[發明專利]燒結冷卻一體的余熱資源高效回收與利用的方法及裝置

無效

• 申請號: 201110363434.4
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102384664A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 董輝;楊益偉;趙勇;蔡九菊
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶煉及其余熱資源高效回收與利用技術領域，特別涉及一種基于節能減排的燒結過程余熱資源的高效回收與利用的方法及其裝置。

背景技術

燒結過程余熱資源（簡稱燒結余熱，下同）主要由兩部分組成：一部分是來自于燒結機尾部、溫度約為950℃～1050℃燒結礦所攜帶的顯熱即燒結礦顯熱，這部分顯熱約占燒結過程余熱資源總量的70％；另一部分來自于燒結機主排煙管道的燒結煙氣顯熱，這部分約占余熱資源總量的30％。燒結余熱的高效回收與利用是進一步降低燒結工序能耗的主要措施之一。比較而言，兩種余熱資源中，燒結礦顯熱數量較大，品質較高，其可被空氣介質所攜帶。目前，我國乃至世界上燒結礦生產基本上采取燒結與冷卻的分離作業方式，冷卻機一般分為環形冷卻機與帶式冷卻機如圖1所示。

具體工序：燒結料進入燒結機經過點火燒結工序后料內煤粉燃燒完全，炙熱的燒結礦出燒結機后落入燒結機下方的環冷機內進行冷卻，目前燒結工序余熱回收國內外普遍關注冷卻機一二段高溫顯熱的回收，目前燒結與冷卻分離的生產方式已經很難適應燒結礦顯熱的高效回收與利用，顯熱回收與利用上存在著不可克服的弊端，主要表現為：

（1）燒結機與冷卻機入料口之間處在15m～20m的高度差，炙熱的燒結礦出燒結機后需重力作用進行破碎篩分，然后再進環冷機內進行冷卻，而出燒結機機尾的燒結礦溫度高達950℃～1050℃，攜帶大量的顯熱，在15m～20m的高度內自由落體運動中由于強制對流作用會有少量燒結礦顯熱散失，而篩分過程為保護篩子因高溫而損壞必須通入冷空氣，此過程會有大量的顯熱損失，經過現場測溫與實驗證明，落體篩分過程中燒結礦溫度降低150℃左右，直接導致余熱回收煙氣溫度降低150℃，使燒結工序的余熱品質降低。

（2）目前國內外普遍采用的燒結礦冷卻設備環形冷卻機或帶式冷卻機一般都露天布置，一般大型環冷機為360m²，加之鼓風機、管路等設施整體體積龐大，占地面積過大；鼓風冷卻過程中，燒結礦露天加之環冷機臺車與風箱間的縫隙，強勁的鼓風與空中的自然風會激起大量粉塵，會對環境照成嚴重的污染。

（3）而目前燒結工序的余熱回收只針對環冷機一二段的高溫廢氣，而對溫度居中的中尾部冷卻廢氣和燒結煙氣顯熱未進行任何回收，造成余熱資源放散，而利用高溫廢氣進行余熱發電的方式中余熱鍋爐裝機容量與一、二冷卻廢氣余熱的“量”與“質”不匹配，使得汽輪機難以在高效率下運行，甚至導致不能運轉的可能，原因是燒結生產不穩定，造成燒結廢氣的“量”與“質”在較大范圍內波動，而出余熱鍋爐的低溫煙氣往往利用率不高。

發明內容

發明目的：本發明提供一種燒結冷卻一體的余熱資源高效回收與利用的方法及裝置，其目的是解決以往冷卻方式中存在的環境污染和冷卻回收效率低的問題，并克服炙熱燒結礦破碎過程中大量顯熱浪費的難題。

技術方案：本發明是通過以下技術方案來實現的：

燒結冷卻一體的余熱資源高效回收與利用的方法，其特征在于：該方法的具體步驟如下：

（1）、將燒結機長度延長一倍，延長部分與燒結機結構相同，延長部分做為燒結礦冷卻段，將冷卻段分為兩段，其前半部分為冷卻一段，后半部份為冷卻二段；

（2）、將流量為30萬m³/h、溫度300℃～350℃、氧體積含量20%以上、二氧化硫300ppm以下的燒結尾部煙氣與冷卻一段中流量50萬m³/h、溫度420℃～470℃的煙氣通過循環風機引入余熱鍋爐中產生溫度為350℃、壓力為2.55MPa的中壓蒸汽，將該生產的中壓蒸汽并入蒸汽管網或進行發電；

（3）、將“（2）”步驟中出余熱鍋爐的流量80萬m³/h、溫度為200℃～250℃的低溫煙氣通過循環風機引出，其中20萬m³/h流量引入燒結機頭部預熱燒結礦，其余放散；

（4）、將冷卻二段中頭部流量30萬m³/h、溫度280℃～300℃的中低溫煙氣通過循環風機引入燒結機臺面進行熱風燒結；

（5）、冷卻結束后炙熱燒結礦出冷卻機利用重力作用進行破碎，破碎后進入自然冷卻壁進行第二次冷卻。

該方法的步驟如下：

從布料器下來的燒結混合料進入燒結機頭部，燒結機頭部有鋪料裝置，料鋪平后隨著臺車緩慢進入干燥預熱器，干燥預熱器上方通過管道依次連接循環風機、除塵器、余熱鍋爐；