本發(fā)明涉及冶金設備領域，尤其涉及一種用于直接還原鐵的隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置。

背景技術：

在我國，煤基隧道窯罐式法生產(chǎn)還原鐵已經(jīng)發(fā)展了多年，其工藝技術比較穩(wěn)定、成熟，項目分布相對比較普遍；同時，其產(chǎn)能相應得到了提高，目前，隧道窯還原窯爐年還原原礦的能力在10～20萬噸左右。

在隧道窯還原物料的過程中，為防止產(chǎn)品氧化，需要對還原段后端的窯尾溫度進行控制。然而，現(xiàn)有的隧道窯普遍存在冷卻降溫效果差的缺陷，還原過程中窯尾溫度高達1200℃左右，需要對窯尾進行降溫處理后再進行除塵、脫硫工藝，導致生產(chǎn)效率低下，同時增加隧道窯無效利用的能源消耗，造成生產(chǎn)成本增加。

技術實現(xiàn)要素：

為有效降低能耗，實現(xiàn)隧道窯窯尾冷卻降溫，節(jié)約生產(chǎn)成本，本發(fā)明提出一種用于直接還原鐵的隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置。

為此，本發(fā)明的技術方案為：隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置，其特征在于：包括冷卻機構、余熱回用機構；

所述冷卻機構沿窯尾前后方向設置，冷卻機構包括第一、第二至少兩個換熱器，第一、第二兩個換熱器串接，第一換熱器的進口通過管道與窯尾前部側(cè)壁上設有的排氣口連通，第二換熱器的出口設有第一熱風機，第一熱風機的出風口設有熱氣管三通，熱氣管三通的一個出口設有第一噴霧冷卻裝置，熱氣管三通的另一個出口設有第三換熱器，第三換熱器的出口設有第二熱風機，第二熱風機的出風口設有第二噴霧冷卻裝置，所述第一噴霧冷卻裝置、第二噴霧冷卻裝置依次設于窯尾中部上方；使用時，在第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器中循環(huán)通有冷卻水；

所述余熱回用機構與冷卻機構逆向設置，余熱回用機構包括第三熱風機、助燃風機；第三熱風機進風口與窯尾中間頂部設有的吸氣口連通，第三熱風機的出風口通過管道伸入窯尾內(nèi)部，使用時通過第三熱風機使窯尾中部的多余熱氣逆向壓入窯尾前部重復利用；助燃風機設于窯尾外部，助燃風機出風口通過管道與第二換熱器連通后延伸至還原燒嘴處，使用時通過助燃風機使第二換熱器中的多余熱氣壓入還原燒嘴進行燃燒再利用。

對于上述技術方案的一種改進在于：為提高物料還原效果，所述冷卻機構還包括設于窯尾后部的排煙風機，排煙風機通過管道與窯尾頂部連通，使用時通過排煙風機使窯內(nèi)的氧化氣體排出窯外，防止還原后的物料被再次氧化。

工作原理：

在物料還原過程中，窯尾前部約900℃的高溫煙氣通過窯尾側(cè)壁上設有的排氣口進入第一換熱器經(jīng)冷卻后降溫至約650℃，約650℃的煙氣再進入第二換熱器經(jīng)冷卻后降溫至約400℃；約400℃的煙氣經(jīng)過第一熱風機后一部分被引入第一噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻；另一部分被引入第三換熱器經(jīng)再次冷卻后降溫至約100℃，然后經(jīng)過第二熱風機后背引入第二噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行進一步冷卻。同時，窯尾中后部內(nèi)的多余氣體通過窯尾中間頂部設有的吸氣口進入第三熱風機，經(jīng)過第三熱風機回收后逆向強行壓入窯尾前部，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻，如此與物料行進方向逆向往返循環(huán)交替運轉(zhuǎn)。此外，通過設置助燃風機與第二換熱器連通，將換熱器內(nèi)的余熱氣回收后強行送入還原燒嘴處進行燃燒再利用。

有益效果：

本發(fā)明通過將多個換熱器、熱風機、噴霧冷卻裝置串接構成隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置的冷卻機構，使用時將冷卻機構的前端與窯尾前部側(cè)壁設有的排氣口連通，利用熱氣向上流動的特點使窯尾前部的高溫熱氣進入換熱器降溫后經(jīng)熱風機引入窯尾中后部由噴霧冷卻裝置對物料進行冷卻，實現(xiàn)了熱量的回收再利用，同時使該段窯尾內(nèi)的溫度得到了有效降低；通過另外設置熱風機及助燃風機構成余熱回用機構，使用時利用熱風機將窯尾中部的多余熱氣回收，然后逆向壓入窯尾前部，對該段窯尾內(nèi)的物料進行冷，同時通過助燃風機將換熱器內(nèi)的多余高溫煙氣回收逆向壓入還原燒嘴處進行燃燒再利用，實現(xiàn)了熱量的重復循環(huán)利用，降低了能量損耗。裝置中設置的熱風機可對煙氣溫度及風量的調(diào)節(jié)，熱損少、節(jié)能環(huán)保，方便對窯尾內(nèi)的溫度進行控制，提高物料還原效果。該裝置提高了能量利用率，能耗低，節(jié)約生產(chǎn)成本；降溫明顯，冷卻效果好，提高了產(chǎn)品還原質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖中標號為：1、窯尾；2、第一換熱器；3、第二換熱器；4、排氣口；5、第一熱風機；6、熱氣管三通；7、第一噴霧冷卻裝置；8、第三換熱器；9、第二熱風機；10、第二噴霧冷卻裝置；11、第三熱風機；12、助燃風機；13、吸氣口；14、余熱管道；15、排煙風機。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，一種隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置，包括冷卻機構、余熱回用機構；所述冷卻機構沿窯尾1的前后方向設置，冷卻機構包括第一換熱器2、第二換熱器3，將第一換熱器2與第二換熱器3串接，將第一換熱器2的進口通過管道與窯尾1前部側(cè)壁上設有的排氣口4連通，在第二換熱器3的出口通過管道設有第一熱風機5，在第一熱風機5的出風口通過管道設有熱氣管三通6，在熱氣管三通6的一個出口設有第一噴霧冷卻裝置7，在熱氣管三通6的另一個出口設有第三換熱器8，在第三換熱器8的出口通過管道設有第二熱風機9，在第二熱風機9的出風口設有第二噴霧冷卻裝置10，使用時將所述第一噴霧冷卻裝置7、第二噴霧冷卻裝置10依次設于窯尾1的中部上方；使用時，在所述第一換熱器2、第二換熱器3、第三換熱器8中循環(huán)通有冷卻水，以提高冷卻效果；所述余熱回用機構與冷卻機構逆向設置，余熱回用機構包括第三熱風機11、助燃風機12；第三熱風機11的進風口與窯尾1中間頂部設有的吸氣口13連通，第三熱風機11的出風口通過管道伸入窯尾內(nèi)部，使用時通過第三熱風機11使窯尾1中部的多余熱氣逆向壓入窯尾前部進行重復利用；助燃風機12設于窯尾1的外部，將助燃風機12的出風口通過余熱管道14與第二換熱器3連通后延伸至還原燒嘴處，使用時通過助燃風機12使第二換熱器3中的多余熱氣逆向壓入還原燒嘴進行燃燒再利用。

如圖1所示，為了提高物料還原效果，所述冷卻機構還包括設于窯尾1后部的排煙風機15，將排煙風機15通過管道與窯尾1的頂部連通，使用時通過排煙風機15使窯尾內(nèi)部的氧化氣體排出到窯外，防止還原后的物料被再次氧化。

本發(fā)明所述的第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器均為管殼式換熱器，使用時高溫煙氣進入換熱器殼體中與換熱器管束內(nèi)的冷卻水進行熱量交換，使高溫煙氣冷卻降溫后流出。

本發(fā)明所述的第一熱風機、第二熱風機、第三熱風機可實現(xiàn)高溫煙氣持續(xù)流入，能對溫度及風量進行控制，方便操作。

本發(fā)明所述的第一噴霧冷卻裝置、第二噴霧冷卻裝置是通過將少量水混入壓力氣流中，形成霧狀的氣液兩相流體，通過噴霧產(chǎn)生射流，噴射到物料冷卻區(qū)，使還原后的物料得到充分冷卻和潤滑。

該冷卻循環(huán)裝置在物料還原過程中使用時，窯尾前部900℃的高溫煙氣通過窯尾側(cè)壁上設有的排氣口進入第一換熱器經(jīng)冷卻后降溫至650℃， 650℃的煙氣再進入第二換熱器經(jīng)冷卻后降溫至400℃； 400℃的煙氣經(jīng)過第一熱風機后一部分被引入第一噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻；另一部分被引入第三換熱器經(jīng)再次冷卻后降溫至100℃，然后經(jīng)過第二熱風機后背引入第二噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行進一步冷卻。同時，窯尾中后部內(nèi)的多余氣體通過窯尾中間頂部設有的吸氣口進入第三熱風機，經(jīng)過第三熱風機回收后逆向強行壓入窯尾前部，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻，如此與物料行進方向逆向往返循環(huán)交替運轉(zhuǎn)。此外，通過設置助燃風機與第二換熱器連通，將換熱器內(nèi)的余熱氣回收后強行送入還原燒嘴處進行燃燒再利用。

本發(fā)明通過將多個換熱器、熱風機、噴霧冷卻裝置串接構成隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置的冷卻機構，使用時將冷卻機構的前端與窯尾前部側(cè)壁設有的排氣口連通，利用熱氣向上流動的特點使窯尾前部的高溫熱氣進入換熱器降溫后經(jīng)熱風機引入窯尾中后部由噴霧冷卻裝置對物料進行冷卻，實現(xiàn)了熱量的回收再利用，同時使該段窯尾內(nèi)的溫度得到了有效降低；通過另外設置熱風機及助燃風機構成余熱回用機構，使用時利用熱風機將窯尾中部的多余熱氣回收，然后逆向壓入窯尾前部，對該段窯尾內(nèi)的物料進行冷，同時通過助燃風機將換熱器內(nèi)的多余高溫煙氣回收逆向壓入還原燒嘴處進行燃燒再利用，實現(xiàn)了熱量的重復循環(huán)利用，降低了能量損耗。裝置中設置的熱風機可對煙氣溫度及風量的調(diào)節(jié)，熱損少、節(jié)能環(huán)保，方便對窯尾內(nèi)的溫度進行控制，提高物料還原效果。該裝置提高了能量利用率，能耗低，節(jié)約成本；降溫明顯，冷卻效果好，提高了產(chǎn)品還原質(zhì)量。