣可产约300kg的1.2MPa过热蒸汽),排气经循环风机送回系统,形成闭路循环,提高热效率。

4

其他技术与综合回收思路

化学法

利用熔渣显热作为吸热化学反应的热源(如甲烷重整),但系统复杂、热效率和经济性有待验证。

协同处理与固碳

如安徽工业大学研究的“熔渣铸块-显热回收-CO?矿化”三位一体技术,将显热回收与钢渣固碳结合,为“双碳”目标提供创新思路。

对于现有的钢渣热回收技术,无论是湿法或是干法,均不能节能、高效的实现热回收和资源化利用,但是相比较而言,钢渣的干法热回收工艺更能提高热回收率和适应国家对于节能减排的要求,能够有效避免湿法工艺造成的水质和大气的污染。干法工艺具有其明显的优势,同时其缺陷也比较突出,存在诸多 挑战


①温度高、物性复杂:熔渣黏度大、流动性差、冷却过程中有相变,且腐蚀性强


②对余热回收装置的要求苛刻:需要装置能承受高温急变、抗侵蚀,并实现高效换热。


③期望粒化与余热回收兼得:理想的处理方式希望同时实现渣的粒化和热量的高效回收。

技术应用现状

1.发展趋势


余热高效回收与资源化利用深度融合: 未来的技术不再仅仅追求单一的显热回收,而是更加注重与后续钢渣高效破碎、磁选提铁以及尾渣建材化利用的全程无缝对接,实现能源和资源的双重回收。


技术集成与智能化控制: 通过智能控制系统优化粒化、换热、物料输送等各个环节的参数,实现系统稳定、高效运行,是大型化工程应用的必然要求。


装备大型化与标准化: 适应现代大型钢铁企业连续生产的需要,处理能力大、运行稳定、易于维护的标准化装备是推广的关键。


政策与标准驱动: 在中国“双碳”目标背景下,钢渣显热回收作为重要的节能降碳技术,预计将获得更多的政策支持,并推动相关技术标准的建立。


2.如何选择与考


对于钢铁企业而言,选择钢渣显热回收技术时需要综合评估:


技术成熟度与可靠性: 是否经过工业化验证,运行是否稳定。


投资与运行成本: 包括设备投资、能耗、维护费用等。


综合效益: 节能效益(蒸汽产量、发电量)、环保效益(减排、节水)、资源化效益(金属回收、尾渣价值提升)。


与企业现有流程的匹配性: 是否能较好地嵌入现有的炼钢-排渣流程。


 


来源:网络。


这个家伙什么也没有留下。。。

固废处理

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