專利名稱：燒結(jié)過程中余熱資源的分級回收與梯級利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金過程余熱資源回收與利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及 一種基于節(jié)能減排的燒結(jié)過程中、低溫余熱資源的高效回收與利用方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)過程余熱資源(簡稱燒結(jié)余熱，下同)主要由兩部分組成-來自于冷卻機的燒結(jié)礦顯熱即冷卻廢氣和來自于燒結(jié)機的燒結(jié)廢氣顯熱即燒 結(jié)廢氣。燒結(jié)余熱的高效回收與利用是進一步降低燒結(jié)工序能耗的主要措施之 一?，F(xiàn)有燒結(jié)余熱利用存在的主要問題是不能充分認識燒結(jié)余熱熱載體流量 大且品位變化大的特點，回收與利用嚴重脫節(jié)，控制與調(diào)節(jié)水平低，造成余熱 資源放散嚴重、回收利用模式單一等問題，使得燒結(jié)余熱回收利用率低下。具 體表現(xiàn)為忽視溫度較低的余熱回收利用，僅對溫度較高的部分冷卻廢氣進行回收， 對溫度較低的燒結(jié)廢氣和冷卻廢氣不加以回收，造成燒結(jié)余熱資源放散嚴重， 浪費較大；忽視用于改善燒結(jié)工藝條件的直接熱回收(如熱風(fēng)燒結(jié)、點火爐助燃和燒 結(jié)原料干燥預(yù)熱)，將回收得到的余熱僅通入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽(再用于發(fā)電)， 造成燒結(jié)余熱資源利用模式單一；余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽的技術(shù)水平低下，使得蒸汽的"量""質(zhì)"波動較大， 難以并入蒸汽管網(wǎng)，使得蒸汽找不到合適的用戶，造成非供暖季節(jié)時蒸汽白白 放散的局面。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對現(xiàn)有燒結(jié)余熱回收與利用嚴重脫節(jié)等弊端，本發(fā)明提出了一種基于燒結(jié)余熱特點、遵循"溫度對口、按質(zhì)用能"原則、集節(jié)能環(huán)保、改 善燒結(jié)工藝條件為一體的燒結(jié)余熱高效回收與利用技術(shù)——分級回收與梯級 利用。技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種燒結(jié)過程中余熱資源分級回收與梯級利用方法，其特征在于對燒結(jié) 過程中產(chǎn)生的溫度較高的冷卻廢氣通入余熱鍋爐生產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽并發(fā)電；同 時，對溫度居中的冷卻廢氣、燒結(jié)廢氣也進行回收，將燒結(jié)廢氣返回到燒結(jié)機 臺面進行熱風(fēng)燒結(jié)和通入干燥預(yù)熱裝置進行燒結(jié)原料的干燥預(yù)熱，將溫度較居 中的冷卻廢氣返回到燒結(jié)機臺面進行熱風(fēng)燒結(jié)和通入點火爐作為助燃空氣或 用于預(yù)熱助燃空氣；對溫度較低的冷卻廢氣通入干燥預(yù)熱裝置進行燒結(jié)原料的 干燥預(yù)熱。溫度較高的冷卻廢氣指350 50(TC的范圍，溫度居中的冷卻廢氣、燒結(jié) 廢氣指260 35(TC的范圍，溫度較低的冷卻廢氣指180 26(TC的范圍。對不同溫度的余熱資源按照其最終用途進行分級回收，可分為二級、三級 或四級。各級余熱回收與利用要優(yōu)先用于熱風(fēng)燒結(jié)、點火爐助燃空氣和干燥預(yù)熱燒 結(jié)原料，然后再用于通入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽而后發(fā)電。優(yōu)點及效果本發(fā)明與現(xiàn)有燒結(jié)余熱回收與利用技術(shù)相比，最大的特點在 于將燒結(jié)余熱的回收與利用有機結(jié)合，并實現(xiàn)對溫度較低余熱的高效回收與利 用，具體體現(xiàn)改變了燒結(jié)余熱"回收"方式，由對溫度較高余熱的單一回收改為對高中低溫余熱的分級回收，擴大了燒結(jié)余熱回收利用的范圍；改變了燒結(jié)余熱"利用"方式，由生產(chǎn)蒸汽(而后發(fā)電)的單一利用改為 按"溫度對口"原則指導(dǎo)下的梯級利用，減小了余熱利用過程中的能量損失；
改變了燒結(jié)余熱各種回收利用方式的優(yōu)先次序，由以生產(chǎn)蒸汽為主改為
優(yōu)先考慮直接熱回收然后再用于生產(chǎn)蒸汽的利用方式。


圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的主要內(nèi)容是首先分別對冷卻廢氣和燒結(jié)廢氣兩種余熱資源進行 分級回收，然后在優(yōu)先用于改善燒結(jié)工藝條件的前提下，梯級利用已回收的各 種品位的余熱對溫度較高的余熱首選動力回收，即通入余熱鍋爐生產(chǎn)高品質(zhì) 蒸汽并發(fā)電；對溫度較低的余熱進行直接熱回收，即用于熱風(fēng)燒結(jié)、預(yù)熱干燥 燒結(jié)原料和作為點火爐助燃空氣等。
第一是燒結(jié)余熱回收利用原則將燒結(jié)余熱優(yōu)先用于改善燒結(jié)工藝條件的 直接熱回收，然后再用于動力回收。熱直接回收主要形式是熱風(fēng)燒結(jié)，即將 燒結(jié)余熱引導(dǎo)燒結(jié)機臺面進行熱風(fēng)燒結(jié)，減少燒結(jié)漏風(fēng)，削弱冷風(fēng)對燒結(jié)的影 響，從而改善了燒結(jié)工藝條件；點火爐助燃空氣，即將冷卻廢氣用于點火爐助 燃空氣或預(yù)熱點火爐助燃空氣，降低點火用燃料消耗；干燥預(yù)熱燒結(jié)原料，即 將冷卻廢氣或燒結(jié)廢氣通入點火爐前燒結(jié)原料層以對燒結(jié)原料進行干燥和預(yù) 熱。動力回收的主要方式是將余熱通入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，然后再用來發(fā)電。
第二是分級回收的實現(xiàn)。根據(jù)后續(xù)的燒結(jié)余熱利用^"式，將不同溫度的余 熱進行分級回收，即將冷卻廢氣中溫度較高的部分、冷卻廢氣中溫度較低的部 分、燒結(jié)廢氣等分別加以回收，實現(xiàn)按品質(zhì)即溫度水平進行分級回收，以滿足 后續(xù)的梯級利用。 一般分級的原則為溫度在350 50(TC的廢氣用于動力回收，溫度在26(TC 350'C的冷卻廢氣、燒結(jié)廢氣也進行回收，將燒結(jié)廢氣返回到 燒結(jié)機臺面進行熱風(fēng)燒結(jié)和通入干燥預(yù)熱裝置進行燒結(jié)原料的干燥預(yù)熱，將溫 度較居中的冷卻廢氣返回到燒結(jié)機臺面進行熱風(fēng)燒結(jié)和通入點火爐作為助燃 空氣或用于預(yù)熱助燃空氣；溫度在180。C 220。C的冷卻廢氣用于通入點火爐 作為助燃空氣或預(yù)熱助燃空氣。
第三是梯級利用的實現(xiàn)。遵循"溫度對口、按質(zhì)用能"原則，對不同品質(zhì) 即溫度水平的余熱進行梯級利用，其中，對于溫度較高的余熱首選動力回收利 用，即將余熱通入鍋爐生產(chǎn)蒸汽而后送入汽輪機一發(fā)電機組發(fā)電；對于溫度居 中的余熱或動力回收或直接熱回收；對于溫度較低首先直接熱回收。
本發(fā)明的工藝流程如圖l所示，圖中示意的是燒結(jié)余熱的三級回收與利用 系統(tǒng)。圖中l(wèi)煙囪，2干燥預(yù)熱裝置，3點火爐，4熱風(fēng)燒結(jié)罩，5燒結(jié)料層，6 抽風(fēng)箱，7燒結(jié)機，8除塵裝置，9冷卻料層，IO冷卻機，ll冷卻風(fēng)收集罩，12-鼓風(fēng)機，13余熱鍋爐，14汽輪機，15發(fā)電機組，16—段冷卻廢氣，17二段冷卻 廢氣，18三段冷卻廢氣，19四段冷卻廢氣，20燒結(jié)廢氣，21循環(huán)水。
在燒結(jié)機中產(chǎn)生的燒結(jié)廢氣經(jīng)除塵后通入點火爐和干燥預(yù)熱裝置，作為 助燃空氣或用于預(yù)熱助燃空氣，或返回?zé)Y(jié)機臺面，進行熱風(fēng)燒結(jié)，改善料層 透氣性。
對冷氣機中產(chǎn)生的冷卻廢氣采用如下的方法進行分級回收及利用
(1) 一級余熱回收區(qū)； 該系統(tǒng)主要回收溫度較高的冷卻廢氣(圖1中的一、二段冷卻廢氣)。將這部分冷卻廢氣經(jīng)除塵后通入余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電；鍋爐采用煙氣再 循環(huán)方式，使得鍋爐入口的熱廢氣溫度提高5(TC。
(2) 二級余熱回收區(qū)；該系統(tǒng)主要回收溫度居中的冷卻廢氣(圖l中的三段冷卻廢氣)和燒結(jié)廢 氣。這部分余熱被用于經(jīng)除塵后通入點火爐，作為助燃空氣或用于預(yù)熱助燃 空氣；這部分也可以返回?zé)Y(jié)機臺面，進行熱風(fēng)燒結(jié)，改善料層透氣性；也可 以通入干燥預(yù)熱裝置進行燒結(jié)原料的干燥預(yù)熱。實質(zhì)上，這部分冷卻廢氣取的 是冷卻機中部和靠前位置的廢氣，燒結(jié)廢氣取的是燒結(jié)機靠后位置的主排煙。 (3)三級余熱回收區(qū)；
該系統(tǒng)主要回收冷卻機尾部溫度較低的冷卻廢氣(圖l中的四g冷卻廢 氣)，其主要用于干燥和預(yù)熱燒結(jié)原料，既降低了點火用燃氣單耗，又降低了 點火溫度，為燒結(jié)工藝低能耗高質(zhì)量創(chuàng)造條件。
燒結(jié)余熱的二級回收與利用系統(tǒng)，僅缺少最后部分的三級余熱回收區(qū)；燒 結(jié)余熱的四級回收與利用系統(tǒng)，可將產(chǎn)生的冷卻廢氣更細致的區(qū)分，增加動力 回收、或用于干燥預(yù)熱燒結(jié)原料、或用于熱風(fēng)燒結(jié)的用途。
本發(fā)明與現(xiàn)有的燒結(jié)余熱回收與利用技術(shù)相比，其具有較高的余熱回收利 用率，并有效降低燒結(jié)工序能耗，其具有以下優(yōu)點
1、 按照"溫度對口、按質(zhì)用能"的原則將燒結(jié)余熱回收與利用過程中的 "回收"與"利用"緊密地結(jié)合起來，使得余熱的回收端與使用端"量"、"質(zhì)"
匹配，余熱回收利用率較高；
2、 不但能對冷卻廢氣中溫度較高部分的余熱加以回收利用，而且對冷卻 廢氣溫度較低部分的余熱以及燒結(jié)廢氣余熱均加以回收利用，使得余熱資源的 回收范圍得以擴大；
3、 依據(jù)余熱的回收利用方式，對冷卻廢氣和燒結(jié)廢氣按照其品質(zhì)即溫度 水平進行分級回收，然后對回收得到的不同品質(zhì)的余熱進行梯級利用，使得余 熱回收利用過程中，能量損失較?。?br> 4、在各種余熱利用中，將余熱優(yōu)先用于改善燒結(jié)工藝條件的直接熱回收， 然后再用于動力回收，使得熱回收與動力回收有機結(jié)合，改"間接"降低燒結(jié) 工序能耗為"直接"降低。
權(quán)利要求
1、一種燒結(jié)過程中余熱資源分級回收與梯級利用方法，其特征在于對燒結(jié)過程中產(chǎn)生的溫度較高的冷卻廢氣通入余熱鍋爐生產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽并發(fā)電；同時，對溫度居中的冷卻廢氣、燒結(jié)廢氣也進行回收，將燒結(jié)廢氣返回到燒結(jié)機臺面進行熱風(fēng)燒結(jié)和通入干燥預(yù)熱裝置進行燒結(jié)原料的干燥預(yù)熱，將溫度較居中的冷卻廢氣返回到燒結(jié)機臺面進行熱風(fēng)燒結(jié)和通入點火爐作為助燃空氣或用于預(yù)熱助燃空氣；對溫度較低的冷卻廢氣通入干燥預(yù)熱裝置進行燒結(jié)原料的干燥預(yù)熱。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)過程中余熱資源分級回收與梯級利用方法， 其特征在于溫度較高的冷卻廢氣指350 50(TC的范圍，溫度居中的冷卻廢 氣、燒結(jié)廢氣指260 35(TC的范圍，溫度較低的冷卻廢氣指180 26(TC的范圍。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所示的燒結(jié)過程中余熱資源分級回收與梯級利用方法， 其特征在于對不同溫度的余熱資源按照其最終用途進行分級回收，可分為二 級、三級或四級。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所示的燒結(jié)過程中余熱資源分級回收與梯級利用方法， 其特征在于各級余熱回收與利用要優(yōu)先用于熱風(fēng)燒結(jié)、點火爐助燃空氣和干 燥預(yù)熱燒結(jié)原料，然后再用于通入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽而后發(fā)電。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金過程余熱資源回收與利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于節(jié)能減排的燒結(jié)過程中、低溫余熱資源的高效回收與利用方法。其特征是不但對溫度較高的冷卻廢氣進行回收，而且對溫度較低的冷卻廢氣、燒結(jié)廢氣也進行回收，在優(yōu)先用于改善燒結(jié)工藝條件的前提下，梯級利用已回收的各種品位的余熱，本發(fā)明充分考慮了余熱回收與利用的有機結(jié)合，克服了余熱資源放散嚴重、回收利用模式單一等問題，實現(xiàn)了冷卻廢氣和燒結(jié)廢氣兩種余熱資源的高效回收與利用，具有改善燒結(jié)工藝條件、高效回收與利用燒結(jié)余熱資源和減少大氣污染物排放等優(yōu)點。
文檔編號F27D17/00GK101298962SQ20081001194
公開日2008年11月5日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者輝 董, 蔡九菊 申請人:東北大學(xué)