一種溢流式鐵浴熔渣池及其排渣方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的一種溢流式鐵浴熔渣池及其排渣方法，其特征在于：熔渣池包括一環(huán)形爐襯，爐襯的中部具有一中空圓錐臺狀排渣口，排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于爐襯外壁上邊緣；爐襯外壁與所述排渣口之間形成一環(huán)形渣池；爐襯外部安裝有感應(yīng)器，感應(yīng)器外部安裝有磁軛，磁軛外部安裝有水冷套；在爐襯的下方設(shè)置有一環(huán)形托盤狀的爐底，爐底中部開設(shè)有一與排渣口相對應(yīng)的通孔，在爐底與所述爐襯之間設(shè)置有一層爐底料。本發(fā)明采用電磁感應(yīng)加熱熔化的原理，預(yù)先在渣池底部加入金屬鐵，金屬鐵通過感應(yīng)加熱熔化成鐵水向渣池內(nèi)液渣持續(xù)供熱，讓液渣保持能流動的溫度從而使其從渣池溢流口流出。本發(fā)明采用溢流方式進(jìn)行排渣，解決了因渣口較小而導(dǎo)致的排渣不暢現(xiàn)象，提高固定床熔渣氣化爐的運(yùn)行效率及運(yùn)行安全性。
【專利說明】一種溢流式鐵浴熔渣池及其排渣方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熔渣池及排渣方法，特別是關(guān)于一種溢流式鐵浴熔渣池及其排渣方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)的熔渣氣化爐爐體下部的排渣器主要為倒錐形的熔渣池，熔渣池的內(nèi)表面自熔渣池的上端朝向熔渣池的下端呈收斂構(gòu)型，熔渣池的內(nèi)表面水平坡度為25°?60°。同時，排渣器采取間歇排渣方式，即在爐體與激冷室之間安有壓差檢測，并與激冷室的放散閥進(jìn)行聯(lián)鎖。當(dāng)熔融狀態(tài)的液渣在熔渣池內(nèi)積累到一定高度后，便會有一個確切的壓差值，該壓差值觸動聯(lián)鎖，激冷室的放散閥自動打開，此時激冷室內(nèi)的壓力小于爐體內(nèi)的壓力，熔渣自動排入激冷室。隨著熔渣池內(nèi)液渣量的逐漸減少，爐體與激冷室之間的壓差值變小。當(dāng)壓差小到一定值后，再次觸發(fā)聯(lián)鎖，激冷室的放散閥自動關(guān)閉，排渣過程結(jié)束。整個排渣過程是通過控制排渣口上下壓差來實(shí)現(xiàn)，這就要求排渣口不宜過大，由此容易出現(xiàn)排渣口堵塞現(xiàn)象。
[0003]傳統(tǒng)的熔渣氣化爐是通過爐內(nèi)氣化劑與含碳物質(zhì)反應(yīng)及排渣口底部環(huán)形燒嘴燃燒放出的巨大熱量使液態(tài)熔渣在渣池內(nèi)一直處于流動狀態(tài)，該種氣化爐適用于氣化灰熔點(diǎn)較低的煤種。對于高灰熔點(diǎn)煤，由于渣池內(nèi)的溫度不夠高，液渣流動性差，導(dǎo)致排渣口堵塞，影響熔渣氣化爐的正常運(yùn)行。另外，排渣口底部布置環(huán)形燒嘴存在接管復(fù)雜、天然氣消耗量大及環(huán)形燒嘴燃燒火焰較難控制等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于固定床熔渣氣化爐且能夠連續(xù)排渣的溢流式鐵浴熔渣池及其排渣方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種溢流式鐵浴熔渣池，該熔渣池安裝于熔渣氣化爐爐體下方，其特征在于:所述熔渣池包括一截面呈倒“M”狀的環(huán)形爐襯，所述爐襯的中部具有一中空圓錐臺狀排渣口，所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述爐襯外壁上邊緣；所述爐襯外壁與所述排渣口之間形成一環(huán)形渣池；所述爐襯外部安裝有感應(yīng)器，所述感應(yīng)器外部安裝有磁軛，所述磁軛外部安裝有水冷套，所述水冷套內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出水管與爐外連接；在所述爐襯的下方設(shè)置有一環(huán)形托盤狀的爐底，所述爐底中部開設(shè)有一與所述排渣口相對應(yīng)的通孔，在所述爐底與所述爐襯之間設(shè)置有一層爐底料；在所述爐襯下方的所述爐底料內(nèi)設(shè)置有一冷卻環(huán)管，所述冷卻環(huán)管內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出水管與爐外連接。
[0006]在所述爐襯的底部橫向安裝一熱電偶，所述熱電偶的套管材質(zhì)為鑰管或鎢鑰合金管，所述熱電偶的偶絲為鎢錸。
[0007]在所述爐襯的底部豎向安裝一底電極和一側(cè)電極；在所述爐襯與所述感應(yīng)器之間填充有耐火膠泥，耐火膠泥滿足耐火度> 1600°C、強(qiáng)度> 2MPa ;所述爐襯厚度為45?200mm，所述爐襯滿足耐壓強(qiáng)度彡55MPa、荷重軟化開始溫度彡1500°C、抗鐵水溶蝕指數(shù)(I %、抗?fàn)t渣侵蝕性彡10%。
[0008]所述磁軛為硅鋼片或鐵氧體，所述磁軛與所述感應(yīng)器和所述爐底料之間均設(shè)置有一絕緣板；所述絕緣板材質(zhì)為聚四氟乙烯或環(huán)氧玻璃布；同時，在所述磁軛與所述水冷套之間設(shè)置有一層保護(hù)棉。
[0009]所述排渣口的側(cè)壁為預(yù)制成型流口，所述預(yù)制成型流口采用成型耐火磚，滿足耐壓強(qiáng)度彡60MPa、荷重軟化開始溫度彡1500°C、抗鐵水溶蝕指數(shù)彡I %、抗?fàn)t渣侵蝕性< 1 %、顯氣孔率< 2 4 %，具體為剛玉磚、微孔剛玉磚、碳復(fù)合磚、賽隆結(jié)合剛玉磚、剛玉磚、高鉻磚、碳化娃或氮化娃結(jié)合碳化娃；所述排洛口上端的溢流口直徑Dl滿足:20〈Dl〈400mm，同時溢流口直徑Dl與所述排渣口下端的敞口狀部分直徑D2滿足:D2> Dl ;所述排渣口的側(cè)壁與所述熔渣池軸線之間的夾角為β，β滿足以下角度要求:0° <β<90° ;所述爐襯內(nèi)的所述渣池深度H滿足:0〈H〈1.5m，所述排渣口上端的溢流口低于所述爐襯外壁上邊緣h滿足:20 < h < 200mm。
[0010]所述感應(yīng)器采用矩形銅線圈單根或雙并聯(lián)繞制而成，矩形銅線圈內(nèi)通軟化水冷卻，軟化水出口溫度< 60°C，進(jìn)出口軟化水溫差< 25°C ;所述感應(yīng)器上電流及矩形銅線圈內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出電極與爐外連接；所述水冷套及所述冷卻環(huán)管內(nèi)冷卻水進(jìn)出口溫差(25°C，進(jìn)水溫度< 35 °C。
[0011]一種溢流式鐵浴熔渣池，該熔渣池安裝于熔渣氣化爐爐體下方，其特征在于:所述熔渣池包括一截面呈“W”狀的環(huán)形爐襯，所述爐襯的中部具有一中空圓錐臺狀排渣口，所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述爐襯外壁上邊緣，所述爐襯外壁與所述排渣口之間形成一環(huán)形渣池；在位于所述渣池內(nèi)部的所述爐襯上設(shè)置有一體式的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺內(nèi)部安裝有內(nèi)感應(yīng)器，在所述爐襯外部安裝有外感應(yīng)器，所述外感應(yīng)器外部安裝有磁軛，所述磁軛外部安裝有水冷套；在所述爐襯的下方設(shè)置有一環(huán)形托盤狀的爐底，所述爐底中部開設(shè)有一與所述排渣口相對應(yīng)的通孔，在爐底與爐襯之間設(shè)置有一層爐底料；在爐襯的底部設(shè)置有兩分別與環(huán)形凸臺兩側(cè)的渣池相連通的放流口。
[0012]所述放流口的內(nèi)徑為100-200mm，在所述放流口的外壁裝有小感應(yīng)器。
[0013]在所述爐襯的底部橫向安裝一熱電偶，所述熱電偶的套管材質(zhì)為鑰管或鎢鑰合金管，所述熱電偶的偶絲為鎢錸。
[0014]一種所述溢流式鐵浴熔渣池的排渣方法，其包括以下步驟:
[0015]I)熔渣氣化爐工作時，熔渣氣化爐內(nèi)氣化劑與含碳物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的液渣先匯集到熔渣池中；
[0016]2)當(dāng)渣池被爐內(nèi)氣化反應(yīng)產(chǎn)生的液渣充滿后，液渣從高度較低的排渣口上端的溢流口連續(xù)溢流而出并進(jìn)入激冷室中；
[0017]3)同時渣池通過電磁感應(yīng)加熱的原理熔化渣池內(nèi)的金屬鐵，熔化的鐵水向渣池內(nèi)的液渣持續(xù)供熱，讓液渣處于連續(xù)的流動狀態(tài)，使液渣在排渣口上端的溢流口處不會產(chǎn)生冷凝，保證排渣過程的順利進(jìn)行；
[0018]4)進(jìn)入激冷室中的高溫液渣通過激冷水迅速冷卻后，再通過渣鎖排出熔渣氣化爐。
[0019]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明采用電磁感應(yīng)加熱熔化的原理，預(yù)先在渣池底部加入金屬鐵，金屬鐵通過感應(yīng)加熱熔化成鐵水向渣池內(nèi)液渣持續(xù)供熱，讓液渣保持能流動的溫度從而使其從渣池溢流口流出，由于渣池內(nèi)鐵浴溫度較高，能夠保證高灰熔點(diǎn)煤的液渣處于流動狀態(tài)。2、本發(fā)明采用溢流方式進(jìn)行排渣，相比于現(xiàn)有的排渣器省去了原有排渣所必需的復(fù)雜控制系統(tǒng)，節(jié)省了設(shè)備投資，并且解決了因渣口較小而導(dǎo)致的排渣不暢現(xiàn)象，有效保證順利排渣，從而提高固定床熔渣氣化爐的運(yùn)行效率及運(yùn)行安全性。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于對高灰熔點(diǎn)煤種進(jìn)行氣化的氣化爐。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的鐵浴熔渣池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的鐵浴熔渣池結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0023]實(shí)施例一:
[0024]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種內(nèi)徑3.0m以下的溢流式鐵浴熔渣池100，該熔渣池100安裝于熔渣氣化爐爐體下方，其包括一截面呈倒“M”狀的環(huán)形爐襯1，爐襯I的中部具有一中空圓錐臺狀排渣口 19，排渣口 19上端的溢流口在高度方向上略低于爐襯I外壁上邊緣，爐襯I外壁與排渣口 19之間形成一環(huán)形渣池7。爐襯I外部安裝有感應(yīng)器4，用于對渣池7內(nèi)金屬鐵進(jìn)行感應(yīng)加熱。感應(yīng)器4外部安裝有磁軛3，用于對感應(yīng)器4產(chǎn)生的磁場進(jìn)行屏蔽，防止熔渣池100外部金屬構(gòu)件及儀表受磁場影響。磁軛3外部安裝有水冷套5，水冷套5內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出水管10與爐外連接，用于對磁軛3及感應(yīng)器4進(jìn)行冷卻保護(hù)。在爐襯I的下方設(shè)置有一環(huán)形托盤狀的爐底13，爐底13中部開設(shè)有一與排渣口 19相對應(yīng)的通孔，在爐底13與爐襯I之間設(shè)置有一層爐底料15。在爐襯I下方的爐底料15內(nèi)設(shè)置有一冷卻環(huán)管11，冷卻環(huán)管11內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出水管12與爐外連接，用于對爐底13及爐底料15進(jìn)行冷卻。
[0025]在本實(shí)施例中，在爐襯I的底部豎向安裝一底電極16和一側(cè)電極17，并通過在兩電極之間通直流電，以對爐襯I內(nèi)的渣池7進(jìn)行漏液檢測。
[0026]在上述實(shí)施例中，在爐襯I與感應(yīng)器4之間填充有耐火膠泥6，耐火膠泥6滿足耐火度彡1600°C、強(qiáng)度彡2MPa、最高使用溫度彡1000°C。
[0027]在上述實(shí)施例中，磁軛3為硅鋼片或鐵氧體，并在磁軛3與感應(yīng)器4之間設(shè)置有絕緣板22，絕緣板22材質(zhì)為聚四氟乙烯或環(huán)氧玻璃布，優(yōu)選聚四氟乙烯板。同時，在磁軛3與水冷套5之間設(shè)置有一層保護(hù)棉2。
[0028]在上述實(shí)施例中，磁軛3與爐底料15之間設(shè)置有絕緣板9，用于對磁軛3進(jìn)行保護(hù)，防止其漏電。絕緣板9材質(zhì)為聚四氟乙烯或環(huán)氧玻璃布，優(yōu)選環(huán)氧玻璃布板。
[0029]在上述實(shí)施例中，排渣口 19上端的溢流口直徑Dl滿足:20〈Dl〈400mm，同時溢流口直徑Dl與排渣口 19下端的敞口狀部分直徑D2滿足:D2 > Dl。
[0030]在上述實(shí)施例中，排渣口 19的側(cè)壁與熔渣池軸線之間的夾角為β，β滿足以下角度要求:0° <β<90°。
[0031]在上述實(shí)施例中，爐襯I內(nèi)的渣池7深度H滿足:0〈H〈1.5m，排渣口 19上端的溢流口低于爐襯I外壁上邊緣h滿足:20< h < 200mm。
[0032]在上述實(shí)施例中，爐襯I厚度為45?200mm，爐襯I滿足耐壓強(qiáng)度彡55MPa、荷重軟化開始溫度彡1500°C、抗鐵水溶蝕指數(shù)< I %、抗?fàn)t渣侵蝕性< 10%。
[0033]在上述實(shí)施例中，感應(yīng)器4采用矩形銅線圈單根或雙并聯(lián)繞制而成，矩形銅線圈內(nèi)通軟化水冷卻，軟化水出口溫度< 60°C，進(jìn)出口軟化水溫差< 25°C。感應(yīng)器4的頻率范圍為300-1000HZ，感應(yīng)器4上電流及矩形銅線圈內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出電極18與爐外連接。矩形銅線圈化學(xué)成分滿足 w(Cu+Ag) ^ 99.9%, w(Pb) ^ 0.005%, w(Fe) ^ 0.005%,w(Sb) ( 0.002%,w(S) ( 0.005%,w(As) ( 0.002%,w(Bi) ( 0.001%，抗拉強(qiáng)度彡 295N/mm2、屈服強(qiáng)度彡65N/mm2、伸長率彡3%。
[0034]在上述實(shí)施例中，水冷套5及冷卻環(huán)管11內(nèi)冷卻水進(jìn)出口溫差彡25°C，進(jìn)水溫度< 35。。。
[0035]實(shí)施例二:
[0036]如圖2所示，本實(shí)施提供了一種內(nèi)徑3.0m以上的溢流式鐵浴熔渣池200，該熔渣池200亦安裝于熔渣氣化爐爐體下方，其包括一截面呈“W”狀的環(huán)形爐襯1，爐襯I的中部具有一中空圓錐臺狀排渣口 19，排渣口 19上端的溢流口在高度方向上略低于爐襯I外壁上邊緣，爐襯I外壁與排渣口 19之間形成一環(huán)形渣池7。由于電磁感應(yīng)距離有限制，因此在位于渣池7內(nèi)部的爐襯I上設(shè)置有一體式的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺內(nèi)部安裝有內(nèi)感應(yīng)器24，在爐襯I外部安裝有外感應(yīng)器23，感應(yīng)器24和感應(yīng)器23均用于對渣池7內(nèi)金屬鐵進(jìn)行感應(yīng)加熱。外感應(yīng)器23外部安裝有磁軛3，用于對外感應(yīng)器23產(chǎn)生的磁場進(jìn)行屏蔽，防止熔渣池200外部金屬構(gòu)件及儀表受磁場影響。磁軛3外部安裝有水冷套5。在爐襯的下方設(shè)置有一環(huán)形托盤狀的爐底13，爐底13中部開設(shè)有一與排渣口 19相對應(yīng)的通孔，在爐底與爐襯之間設(shè)置有一層爐底料15。在爐襯的底部設(shè)置有兩分別與環(huán)形凸臺兩側(cè)的渣池7相連通的放流口 25，用于停爐檢修時清除渣池內(nèi)的鐵水。
[0037]在本實(shí)施例中，放流口 25的內(nèi)徑為100-200mm。在放流口 25的外壁裝有小感應(yīng)器21，用于對放流口 25內(nèi)的鐵水進(jìn)行加熱。
[0038]在上述各實(shí)施例中，在爐襯I的底部橫向安裝一熱電偶8，用于對渣池內(nèi)鐵水溫度進(jìn)行檢測。熱電偶8的套管材質(zhì)可為鑰管或鎢鑰合金管，熱電偶8的偶絲為鎢錸。
[0039]在上述各實(shí)施例中，排渣口 19的側(cè)壁為預(yù)制成型流口 14，預(yù)制成型流口 14采用成型耐火磚，滿足耐壓強(qiáng)度>60MPa、荷重軟化開始溫度> 1500°C、抗鐵水溶蝕指數(shù)< I %、抗?fàn)t渣侵蝕性< 10%、顯氣孔率< 24%，具體為剛玉磚、微孔剛玉磚、碳復(fù)合磚、賽隆結(jié)合剛玉磚、剛玉磚、高鉻磚、碳化硅或氮化硅結(jié)合碳化硅等，優(yōu)選剛玉磚、微孔剛玉磚、碳復(fù)合磚、高鉻磚、碳化娃或氮化娃結(jié)合碳化娃。
[0040]根據(jù)上述各實(shí)施例中提供的熔渣池，本發(fā)明還提供了一種溢流式鐵浴熔渣池的排渣方法，其包括以下步驟:
[0041]I)熔渣氣化爐工作時，熔渣氣化爐內(nèi)氣化劑與含碳物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的液渣先匯集到渣池7中；
[0042]2)當(dāng)渣池7被爐內(nèi)氣化反應(yīng)產(chǎn)生的液渣充滿后，液渣從高度較低的排渣口 19上端的溢流口連續(xù)溢流而出并進(jìn)入激冷室中；
[0043]3)同時渣池7通過電磁感應(yīng)加熱的原理熔化渣池7內(nèi)的金屬鐵，熔化的鐵水向渣池內(nèi)7的液渣持續(xù)供熱，讓液渣處于連續(xù)的流動狀態(tài)，使液渣在排渣口 19上端的溢流口處不會產(chǎn)生冷凝，保證排渣過程的順利進(jìn)行；
[0044]4)進(jìn)入激冷室中的高溫液渣通過激冷水迅速冷卻后，再通過渣鎖排出熔渣氣化爐(圖中未示出)。
[0045]下面的實(shí)施例將對本發(fā)明予以進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
[0046]實(shí)施例1:
[0047]試驗(yàn)所采用的溢流式鐵浴熔渣池內(nèi)徑為2.0m，渣池上端溢流口直徑為100mm，下端呈敞口狀部分直徑為600mm。排渣口的側(cè)壁與渣池軸線之間的夾角為30°。熔渣池的深度為800mm，熔渣池上端溢流口低于渣池外側(cè)邊緣120mm。
[0048]排渣口的側(cè)壁為預(yù)制成型流口，預(yù)制成型流口的化學(xué)成分為w (Al2O3) 90 %、W(Fe2O3) 1- 3%,顯氣孔率20%，荷重軟化溫度1700°C，耐火度1790°C，常溫耐壓強(qiáng)度65MPa，體積密度3.2g/cm3，具體為棕剛玉。
[0049]渣池的工作表面澆注一層爐襯料，爐襯料厚度為80mm，爐襯料的化學(xué)成分為w (Al2O3)約 84.3 %、w (MgO)約 14.8 % > w (S12)約 0.2 %、w (CaO)約 0.1 %、w (其他)約0.6%,材料密度3.0g/cc，粒度< 6.6mm,使用溫度1750°C。在爐襯料的底部裝有熱電偶，熱電偶套管材質(zhì)為鎢鑰合金管，熱電偶偶絲為鎢錸。
[0050]感應(yīng)器采用矩形銅線圈單根繞制而成，矩形銅線圈內(nèi)通軟化水冷卻，軟化水流速為3m/s，軟化水出口溫度為35°C，進(jìn)出口軟化水溫差為10°C。感應(yīng)器上電流及矩形銅線圈內(nèi)循環(huán)冷卻水通過弓I出電極與爐外連接。
[0051 ] 矩形銅線圈的化學(xué)成分為w (Cu+Ag)約99.9 %、w (Pb)約0.005 % > w (Fe)約0.005%,w(Sb)約 0.002%、w(S)約 0.005%、W(As)約 0.002%、W(Bi)約 0.001%，抗拉強(qiáng)度約290N/mm2、屈服強(qiáng)度約80N/mm2、伸長率約8%。
[0052]爐襯料與感應(yīng)器之間填充有耐火膠泥，耐火膠泥化學(xué)成分為W(Al2O3)約84.1%,w(CaO)約 7.5%,w(T12)約 1.6%,W(Fe2O3)約 I.4%、w(S12)約 4.5%，材料密度為 2.7g/cm3、粒度< 2mm。
[0053]在感應(yīng)器外部裝有磁軛，磁軛主要由硅鋼片組成。在感應(yīng)器與磁軛之間裝有絕緣板，絕緣板材質(zhì)為聚四氟乙烯。在磁軛與爐底料之間也裝有絕緣板，絕緣板材質(zhì)為環(huán)氧玻璃布。在渣池的底部裝有底電極和側(cè)電極，兩電極之間通有直流電源。
[0054]在渣池的外部裝有水冷套，在渣池底部裝有冷卻環(huán)管。水冷套及冷卻環(huán)管材質(zhì)為lCrl8Ni9,水冷套及冷卻環(huán)管內(nèi)冷卻水流速為3m/s,冷卻水壓為2.5kg/cm2,進(jìn)出水溫差為10°C，進(jìn)水溫度為25°C。水冷套及冷卻環(huán)管內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出水管與爐外連接。
[0055]本裝置鐵水容量為20t，中頻電源采用12脈電源，設(shè)計功率為2000kW，實(shí)際電源工作功率為100kW,設(shè)計頻率為500Hz。本裝置工作時，在熔渣氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的液態(tài)渣匯集到渣池中，渣池通過電磁感應(yīng)加熱原理熔化渣池內(nèi)金屬鐵，熔化的鐵水向液渣持續(xù)供熱，讓液渣保持能流動狀態(tài)。待渣池充滿液渣后，液渣從溢流口溢出進(jìn)入激冷室，高溫液渣通過激冷水迅速冷卻后，再由渣鎖排出氣化爐。
[0056]實(shí)施例2:
[0057]試驗(yàn)所采用的溢流式鐵浴熔渣池內(nèi)徑為3.6m，渣池上端溢流口直徑為100mm，下端呈敞口狀部分直徑為600mm。排渣口的側(cè)壁與渣池軸線之間的夾角為30°。熔渣池的深度為1000mm，熔渣池上端溢流口低于渣池外側(cè)邊緣140mm。
[0058]排渣口的側(cè)壁為預(yù)制成型流口，預(yù)制成型流口的化學(xué)成分為w (Al2O3) 98 %、W(Fe2O3) 0.8%,顯氣孔率18%，荷重軟化溫度1700°C，耐火度1790°C，常溫耐壓強(qiáng)度95MPa，體積密度3.3g/cm3,具體為白剛玉。
[0059]渣池的工作表面澆注一層爐襯料，爐襯料厚度為120mm，爐襯料的化學(xué)成分為w (Al2O3)約 84.4 %、w (MgO)約 14.7 % > w (S12)約 0.3 %、w (CaO)約 0.3 %、w (其他)約0.3%，材料密度3.02g/cc，粒度彡6.5mm，使用溫度1800°C。在爐襯料的底部裝有熱電偶，熱電偶套管材質(zhì)為鎢鑰合金管，熱電偶偶絲為鎢錸。預(yù)制成型流口材質(zhì)選剛玉，工作溫度為1700。。。
[0060]渣池有內(nèi)外兩圈感應(yīng)器，內(nèi)感應(yīng)器內(nèi)徑為1700_。感應(yīng)器采用矩形銅線圈雙并聯(lián)繞制而成，矩形銅線圈內(nèi)通軟化水冷卻，軟化水流速為3m/s,軟化水出口溫度為35°C,進(jìn)出口軟化水溫差為10°C，在感應(yīng)器外部裝有磁軛，磁軛主要由硅鋼片組成。
[0061 ] 矩形銅線圈的化學(xué)成分為w (Cu+Ag)約99.9 %、w (Pb)約0.006 % > w (Fe)約
0.006%,w(Sb)約 0.003%、w(S)約 0.006%、W(As)約 0.003%、W(Bi)約 0.002%，抗拉強(qiáng)度約295N/mm2、屈服強(qiáng)度約85N/mm2、伸長率約10%。
[0062]在渣池的外部裝有水冷套，水冷套材質(zhì)為lCrl8Ni9，水冷套內(nèi)冷卻水流速為3m/s,冷卻水壓為2.5kg/cm2,進(jìn)出水溫差為10°C,進(jìn)水溫度為25°C。
[0063]在渣池的底部裝有放流口，放流口內(nèi)徑為120mm。在放流口的外部裝有小感應(yīng)器，用于對放流口內(nèi)的鐵水進(jìn)行感應(yīng)加熱。
[0064]本裝置鐵水容量為25t，中頻電源采用12脈電源，設(shè)計功率為2500kW，實(shí)際電源工作功率為1500kW，設(shè)計頻率為300Hz，電源進(jìn)線電壓660V。本裝置工作時，在熔渣氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的液態(tài)渣匯集到渣池中，渣池通過電磁感應(yīng)加熱原理熔化渣池內(nèi)金屬鐵，熔化的鐵水向液渣持續(xù)供熱，讓液渣保持能流動狀態(tài)。待渣池充滿液渣后，液渣從溢流口溢出進(jìn)入激冷室，高溫液渣通過激冷水迅速冷卻后，再由渣鎖排出氣化爐。當(dāng)熔渣氣化爐需停爐檢修時，打開小感應(yīng)器，使其對放流口內(nèi)冷凝鐵液進(jìn)行感應(yīng)加熱，將其變?yōu)殍F水，從而導(dǎo)通放流口，將渣池內(nèi)鐵水清空。
[0065]上述各實(shí)施例僅用于對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種溢流式鐵浴熔渣池，該熔渣池安裝于熔渣氣化爐爐體下方，其特征在于:所述熔渣池包括一截面呈倒“M”狀的環(huán)形爐襯，所述爐襯的中部具有一中空圓錐臺狀排渣口，所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述爐襯外壁上邊緣；所述爐襯外壁與所述排渣口之間形成一環(huán)形渣池；所述爐襯外部安裝有感應(yīng)器，所述感應(yīng)器外部安裝有磁軛，所述磁軛外部安裝有水冷套，所述水冷套內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出水管與爐外連接；在所述爐襯的下方設(shè)置有一環(huán)形托盤狀的爐底，所述爐底中部開設(shè)有一與所述排渣口相對應(yīng)的通孔，在所述爐底與所述爐襯之間設(shè)置有一層爐底料；在所述爐襯下方的所述爐底料內(nèi)設(shè)置有一冷卻環(huán)管，所述冷卻環(huán)管內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出水管與爐外連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種溢流式鐵浴熔渣池，其特征在于:在所述爐襯的底部橫向安裝一熱電偶，所述熱電偶的套管材質(zhì)為鑰管或鎢鑰合金管，所述熱電偶的偶絲為鎢錸。
3.如權(quán)利要求1所述的一種溢流式鐵浴熔渣池，其特征在于:在所述爐襯的底部豎向安裝一底電極和一側(cè)電極；在所述爐襯與所述感應(yīng)器之間填充有耐火膠泥，耐火膠泥滿足耐火度> 1600°C、強(qiáng)度> 2MPa ;所述爐襯厚度為45?200mm，所述爐襯滿足耐壓強(qiáng)度彡55MPa、荷重軟化開始溫度彡1500°C、抗鐵水溶蝕指數(shù)彡I %、抗?fàn)t渣侵蝕性彡10%。
4.如權(quán)利要求1所述的一種溢流式鐵浴熔渣池，其特征在于:所述磁軛為硅鋼片或鐵氧體，所述磁軛與所述感應(yīng)器和所述爐底料之間均設(shè)置有一絕緣板；所述絕緣板材質(zhì)為聚四氟乙烯或環(huán)氧玻璃布；同時，在所述磁軛與所述水冷套之間設(shè)置有一層保護(hù)棉。
5.如權(quán)利要求1所述的一種溢流式鐵浴熔渣池，其特征在于:所述排渣口的側(cè)壁為預(yù)制成型流口，所述預(yù)制成型流口采用成型耐火磚，滿足耐壓強(qiáng)度> 60MPa、荷重軟化開始溫度彡1500°C、抗鐵水溶蝕指數(shù)彡1%、抗?fàn)t渣侵蝕性彡10%、顯氣孔率彡24%，具體為剛玉磚、微孔剛玉磚、碳復(fù)合磚、賽隆結(jié)合剛玉磚、剛玉磚、高鉻磚、碳化娃或氮化娃結(jié)合碳化娃;所述排渣口上端的溢流口直徑Dl滿足:20〈Dl〈400mm，同時溢流口直徑Dl與所述排渣口下端的敞口狀部分直徑D2滿足:D2 > Dl ;所述排渣口的側(cè)壁與所述熔渣池軸線之間的夾角為β，β滿足以下角度要求:0° <β〈90° ;所述爐襯內(nèi)的所述渣池深度H滿足:0〈H〈1.5m,所述排洛口上端的溢流口低于所述爐襯外壁上邊緣h滿足:20 < h < 200mm。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種溢流式鐵浴熔渣池，其特征在于:所述感應(yīng)器采用矩形銅線圈單根或雙并聯(lián)繞制而成，矩形銅線圈內(nèi)通軟化水冷卻，軟化水出口溫度(60°C，進(jìn)出口軟化水溫差< 25°C ;所述感應(yīng)器上電流及矩形銅線圈內(nèi)循環(huán)冷卻水通過引出電極與爐外連接；所述水冷套及所述冷卻環(huán)管內(nèi)冷卻水進(jìn)出口溫差< 25°C，進(jìn)水溫度< 35。。。
7.—種溢流式鐵浴熔渣池，該熔渣池安裝于熔渣氣化爐爐體下方，其特征在于:所述熔渣池包括一截面呈“W”狀的環(huán)形爐襯，所述爐襯的中部具有一中空圓錐臺狀排渣口，所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述爐襯外壁上邊緣，所述爐襯外壁與所述排渣口之間形成一環(huán)形渣池；在位于所述渣池內(nèi)部的所述爐襯上設(shè)置有一體式的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺內(nèi)部安裝有內(nèi)感應(yīng)器，在所述爐襯外部安裝有外感應(yīng)器，所述外感應(yīng)器外部安裝有磁軛，所述磁軛外部安裝有水冷套；在所述爐襯的下方設(shè)置有一環(huán)形托盤狀的爐底，所述爐底中部開設(shè)有一與所述排渣口相對應(yīng)的通孔，在爐底與爐襯之間設(shè)置有一層爐底料；在爐襯的底部設(shè)置有兩分別與環(huán)形凸臺兩側(cè)的渣池相連通的放流口。
8.如權(quán)利要求7所述的一種溢流式鐵浴熔渣池，其特征在于:所述放流口的內(nèi)徑為100-200mm,在所述放流口的外壁裝有小感應(yīng)器。
9.如權(quán)利要求7所述的一種溢流式鐵浴熔渣池，其特征在于:在所述爐襯的底部橫向安裝一熱電偶，所述熱電偶的套管材質(zhì)為鑰管或鎢鑰合金管，所述熱電偶的偶絲為鎢錸。
10.一種基于上述權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述溢流式鐵浴熔渣池的排渣方法，其包括以下步驟: 1)熔渣氣化爐工作時，熔渣氣化爐內(nèi)氣化劑與含碳物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的液渣先匯集到熔渣池中； 2)當(dāng)渣池被爐內(nèi)氣化反應(yīng)產(chǎn)生的液渣充滿后，液渣從高度較低的排渣口上端的溢流口連續(xù)溢流而出并進(jìn)入激冷室中； 3)同時渣池通過電磁感應(yīng)加熱的原理熔化渣池內(nèi)的金屬鐵，熔化的鐵水向渣池內(nèi)的液渣持續(xù)供熱，讓液渣處于連續(xù)的流動狀態(tài)，使液渣在排渣口上端的溢流口處不會產(chǎn)生冷凝，保證排渣過程的順利進(jìn)行； 4)進(jìn)入激冷室中的高溫液渣通過激冷水迅速冷卻后，再通過渣鎖排出熔渣氣化爐。
【文檔編號】C10J3/34GK104293396SQ201410559344
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】董衛(wèi)果, 張科達(dá), 陳貴鋒, 王鵬, 晁俊楠, 徐春霞, 文芳, 楊宗仁, 唐楠, 郭良元, 李小亮, 張慶偉 申請人:煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司