[发明专利]烧结冷却一体的余热资源高效回收与利用的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼及其余热资源高效回收与利用技术领域，特别涉及一种基于节能减排的烧结过程余热资源的高效回收与利用的方法及其装置。

背景技术

烧结过程余热资源（简称烧结余热，下同）主要由两部分组成：一部分是来自于烧结机尾部、温度约为950℃～1050℃烧结矿所携带的显热即烧结矿显热，这部分显热约占烧结过程余热资源总量的70％；另一部分来自于烧结机主排烟管道的烧结烟气显热，这部分约占余热资源总量的30％。烧结余热的高效回收与利用是进一步降低烧结工序能耗的主要措施之一。比较而言，两种余热资源中，烧结矿显热数量较大，品质较高，其可被空气介质所携带。目前，我国乃至世界上烧结矿生产基本上采取烧结与冷却的分离作业方式，冷却机一般分为环形冷却机与带式冷却机如图1所示。

具体工序：烧结料进入烧结机经过点火烧结工序后料内煤粉燃烧完全，炙热的烧结矿出烧结机后落入烧结机下方的环冷机内进行冷却，目前烧结工序余热回收国内外普遍关注冷却机一二段高温显热的回收，目前烧结与冷却分离的生产方式已经很难适应烧结矿显热的高效回收与利用，显热回收与利用上存在着不可克服的弊端，主要表现为：

（1）烧结机与冷却机入料口之间处在15m～20m的高度差，炙热的烧结矿出烧结机后需重力作用进行破碎筛分，然后再进环冷机内进行冷却，而出烧结机机尾的烧结矿温度高达950℃～1050℃，携带大量的显热，在15m～20m的高度内自由落体运动中由于强制对流作用会有少量烧结矿显热散失，而筛分过程为保护筛子因高温而损坏必须通入冷空气，此过程会有大量的显热损失，经过现场测温与实验证明，落体筛分过程中烧结矿温度降低150℃左右，直接导致余热回收烟气温度降低150℃，使烧结工序的余热品质降低。

（2）目前国内外普遍采用的烧结矿冷却设备环形冷却机或带式冷却机一般都露天布置，一般大型环冷机为360m²，加之鼓风机、管路等设施整体体积庞大，占地面积过大；鼓风冷却过程中，烧结矿露天加之环冷机台车与风箱间的缝隙，强劲的鼓风与空中的自然风会激起大量粉尘，会对环境照成严重的污染。

（3）而目前烧结工序的余热回收只针对环冷机一二段的高温废气，而对温度居中的中尾部冷却废气和烧结烟气显热未进行任何回收，造成余热资源放散，而利用高温废气进行余热发电的方式中余热锅炉装机容量与一、二冷却废气余热的“量”与“质”不匹配，使得汽轮机难以在高效率下运行，甚至导致不能运转的可能，原因是烧结生产不稳定，造成烧结废气的“量”与“质”在较大范围内波动，而出余热锅炉的低温烟气往往利用率不高。

发明内容

发明目的：本发明提供一种烧结冷却一体的余热资源高效回收与利用的方法及装置，其目的是解决以往冷却方式中存在的环境污染和冷却回收效率低的问题，并克服炙热烧结矿破碎过程中大量显热浪费的难题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

烧结冷却一体的余热资源高效回收与利用的方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：

（1）、将烧结机长度延长一倍，延长部分与烧结机结构相同，延长部分做为烧结矿冷却段，将冷却段分为两段，其前半部分为冷却一段，后半部份为冷却二段；

（2）、将流量为30万m³/h、温度300℃～350℃、氧体积含量20%以上、二氧化硫300ppm以下的烧结尾部烟气与冷却一段中流量50万m³/h、温度420℃～470℃的烟气通过循环风机引入余热锅炉中产生温度为350℃、压力为2.55MPa的中压蒸汽，将该生产的中压蒸汽并入蒸汽管网或进行发电；

（3）、将“（2）”步骤中出余热锅炉的流量80万m³/h、温度为200℃～250℃的低温烟气通过循环风机引出，其中20万m³/h流量引入烧结机头部预热烧结矿，其余放散；

（4）、将冷却二段中头部流量30万m³/h、温度280℃～300℃的中低温烟气通过循环风机引入烧结机台面进行热风烧结；

（5）、冷却结束后炙热烧结矿出冷却机利用重力作用进行破碎，破碎后进入自然冷却壁进行第二次冷却。

该方法的步骤如下：

从布料器下来的烧结混合料进入烧结机头部，烧结机头部有铺料装置，料铺平后随着台车缓慢进入干燥预热器，干燥预热器上方通过管道依次连接循环风机、除尘器、余热锅炉；