專利名稱：燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金過程余熱資源高效回收與利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于節(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的裝置及方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)過程余熱資源(簡稱燒結(jié)余熱，下同)主要由兩部分組成一部分是來自于燒結(jié)機尾部、溫度約為750°C 850°C燒結(jié)礦所攜帶的顯熱即燒結(jié)礦顯熱，這部分顯熱約占燒結(jié)過程余熱資源總量的70% ；另一部分來自于燒結(jié)機主排煙管道的燒結(jié)煙氣顯熱，這部分約占余熱資源總量的30%。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。比較而言，兩種余熱資源中，燒結(jié)礦顯熱數(shù)量較大，品質(zhì)較高，其可被空氣介質(zhì)所攜帶；而燒結(jié)煙氣顯熱數(shù)量較小，品質(zhì)較低(燒結(jié)煙氣平均溫度為150°C 200°C)，且成分比較復(fù)雜，尤其是S02、02、NOx及粉塵等沿著燒結(jié)機走行方向發(fā)生變化。基于此，燒結(jié)礦顯熱的高效回收與利用是整個燒結(jié)余熱回收與利用的核心與重點。分級回收與梯級利用技術(shù)是針對于目前燒結(jié)余熱回收存在的兩個主要問題而提出的高效回收與利用技術(shù)之一。問題1 僅對溫度較高(300°c)的冷卻廢氣顯熱加以回收利用，而對溫度居中的冷卻廢氣和燒結(jié)煙氣顯熱未進行任何回收，造成余熱資源放散嚴重。 問題2 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)，將回收得到的余熱僅通入余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽而后用于發(fā)電，造成余熱資源利用模式單一。分級回收與梯級利用技術(shù)的核心是(參見圖1):將冷卻機前端的一段、二段冷卻廢氣經(jīng)除塵后通入余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽用于發(fā)電；將冷卻機中部的三段冷卻廢氣返回到點火爐和燒結(jié)機臺面分別用于點火助燃與熱風(fēng)燒結(jié)；將溫度較高的燒結(jié)煙氣引入到點火爐前用于燒結(jié)混合料干燥。圖1所示的分級回收與梯級利用技術(shù)不僅回收了溫度較高的冷卻廢氣余熱，而且回收了溫度居中的冷卻廢氣和燒結(jié)煙氣余熱，使得余熱資源回收率得以提高，同時使得余熱資源利用方式不再單一，從總體提高了余熱回收利用率。但以上技術(shù)中，還存在著一定的不足，主要表現(xiàn)為
(1)余熱鍋爐裝機容量與一、二段冷卻廢氣余熱的“量”與“質(zhì)”不匹配，使得汽輪機難以在高效率下運行，甚至導(dǎo)致不能運轉(zhuǎn)的可能。造成不匹配的主要原因有兩方面一方面， 燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定，造成燒結(jié)廢氣的“量”與“質(zhì)”在較大范圍內(nèi)波動，尤其在燒結(jié)機不定期的小檢修過程、根據(jù)高爐生產(chǎn)情況調(diào)整生產(chǎn)時，燒結(jié)廢氣的“量”與“質(zhì)”較不穩(wěn)定，造成了余熱鍋爐產(chǎn)汽的“量”、“質(zhì)”波動；另一方面，余熱鍋爐-汽機系統(tǒng)普遍存在著“大馬拉小車”現(xiàn)象，造成這種現(xiàn)象的主要原因是冷卻機上熾熱燒結(jié)礦的熱量難以“取出”，使得冷卻廢氣余熱的“量”、“質(zhì)”很難達到設(shè)計要求。(2)余熱回收與利用中，并未考慮燒結(jié)煙氣脫硫問題，使得余熱回收利用與煙氣脫硫相互脫節(jié)。具體表現(xiàn)為兩個方面一方面，將溫度較高的燒結(jié)煙氣用于直接熱回收，很大程度上降低了剩余燒結(jié)煙氣的平均溫度，增加了剩余燒結(jié)煙氣在后續(xù)除塵設(shè)備和煙囪內(nèi)發(fā)生露點腐蝕的可能性；另一方面，燒結(jié)煙氣脫硫并未考慮煙氣余熱回收與利用，即將燒結(jié)余熱白白浪費掉。(3)熱風(fēng)燒結(jié)、點火爐助燃和燒結(jié)原料干燥等直接熱回收與溫度居中的冷卻廢氣和燒結(jié)廢氣余熱的“量”、“質(zhì)”不匹配，使得燒結(jié)中低溫余熱回收利用率偏低。以國內(nèi)某燒結(jié)面積為360m2燒結(jié)機為例，其點火助燃需要熱風(fēng)流量3. 9萬m3/h、溫度為23(T250°C，熱風(fēng)燒結(jié)所需熱風(fēng)流量為37萬m3/h、溫度為22(T230°C ；而用于點火助燃和熱風(fēng)燒結(jié)的三段冷卻廢氣流量為32 34萬m3/h，溫度為26(T280°C，即余熱的供方與需方在“量”、“質(zhì)”匹配上有一定的偏差。(4)在上述余熱回收與利用中，并未對冷卻和燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)的采取有效措施，使得冷卻廢氣顯熱損失一部分，燒結(jié)煙氣顯熱品質(zhì)降低。以國內(nèi)某燒結(jié)面積為360m2燒結(jié)機為例，自冷卻機出來的熱冷卻廢氣因漏風(fēng)使得159Γ20%的熱冷卻廢氣溢出系統(tǒng)外，折合損失噸礦發(fā)電量209Γ25%;燒結(jié)煙氣因燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)使得燒結(jié)機無效功率增加，折合燒結(jié)機的工序能耗增加8% 109L

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的
針對現(xiàn)有分級回收與梯級利用的不足，本發(fā)明提出了一種燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置及方法，其目的是既克服余熱鍋爐與溫度較高冷卻廢氣余熱“量”、“質(zhì)”不匹配問題，又能克服余熱回收利用與煙氣脫硫脫節(jié)的問題，同時，考慮了直接熱回收與溫度居中的冷卻廢氣和燒結(jié)廢氣余熱的“量”、“質(zhì)”匹配問題及其有效控制漏風(fēng)的問題，能將燒結(jié)礦和燒結(jié)煙氣顯熱全部回收利用。2、技術(shù)方案
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置，該裝置主要包括燒結(jié)機、冷卻機、余熱鍋爐和連接上述裝置的管路；燒結(jié)機的燒結(jié)料層上方設(shè)有干燥預(yù)熱器、點火器和燒結(jié)機臺面， 燒結(jié)料層下方設(shè)有風(fēng)箱；冷卻機的一段出口、二段出口通過除塵器及管路連接至余熱鍋爐； 余熱鍋爐上部設(shè)有進水口，下部設(shè)有供過熱蒸汽排出的蒸汽出氣口，蒸汽出氣口連接至汽輪機，汽輪機連接發(fā)電機組，余熱鍋爐底部通過鼓風(fēng)機連接冷卻機；其特征在于燒結(jié)機的燒結(jié)區(qū)域分為熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A和熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B，在熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A與熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B分界處還設(shè)有多孔燒結(jié)裝置，燒結(jié)機尾部的管路通過除塵器和鼓風(fēng)機連接余熱鍋爐頂部；冷卻機內(nèi)部設(shè)有密封裝置，冷卻機分為冷卻機一段、冷卻機二段、冷卻機三段、冷卻機四段和冷卻機五段，每段都設(shè)有集氣罩，冷卻機三、四段的出口連接的管路上均設(shè)有流量計和閥體。所述熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A為緊鄰點火器沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域；所述熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B為緊鄰熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域。燒結(jié)機中部的風(fēng)箱立管連接至脫硫口，燒結(jié)機頭部的風(fēng)箱立管通過鼓風(fēng)機連接至外排口，同時通過閥體連接于熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B頂部，熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A與點火器頂部均設(shè)置有管路經(jīng)除塵器連接于冷卻機三段出口的管路上，熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B與干燥預(yù)熱器頂部均設(shè)置有管路連接于冷卻機四段出口管路上，冷卻機五段出口通過管路分別與冷卻機三段和冷卻機四段的鼓風(fēng)機相連接；燒結(jié)機尾部的風(fēng)箱立管通過閥體控制連通除塵器或脫硫口。所述密封裝置設(shè)置在冷卻機一、二段上，該密封裝置包括密封外罩、中間擋板、靜密封膠皮；密封外罩頂蓋與集氣罩兩側(cè)外部焊接，密封外罩底蓋與冷卻機風(fēng)箱兩側(cè)外部焊接，密封外罩側(cè)壁鋼板焊接于頂蓋與底蓋之間；所述中間擋板與密封外罩側(cè)壁中間位置內(nèi)部焊接；靜密封膠皮與中間擋板連接，末端微垂緊貼于冷卻機臺車中部。所述多孔燒結(jié)裝置上設(shè)有多個孔道，孔道的深度為50 150mm，直徑為8 10mm， 孔道密度為每平方米80 100個。汽輪機頂部還連接有系統(tǒng)外蒸汽源。一種使用上述燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置的回收與利用方法，其特征在于將燒結(jié)機尾部的風(fēng)箱溫度為270°C以上、氧體積含量20%以上、二氧化硫300ppm以下的燒結(jié)煙氣通過鼓風(fēng)機作用經(jīng)除塵器引入余熱鍋爐，這部分燒結(jié)煙氣流量占燒結(jié)煙氣總流量的15% 20%，占余熱鍋爐原有熱源流量的20% 25% ；同時冷卻機一、二段產(chǎn)生的溫度為350°C以上的熱冷卻廢氣經(jīng)除塵器進入余熱鍋爐，使余熱鍋爐內(nèi)產(chǎn)生過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪帶動發(fā)電機組發(fā)電；上述燒結(jié)機尾部的燒結(jié)煙氣與冷卻機一、二段冷卻廢氣共同通入余熱鍋爐中作為余熱鍋爐的補充熱源；將燒結(jié)機頭部的風(fēng)箱溫度在80°C以下、氧體積含量20%以上、二氧化硫IOOppm以下的燒結(jié)煙氣經(jīng)鼓風(fēng)機作用引入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B內(nèi)的燒結(jié)機臺面作為熱風(fēng)燒結(jié)的輔助熱源，這部分燒結(jié)煙氣流量占燒結(jié)煙氣總流量的15% 20%， 占原有熱風(fēng)燒結(jié)用熱風(fēng)流量的40% 45%;同時，冷卻機四段冷卻廢氣經(jīng)閥體調(diào)節(jié)后分別排至干燥預(yù)熱器進行燒結(jié)混合料干燥，排至熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B內(nèi)的燒結(jié)機臺面進行輔助熱風(fēng)燒結(jié)；冷卻機三段冷卻廢氣通過鼓風(fēng)機作用經(jīng)除塵器后通過閥體調(diào)節(jié)分別進入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域 A內(nèi)的燒結(jié)機臺面進行輔助熱風(fēng)燒結(jié)，進入點火器用于點火助燃；冷卻機五段冷卻廢氣經(jīng)鼓風(fēng)機作用并通過閥體調(diào)節(jié)分別返回冷卻機三段和四段入口進行循環(huán)工作；將燒結(jié)機頭部和尾部以外其余風(fēng)箱立管內(nèi)的燒結(jié)煙氣排出至脫硫口進行脫硫，完成燒結(jié)過程余熱資源的回收與利用過程。當(dāng)燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定造成進入汽輪機的過熱蒸汽量不足時，將溫度為380 390°C、 壓力2. 0 2. 05MPa的系統(tǒng)外蒸汽通入汽輪機中以作為汽輪機的補充蒸汽源。上述燒結(jié)機頭部的燒結(jié)煙氣與部分冷卻機三段冷卻廢氣共同組成了熱風(fēng)燒結(jié)熱源，其中，冷卻機三段冷卻廢氣通入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A，燒結(jié)煙氣通入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B。采用多孔燒結(jié)裝置降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率，燒結(jié)料隨燒結(jié)臺車運動穿過多孔燒結(jié)裝置后，原來較為質(zhì)密或粘結(jié)成塊的燒結(jié)料變得疏散，料層阻力變小使得抽風(fēng)壓力變小，空氣主要從料層上部滲入，燒結(jié)機臺車外壁連接處和燒結(jié)機臺車與滑道之間滲入風(fēng)量減少；采用全封閉式密封裝置阻止冷卻機一、二段的漏風(fēng)，包括冷卻機臺車與集氣罩和冷卻機臺車與風(fēng)箱之間的漏風(fēng)。3、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，更有效的分配和利用了燒結(jié)中低溫?zé)煔夂屠鋮s中溫?zé)煔?，克服了余熱鍋爐裝機容量、熱風(fēng)燒結(jié)、點火爐助燃和燒結(jié)原料干燥與廢氣余熱“質(zhì)”與“量”不匹配的問題，有效降低了燒結(jié)機和冷卻機的漏風(fēng)問題，煙氣余熱回收與利用過程中加入了燒結(jié)煙氣脫硫，克服了燒結(jié)煙氣脫硫與煙氣余熱回收利用脫節(jié)的問題，既考慮了余熱煙氣的回收利用，又考慮了利用效率、漏風(fēng)、脫硫等諸多問題，具體優(yōu)點如下
更加有效的利用了燒結(jié)機尾部的燒結(jié)煙氣，將這部分煙氣通入余熱鍋爐中以作為余熱鍋爐的補充熱源，有效的彌補了冷卻機冷卻一、二段廢氣余熱“質(zhì)”與“量”的不足。
更加合理的回收和利用了燒結(jié)低溫廢氣，將溫度較低、含硫較低的燒結(jié)機頭部的燒結(jié)煙氣作為熱風(fēng)燒結(jié)的輔助熱源，同時，將環(huán)冷機三、四段中溫廢氣作為熱風(fēng)燒結(jié)、點火爐助燃和燒結(jié)原料干燥輔助熱源，這種中低溫余熱廢氣回收利用方法有效的克服了直接熱回收與溫度居中的冷卻廢氣和燒結(jié)廢氣余熱的“量”、“質(zhì)”匹配問題?？紤]了余熱回收利用與煙氣脫硫脫節(jié)問題，將已經(jīng)回收利用的廢氣之外的剩余煙氣送至脫硫裝置進行脫硫，降低了脫硫負荷?？紤]了燒結(jié)機和冷卻機漏風(fēng)的問題，在冷卻機一、二段安裝了全封閉式密封裝置， 對燒結(jié)機采用了均質(zhì)燒結(jié)方法，此方法可以有效降低燒結(jié)環(huán)冷系統(tǒng)的漏風(fēng)率，減少了冷卻機熱冷卻廢氣的浪費，降低了燒結(jié)機的無效功率。


圖1為現(xiàn)有分級回收與梯級利用技術(shù)工藝流程示意圖； 圖2為本發(fā)明工藝流程示意圖； 圖3為本發(fā)明工藝流程及設(shè)備示意圖； 圖4為密封裝置左剖視圖； 圖5為多孔燒結(jié)裝置示意圖。附圖標記說明
1、燒結(jié)機，11、干燥預(yù)熱器，12、點火器，13、風(fēng)箱，14、多孔燒結(jié)裝置，141、孔道，15、脫硫口，16、外排口，17、燒結(jié)機臺面，2、冷卻機，21、冷卻機一段，22、冷卻機二段，23、冷卻機三段，M、冷卻機四段，25、冷卻機五段，沈、密封裝置，沈1、密封外罩，沈2、中間擋板，沈3、靜密封膠皮，27、集氣罩，28、流量計，3、余熱鍋爐，31、汽輪機，32、發(fā)電機組，4、除塵器，5、鼓風(fēng)機，6、閥體。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明
本發(fā)明提供一種燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置及方法，如圖2和圖3中所示為本發(fā)明工藝流程及設(shè)備示意圖，該裝置主要包括燒結(jié)機1、冷卻機2、余熱鍋爐3和連接上述裝置的管路；燒結(jié)機1的燒結(jié)料層上方設(shè)有干燥預(yù)熱器11、點火器12和燒結(jié)機臺面17， 燒結(jié)料層下方設(shè)有風(fēng)箱13 ；冷卻機一段21出口、冷卻機二段22出口經(jīng)管路交匯后通過除塵器4連接至余熱鍋爐3頂部；余熱鍋爐3上部設(shè)有進水口，下部設(shè)有供過熱蒸汽排出的蒸汽出氣口，蒸汽出氣口連接至汽輪機31，汽輪機連接發(fā)電機組32，余熱鍋爐3底部通過鼓風(fēng)機5連接冷卻機2 ；其特征在于燒結(jié)機1的燒結(jié)區(qū)域分為熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A和熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域 B，在熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A與熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B分界處還設(shè)有多孔燒結(jié)裝置14，燒結(jié)機尾部的管路通過除塵器4和鼓風(fēng)機5連接余熱鍋爐3頂部；冷卻機2內(nèi)部設(shè)有減小冷卻系統(tǒng)漏風(fēng)的密封裝置沈，冷卻機分為冷卻機一段21、冷卻機二段22、冷卻機三段23、冷卻機四段M和冷卻機五段25，每一段頂部都設(shè)有集氣罩27，冷卻機三、四段的出口連接的管路上均設(shè)有流量計28和閥體6。所述熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A為緊鄰點火器12并沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域；所述熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B為緊鄰燒結(jié)區(qū)域A并沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域。燒結(jié)機中部的風(fēng)箱立管連接至脫硫口 15，燒結(jié)機頭部的風(fēng)箱立管通過鼓風(fēng)機5連接至外排口 16，同時通過閥體6連接于熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B的頂部，熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A與點火器12頂部均設(shè)置有管路經(jīng)除塵器4連接于冷卻機三段23出口的管路上，熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B與干燥預(yù)熱器11頂部均設(shè)置有管路連接于冷卻機四段M出口管路上，冷卻機五段25出口通過管路分別與冷卻機三段23和冷卻機四段M的鼓風(fēng)機相連接；燒結(jié)機尾部的風(fēng)箱立管通向除塵器4和脫硫口 15的方向上均設(shè)有閥體6，可以根據(jù)實際需要通過閥體的開閉來控制其連通除塵器4或脫硫口 15，采用選擇性脫硫時，燒結(jié)機尾部的風(fēng)箱立管通向脫硫口 15方向的閥體關(guān)閉，通向除塵器4的閥體打開，這樣燒結(jié)機尾部的燒結(jié)煙氣引入余熱鍋爐，燒結(jié)機中部的燒結(jié)煙氣送去脫硫，如需將燒結(jié)機尾部的燒結(jié)煙氣也送去脫硫，將通向除塵器4方向的閥體關(guān)閉，將通向脫硫口 15方向的閥體打開即可。如圖4中所示，密封裝置沈設(shè)置在冷卻機一、二段上，除冷卻機一段21進料口和冷卻機二段22出料口處留有縫隙外，其余部位全部封閉；該密封裝置包括密封外罩、中間擋板沈2、靜密封膠皮沈3 ；密封外罩261頂蓋與集氣罩27兩側(cè)外部焊接，密封外罩261 底蓋與冷卻機風(fēng)箱兩側(cè)外部焊接，密封外罩261側(cè)壁鋼板焊接于頂蓋與底蓋之間；所述中間擋板262與密封外罩261側(cè)壁中間位置內(nèi)部焊接；靜密封膠皮263與中間擋板262連接， 且末端微垂緊貼于冷卻機臺車中部。如圖5中所示，多孔燒結(jié)裝置14上設(shè)有多個孔道141，孔道的深度為50 150mm， 直徑為8 10mm，孔道密度為每平方米80 100個；這樣設(shè)置是為了使燒結(jié)料隨燒結(jié)臺車運動穿過多孔燒結(jié)裝置后，原來較為質(zhì)密或粘結(jié)成塊的燒結(jié)料變得疏散，孔道深度、直徑過大、密度過小會導(dǎo)致原來質(zhì)密或粘結(jié)成塊的燒結(jié)料直接穿過多孔燒結(jié)裝置而沒有被疏散; 孔道深度、直徑過小、密度過大又會導(dǎo)致料層阻力過大，燒結(jié)料不易穿過多孔燒結(jié)裝置，經(jīng)多次實驗得出，孔道參數(shù)采用上述范圍既可以使料層阻力變小，又可以使燒結(jié)料穿過多孔燒結(jié)裝置后變得疏散。汽輪機31的頂部還連接有系統(tǒng)外蒸汽源，這樣設(shè)置可以在燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定造成進入汽輪機的過熱蒸汽量不足時，將一定量系統(tǒng)外蒸汽通入汽輪機中以作為汽輪機的補充蒸汽源。利用上述裝置實施的燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用方法如下
將燒結(jié)機尾部的No. 22 M風(fēng)箱溫度為270°C以上、氧體積含量20%以上、二氧化硫 300ppm以下的燒結(jié)煙氣通過鼓風(fēng)機作用經(jīng)除塵器弓I入余熱鍋爐，這部分燒結(jié)煙氣流量占燒結(jié)煙氣總流量的15% 20%，占余熱鍋爐原有熱源流量的20% 25% ；同時冷卻機一、二段產(chǎn)生的溫度為350°C以上的熱冷卻廢氣經(jīng)除塵器進入余熱鍋爐，使余熱鍋爐內(nèi)產(chǎn)生過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪帶動發(fā)電機組發(fā)電；上述燒結(jié)機尾部的燒結(jié)煙氣與冷卻機一、二段冷卻廢氣共同通入余熱鍋爐中作為余熱鍋爐的補充熱源；如果燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定造成進入汽輪機的過熱蒸汽量不足時，將一定量溫度為380 390°C、壓力2. 0 2. 05MPa的系統(tǒng)外蒸汽通入汽輪機中以作為汽輪機的補充蒸汽源，這樣就有效地利用了燒結(jié)機尾部的部分燒結(jié)煙氣，在保證余熱鍋爐3的蒸汽質(zhì)量的同時，也更加有效的利用了燒結(jié)尾部煙氣，降低了由于剩余煙氣溫度過低而導(dǎo)致在后續(xù)除塵設(shè)備和煙囪內(nèi)發(fā)生露點腐蝕的可能性。將燒結(jié)機頭部的No. 1 8風(fēng)箱溫度在80°C以下、氧體積含量20%以上、二氧化硫 IOOppm以下的燒結(jié)煙氣經(jīng)鼓風(fēng)機5作用引入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B內(nèi)的燒結(jié)機臺面17作為熱風(fēng)燒結(jié)的輔助熱源，這部分燒結(jié)煙氣流量占燒結(jié)煙氣總流量的15% 20%，占原有熱風(fēng)燒結(jié)用熱風(fēng)流量的40% 45% ；同時，冷卻機四段M冷卻廢氣經(jīng)閥體6調(diào)節(jié)后分別排出，其中，18萬m3/h冷卻廢氣進入干燥預(yù)熱器11進行燒結(jié)混合料干燥，20萬m3/h冷卻廢氣通過管路進入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B內(nèi)的燒結(jié)機臺面進行輔助熱風(fēng)燒結(jié)；冷卻機三段冷卻廢氣通過鼓風(fēng)機作用經(jīng)除塵器并通過閥體調(diào)節(jié)后，34萬m3/h冷卻廢氣通過管路進入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A內(nèi)的燒結(jié)機臺面進行輔助熱風(fēng)燒結(jié)，4萬m3/h冷卻廢氣進入點火器用于點火助燃；為了減少熱冷卻廢氣的浪費，冷卻機五段冷卻廢氣不再直接排出，而是經(jīng)鼓風(fēng)機作用并通過閥體調(diào)節(jié)分別返回冷卻機三段和四段入口進行循環(huán)工作。將燒結(jié)機頭部和尾部以外其余風(fēng)箱立管No. 9 21風(fēng)箱立管內(nèi)的燒結(jié)煙氣排出至脫硫口進行脫硫，完成燒結(jié)過程余熱資源的回收與利用過程，采取選擇性脫硫，可以排除燒結(jié)機頭尾兩部分含硫低的煙氣，僅將含硫較高的中部煙氣進行脫硫，大大降低了脫硫負荷。燒結(jié)機頭部的燒結(jié)煙氣與部分冷卻機三段冷卻廢氣共同組成了熱風(fēng)燒結(jié)熱源，其中，冷卻機三段冷卻廢氣通入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A即緊鄰點火器沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域，燒結(jié)煙氣通入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B即緊鄰燒結(jié)區(qū)域A沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域。對燒結(jié)機采用了均質(zhì)燒結(jié)方法，采用多孔燒結(jié)裝置降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率，多孔燒結(jié)裝置14上設(shè)有多個孔道141，孔道的深度可以設(shè)置為50 150mm，直徑為8 10mm，孔道密度為每平方米80 100個，當(dāng)燒結(jié)料隨燒結(jié)臺車運動穿過多孔燒結(jié)裝置后，原來較為質(zhì)密或粘結(jié)成塊的燒結(jié)料就會變得疏散，料層阻力變小使得抽風(fēng)壓力變小，此時，空氣主要從料層上部滲入，使燒結(jié)機臺車外壁連接處和燒結(jié)機臺車與滑道之間滲入風(fēng)量減少，從而降低了整個燒結(jié)系統(tǒng)的漏風(fēng)率，降低了燒結(jié)機1的無效功率。冷卻機一、二段的漏風(fēng)，包括冷卻機臺車與集氣罩和冷卻機臺車與冷卻機風(fēng)箱之間的漏風(fēng)，冷卻機臺車與集氣罩之間的漏風(fēng)約占總冷卻風(fēng)量的15% 20%，冷卻機臺車與冷卻機風(fēng)箱之間的漏風(fēng)約占總冷卻風(fēng)量的20% 30%，本發(fā)明采用全封閉式密封裝置阻止冷卻機一、二段的漏風(fēng)，在密封裝置中，除去冷卻機一段進料口處與冷卻機二段出料口處密封外罩與燒結(jié)礦之間留有少量縫隙外，密封外罩將集氣罩、冷卻機臺車、風(fēng)箱密封嚴密；鼓風(fēng)機鼓出冷風(fēng)進入冷卻機風(fēng)箱，由于風(fēng)箱與移動的冷卻機臺車存在一定的縫隙如圖4中I處所示，加壓后用于冷卻的空氣有一小部分流入到外界中，其余的空氣進入冷卻機臺車，經(jīng)過與燒結(jié)礦進行熱交換后，成為熱冷卻廢氣，由于集氣罩與移動的冷卻機臺車存在一定的縫隙如圖4中II處所示，熱空氣有一小部分流入到外界中，其余的熱風(fēng)進入集氣罩；由于密封外罩的存在，阻止氣體從縫隙排出，但由于頭尾兩處縫隙的存在，會有少量氣體漏出；由于 I處漏風(fēng)率遠遠大于II處漏風(fēng)率，罩內(nèi)壓強大于II處縫隙內(nèi)壓強，為防止I處漏出的冷風(fēng)進入II處縫隙而降低熱煙氣溫度，在密封裝置中部安裝中間擋板阻隔冷空氣上竄，由于臺車工作時運行，因此在中間擋板末端安裝靜密封膠皮，使其末端微垂并緊貼冷卻機臺車中部，采用上述方法可以有效降低燒結(jié)環(huán)冷系統(tǒng)的漏風(fēng)率，減少了冷卻機熱冷卻廢氣的浪費。實施例
將溫度為270°C以上、氧體積含量20%以上、二氧化硫300ppm以下的燒結(jié)機尾部 No. 22 M風(fēng)箱立管內(nèi)燒結(jié)煙氣通入余熱鍋爐中以作為余熱鍋爐的補充熱源，這部分煙氣流量約占燒結(jié)煙氣總流量的15% 20%，約占余熱鍋爐原有熱源流量的20% 25%，現(xiàn)擬用鞍鋼某360m2燒結(jié)機為例，相應(yīng)的冷卻機一段冷卻廢氣流量38萬m3/h，溫度420°C， 冷卻機二段冷卻廢氣流量38萬m3/h，溫度370°C，應(yīng)用上述兩段廢氣余熱鍋爐平均蒸發(fā)量為33 t/h，蒸汽溫度為320°C，現(xiàn)引入流量20萬m3/h、溫度290°C的No. 22 M風(fēng)箱立管內(nèi)燒結(jié)煙氣到余熱鍋爐，余熱鍋爐平均蒸發(fā)量為42 t/h，蒸汽溫度為310°C，將蒸汽經(jīng)送至汽輪機發(fā)電，計算得出引入燒結(jié)機尾部燒結(jié)煙氣情況下較普通分級回收與梯級方法噸礦發(fā)電量增加5% 10%;當(dāng)燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定造成進入汽輪機的過熱蒸汽量不足時，將一定量的溫度為380 390°C、壓力2. 0 2. 05MPa的系統(tǒng)外蒸汽通入汽輪機中以作為汽輪機的補充蒸汽源；將溫度在80°C以下、氧體積含量20%以上、二氧化硫IOOppm以下的燒結(jié)機頭部No. 1 8風(fēng)箱立管內(nèi)燒結(jié)煙氣的燒結(jié)煙氣引入燒結(jié)機臺面作為熱風(fēng)燒結(jié)的輔助熱源，這部分煙氣流量約占燒結(jié)煙氣總流量的15% 20%，約占原有熱風(fēng)燒結(jié)用熱風(fēng)流量的40% 45%，將No. 9 21風(fēng)箱立管內(nèi)燒結(jié)煙氣送至脫硫口進行脫硫，以鞍鋼某360m2 燒結(jié)機為例，每個風(fēng)箱流量為70萬m3/h，經(jīng)過計算得出，與全脫硫相比，選擇性脫硫可以減小脫硫負荷45. 8% 54. 1%，同時，此方法可以實現(xiàn)脫硫與余熱回收一體化；采用全封閉式密封裝置阻止冷卻機一、二段的漏風(fēng)，包括冷卻機臺車與集氣罩和冷卻機臺車與風(fēng)箱之間的漏風(fēng)，冷卻機臺車與集氣罩之間的漏風(fēng)約占總冷卻風(fēng)量的15% 20%，即漏風(fēng)量為 4. 5X IO4 6X 104m3/h，冷卻機臺車與風(fēng)箱之間的漏風(fēng)占總冷卻風(fēng)量的20% 30%，即漏風(fēng)量為8 X IO4 1. 2 X 105m3/h，經(jīng)過實驗證明，采用全封閉式密封裝置后，冷卻機臺車與集氣罩之間的漏風(fēng)量為1. 5X IO4 3X 104m3/h，即漏風(fēng)率降低了 10% 15%，冷卻機臺車與風(fēng)箱之間的漏風(fēng)量為2X IO4 4X 104m3/h即漏風(fēng)率降低了 15% 20% ；采用多孔燒結(jié)方法降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率，多孔燒結(jié)裝置的孔道深度為50 150mm，直徑為8 10mm，孔道密度為每平方米80 100個，多孔燒結(jié)裝置固定于熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A段尾處，當(dāng)燒結(jié)料隨燒結(jié)臺車運動穿過多孔燒結(jié)裝置后，原來較為質(zhì)密或粘結(jié)成塊的燒結(jié)料變得疏散，料層阻力變小使得抽風(fēng)壓力變小，空氣主要從料層上部滲入，冷卻機臺車外壁連接處和冷卻機臺車與滑道之間滲入風(fēng)量減少，達到降低漏風(fēng)率的目的，目前，我國大中型燒結(jié)機的燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率為 40% 55%，其平均漏風(fēng)量為4. 3 X 105m3/h，經(jīng)實驗證明，采用多孔燒結(jié)方法可以降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)量4. 3 X IO4 6. 45X 104m3/h，即使漏風(fēng)率降低10% 15%。
本發(fā)明這種燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置及方法，結(jié)構(gòu)簡單、合理、易于操作、回收利用效率高，脫硫符合小、比較有利于在冶金過程余熱資源回收與利用技術(shù)領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置，該裝置主要包括燒結(jié)機(1)、冷卻機 (2)、余熱鍋爐(3)和連接上述裝置的管路；燒結(jié)機(1)的燒結(jié)料層上方設(shè)有干燥預(yù)熱器(11)、點火器(12)和燒結(jié)機臺面(17)，燒結(jié)料層下方設(shè)有風(fēng)箱(13);冷卻機(2)的一段(21) 出口、二段(22 )出口通過除塵器(4 )及管路連接至余熱鍋爐(3 )；余熱鍋爐(3 )上部設(shè)有進水口，下部設(shè)有供過熱蒸汽排出的蒸汽出氣口，蒸汽出氣口連接至汽輪機(31 )，汽輪機連接發(fā)電機組(32 )，余熱鍋爐底部通過鼓風(fēng)機(5 )連接冷卻機(2 )；其特征在于燒結(jié)機(1)的燒結(jié)區(qū)域分為熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A和熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B，在熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A與熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B分界處還設(shè)有多孔燒結(jié)裝置(14)，燒結(jié)機尾部的管路通過除塵器(4)和鼓風(fēng)機(5)連接余熱鍋爐(3)頂部；冷卻機(2)內(nèi)部設(shè)有密封裝置(26)，冷卻機分為冷卻機一段(21)、冷卻機二段 (22)、冷卻機三段(23)、冷卻機四段(24)和冷卻機五段(25)，每段都設(shè)有集氣罩(27)，冷卻機三、四段的出口連接的管路上均設(shè)有流量計(28)和閥體(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置，其特征在于所述熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A為緊鄰點火器(12)沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域；所述熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B為緊鄰熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A沿著燒結(jié)機走行方向1/3帶長的燒結(jié)區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置，其特征在于燒結(jié)機中部的風(fēng)箱(13)立管連接至脫硫口(15)，燒結(jié)機頭部的風(fēng)箱(13)立管通過鼓風(fēng)機(5)連接至外排口( 16)，同時通過閥體(6)連接于熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B頂部，熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A與點火器(12)頂部均設(shè)置有管路經(jīng)除塵器(4)連接于冷卻機三段(23)出口的管路上，熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域 B與干燥預(yù)熱器(11)頂部均設(shè)置有管路連接于冷卻機四段(24)出口管路上，冷卻機五段 (25)出口通過管路分別與冷卻機三段(23)和冷卻機四段(24)的鼓風(fēng)機相連接；燒結(jié)機尾部的風(fēng)箱立管通過閥體控制連通除塵器(4)或脫硫口(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置，其特征在于所述密封裝置(26)設(shè)置在冷卻機一、二段上，該密封裝置包括密封外罩(261)、中間擋板(262)、 靜密封膠皮(263);密封外罩(261)頂蓋與集氣罩(27)兩側(cè)外部焊接，密封外罩(261)底蓋與冷卻機風(fēng)箱兩側(cè)外部焊接，密封外罩(261)側(cè)壁鋼板焊接于頂蓋與底蓋之間；所述中間擋板(262)與密封外罩(261)側(cè)壁中間位置內(nèi)部焊接；靜密封膠皮(263)與中間擋板(262) 連接，末端微垂緊貼于冷卻機臺車中部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置，其特征在于所述多孔燒結(jié)裝置(14)上設(shè)有多個孔道(141)，孔道的深度為50 150mm，直徑為8 10mm，孔道密度為每平方米80 100個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置，其特征在于汽輪機(31)頂部還連接有系統(tǒng)外蒸汽源。
7.一種使用權(quán)利要求1所述的燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置的回收與利用方法，其特征在于將燒結(jié)機尾部的風(fēng)箱溫度為270°C以上、氧體積含量20%以上、二氧化硫 300ppm以下的燒結(jié)煙氣通過鼓風(fēng)機作用經(jīng)除塵器弓I入余熱鍋爐，這部分燒結(jié)煙氣流量占燒結(jié)煙氣總流量的15% 20%，占余熱鍋爐原有熱源流量的20% 25% ；同時冷卻機一、二段產(chǎn)生的溫度為350°C以上的熱冷卻廢氣經(jīng)除塵器進入余熱鍋爐，使余熱鍋爐內(nèi)產(chǎn)生過熱蒸汽， 過熱蒸汽進入汽輪帶動發(fā)電機組發(fā)電；上述燒結(jié)機尾部的燒結(jié)煙氣與冷卻機一、二段冷卻廢氣共同通入余熱鍋爐中作為余熱鍋爐的補充熱源；將燒結(jié)機頭部的風(fēng)箱溫度在80°C以下、氧體積含量20%以上、二氧化硫IOOppm以下的燒結(jié)煙氣經(jīng)鼓風(fēng)機作用引入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B內(nèi)的燒結(jié)機臺面作為熱風(fēng)燒結(jié)的輔助熱源，這部分燒結(jié)煙氣流量占燒結(jié)煙氣總流量的 15% 20%，占原有熱風(fēng)燒結(jié)用熱風(fēng)流量的40% 45% ；同時，冷卻機四段(24)冷卻廢氣經(jīng)閥體調(diào)節(jié)后分別排至干燥預(yù)熱器(11)進行燒結(jié)混合料干燥，排至熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B內(nèi)的燒結(jié)機臺面進行輔助熱風(fēng)燒結(jié)；冷卻機三段(23)冷卻廢氣通過鼓風(fēng)機作用經(jīng)除塵器后通過閥體調(diào)節(jié)分別進入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A內(nèi)的燒結(jié)機臺面進行輔助熱風(fēng)燒結(jié)，進入點火器(12)用于點火助燃；冷卻機五段(25)冷卻廢氣經(jīng)鼓風(fēng)機作用并通過閥體調(diào)節(jié)分別返回冷卻機三段和四段入口進行循環(huán)工作；將燒結(jié)機頭部和尾部以外其余風(fēng)箱立管內(nèi)的燒結(jié)煙氣排出至脫硫口(15)進行脫硫，完成燒結(jié)過程余熱資源的回收與利用過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回收與利用方法，其特征在于當(dāng)燒結(jié)生產(chǎn)不穩(wěn)定造成進入汽輪機的過熱蒸汽量不足時，將溫度為380 390°C、壓力2. 0 2. 05MPa的系統(tǒng)外蒸汽通入汽輪機中以作為汽輪機的補充蒸汽源。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回收與利用方法，其特征在于上述燒結(jié)機頭部的燒結(jié)煙氣與部分冷卻機三段冷卻廢氣共同組成了熱風(fēng)燒結(jié)熱源，其中，冷卻機三段冷卻廢氣通入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域A，燒結(jié)煙氣通入熱風(fēng)燒結(jié)區(qū)域B。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回收與利用方法，其特征在于采用多孔燒結(jié)裝置降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率，燒結(jié)料隨燒結(jié)臺車運動穿過多孔燒結(jié)裝置后，原來較為質(zhì)密或粘結(jié)成塊的燒結(jié)料變得疏散，料層阻力變小使得抽風(fēng)壓力變小，空氣主要從料層上部滲入，燒結(jié)機臺車外壁連接處和燒結(jié)機臺車與滑道之間滲入風(fēng)量減少；采用全封閉式密封裝置阻止冷卻機一、 二段的漏風(fēng)，包括冷卻機臺車與集氣罩和冷卻機臺車與風(fēng)箱之間的漏風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)過程余熱資源高效回收與利用裝置及方法，在滿足燒結(jié)余熱資源高效回收和燒結(jié)礦冷卻工藝的前提下，針對分級回收與梯級利用的不足，將溫度較高、含氧較高、含硫較低的燒結(jié)煙氣引入到余熱鍋爐，作為余熱鍋爐的補充熱源；將溫度較低、含氧較高、含硫較低的燒結(jié)煙氣引入到燒結(jié)機臺面，作為熱風(fēng)燒結(jié)的輔助熱源；采用全封閉式密封方法降低冷卻系統(tǒng)漏風(fēng)率，提高冷卻廢氣回收利用率；采用多孔均質(zhì)燒結(jié)方法降低燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)率，提高燒結(jié)煙氣回收利用率。提高了余熱回收利用率，有效降低了燒結(jié)工序能耗，并減小了燒結(jié)煙氣脫硫負荷，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號F27D17/00GK102168922SQ20111005852
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者周節(jié)旺, 徐春柏, 董輝, 蔡九菊, 趙勇 申請人:東北大學(xué), 鞍鋼股份有限公司