[發明專利]用于燒結余熱發電系統的立式螺旋叉流冷卻換熱裝置及其方法

無效

• 申請號: 201410280340.4
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104034176A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 俞自濤;田付有;黃連鋒;范利武;屠柏銳;尹德厚;厲青
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K27/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種用于燒結礦余熱發電系統的立式螺旋叉流冷卻換熱裝置及其方法，特別是冶金行業和鋼鐵行業等領域促進節能減排的燒結礦立式螺旋叉流冷卻換熱裝置及其方法。

背景技術

燒結過程余熱資源主要由兩部分組成：一部分是來自于燒結機尾部、溫度約為600~800℃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%。在兩種余熱資源中，燒結礦顯熱數量較大，品質較高，其可被空氣介質所攜帶；而燒結煙氣顯熱數量較小，品質較低燒結煙氣平均溫度為150~200℃，且成分比較復雜，尤其是SO₂、O₂、NO_x及粉塵等沿著燒結機長度發生變化。因此，燒結礦顯熱的高效回收與利用是整個燒結余熱回收與利用的關鍵。

目前，我國乃至世界上，廣泛應用的環式或帶式冷卻機在顯熱回收與利用上存在著不可克服的弊端，主要表現為：

(1)???冷卻設備漏風率較高

漏風部位的縫隙大小以及內外壓差是影響漏風率的主要因素。其中，漏風縫隙的大小主要受到燒結機和冷卻系統中動、靜接觸部位密封技術的影響，這是漏風的內因所在；內外壓差主要取決于料層、風機等綜合情況的影響，是漏風產生的外在條件。常規燒結礦冷卻裝置的漏風率達到30%~60%。

(2)???環境污染嚴重

從冷卻機受料點處排放的工業粉塵濃度達1000~5000mg/m³，超過國家規定的排放標準的7~33倍。由于冷卻機結構設計原因，其難以達到良好的密閉效果。同時在冷卻段無粉塵污染回收裝置，冷卻風經料層換熱后直接排入大氣，造成燒結工序粉塵污染嚴重，工作環境較差。

常規的燒結冷卻系統在余熱回收等方面存在明顯不足，如何減小系統漏風以及由此造成的污染，提高余熱回收利用率，是燒結余熱回收領域的當務之急。

發明內容

本發明的目的是針對現有燒結冷卻裝置漏風率高，污染嚴重的不足，提供一種用于燒結礦余熱發電系統的立式螺旋叉流冷卻換熱裝置及其方法，以避免裝置漏風，減小工業粉塵污染，同時提高余熱利用率。

本發明通過以下技術方案來實現：

用于燒結余熱發電系統的立式螺旋叉流冷卻換熱裝置：包括預存段、支撐段、冷卻段、螺旋下料道、高溫風室、中央氣孔、中溫風室、低溫風室、壁面氣孔、下錐段、十字風道、進風管道、環形進風室、低溫出風口、中溫出風口、高溫出風口、冷卻段罐體、換熱腔、支撐桿、供風體、尖錐；

裝置本體從上到下順次設有預存段、支撐段、冷卻段、下錐段，裝置本體內設有供風體，供風體為圓柱體，內部中空，圓柱體側壁面均勻設有中央氣孔，供風體頂部設有尖錐，供風體上部設有成十字形的四根支撐桿，四根支撐桿的外端部與支撐段固定連接，供風體與冷卻段罐體之間為換熱腔，供風體中部外側設有螺旋下料道，螺旋下料道上部周邊與冷卻段相連，供風體下部設有傾斜向上的十字風道，十字風道與下錐段相連，冷卻段外部設有高溫風室、中溫風室和低溫風室共三個風室，三個風室外側高到低分別設有高溫出風口、中溫出風口和低溫出風口；下錐段外側布置有環形進風室，環形進風室上連接進風管道，下錐段底部設有平板閘門，平板閘門下方設有振動給料機。

所述的螺旋下料道下部周邊逐漸收縮至中心的供風體，螺旋下料道的傾角大于礦料與螺旋下料道的靜摩擦角；十字風道采用方形截面，支撐桿采用圓形或橢圓形截面；高溫出風口、中溫出風口和低溫出風口采用圓形或方形截面。

使用所述裝置的燒結礦立式螺旋叉流冷卻換熱方法：600~800℃的高溫燒結礦由吊車從裝置頂部間隔性地加入預存段后，進入冷卻段的換熱腔，在重力作用下沿螺旋下料道緩慢下落；100~120℃的冷卻氣體通過進風管道進入環形進風室，再通過十字風道進入供風體，供風體內的氣體在高度方向均勻通過中央氣孔進入冷卻段的換熱腔與沿螺旋下料道下落的熱燒結礦直接換熱；換熱后160~180℃的冷燒結礦沿螺旋下料道下部周邊逐漸收縮的部分均勻下落，通過下椎段后經平板閘門，由振動給料機控制排出；被加熱的氣體通過壁面氣孔按高度從高到低分別進入高溫風室、中溫風室和低溫風室，分別從高溫出風口、中溫出風口和低溫出風口排出用于余熱發電或加熱。