燒結過程中餘熱資源的分級回收與梯級利用方法

2023-10-30 20:37:02 1

專利名稱：燒結過程中餘熱資源的分級回收與梯級利用方法
技術領域：
本發明屬於冶金過程餘熱資源回收與利用技術領域，特別涉及 一種基於節能減排的燒結過程中、低溫餘熱資源的高效回收與利用方法。
背景技術：
燒結過程餘熱資源(簡稱燒結餘熱，下同)主要由兩部分組成-來自於冷卻機的燒結礦顯熱即冷卻廢氣和來自於燒結機的燒結廢氣顯熱即燒 結廢氣。燒結餘熱的高效回收與利用是進一步降低燒結工序能耗的主要措施之 一。現有燒結餘熱利用存在的主要問題是不能充分認識燒結餘熱熱載體流量 大且品位變化大的特點，回收與利用嚴重脫節，控制與調節水平低，造成餘熱 資源放散嚴重、回收利用模式單一等問題，使得燒結餘熱回收利用率低下。具 體表現為忽視溫度較低的餘熱回收利用，僅對溫度較高的部分冷卻廢氣進行回收， 對溫度較低的燒結廢氣和冷卻廢氣不加以回收，造成燒結餘熱資源放散嚴重， 浪費較大；忽視用於改善燒結工藝條件的直接熱回收(如熱風燒結、點火爐助燃和燒 結原料乾燥預熱)，將回收得到的餘熱僅通入餘熱鍋爐生產蒸汽(再用於發電)， 造成燒結餘熱資源利用模式單一；餘熱鍋爐生產蒸汽的技術水平低下，使得蒸汽的"量""質"波動較大， 難以併入蒸汽管網，使得蒸汽找不到合適的用戶，造成非供暖季節時蒸汽白白 放散的局面。

發明內容
發明目的針對現有燒結餘熱回收與利用嚴重脫節等弊端，本發明提出了一種基於燒結餘熱特點、遵循"溫度對口、按質用能"原則、集節能環保、改 善燒結工藝條件為一體的燒結餘熱高效回收與利用技術——分級回收與梯級 利用。技術方案本發明是通過以下技術方案實現的一種燒結過程中餘熱資源分級回收與梯級利用方法，其特徵在於對燒結 過程中產生的溫度較高的冷卻廢氣通入餘熱鍋爐生產高品質蒸汽並發電；同 時，對溫度居中的冷卻廢氣、燒結廢氣也進行回收，將燒結廢氣返回到燒結機 臺面進行熱風燒結和通入乾燥預熱裝置進行燒結原料的乾燥預熱，將溫度較居 中的冷卻廢氣返回到燒結機臺面進行熱風燒結和通入點火爐作為助燃空氣或 用於預熱助燃空氣；對溫度較低的冷卻廢氣通入乾燥預熱裝置進行燒結原料的 乾燥預熱。溫度較高的冷卻廢氣指350 50(TC的範圍，溫度居中的冷卻廢氣、燒結 廢氣指260 35(TC的範圍，溫度較低的冷卻廢氣指180 26(TC的範圍。對不同溫度的餘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。各級餘熱回收與利用要優先用於熱風燒結、點火爐助燃空氣和乾燥預熱燒 結原料，然後再用於通入餘熱鍋爐生產蒸汽而後發電。優點及效果本發明與現有燒結餘熱回收與利用技術相比，最大的特點在 於將燒結餘熱的回收與利用有機結合，並實現對溫度較低餘熱的高效回收與利 用，具體體現改變了燒結餘熱"回收"方式，由對溫度較高餘熱的單一回收改為對高中低溫餘熱的分級回收，擴大了燒結餘熱回收利用的範圍；改變了燒結餘熱"利用"方式，由生產蒸汽(而後發電)的單一利用改為 按"溫度對口"原則指導下的梯級利用，減小了餘熱利用過程中的能量損失；
改變了燒結餘熱各種回收利用方式的優先次序，由以生產蒸汽為主改為
優先考慮直接熱回收然後再用於生產蒸汽的利用方式。


圖1為本發明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發明的主要內容是首先分別對冷卻廢氣和燒結廢氣兩種餘熱資源進行 分級回收，然後在優先用於改善燒結工藝條件的前提下，梯級利用已回收的各 種品位的餘熱對溫度較高的餘熱首選動力回收，即通入餘熱鍋爐生產高品質 蒸汽並發電；對溫度較低的餘熱進行直接熱回收，即用於熱風燒結、預熱乾燥 燒結原料和作為點火爐助燃空氣等。
第一是燒結餘熱回收利用原則將燒結餘熱優先用於改善燒結工藝條件的 直接熱回收，然後再用於動力回收。熱直接回收主要形式是熱風燒結，即將 燒結餘熱引導燒結機臺面進行熱風燒結，減少燒結漏風，削弱冷風對燒結的影 響，從而改善了燒結工藝條件；點火爐助燃空氣，即將冷卻廢氣用於點火爐助 燃空氣或預熱點火爐助燃空氣，降低點火用燃料消耗；乾燥預熱燒結原料，即 將冷卻廢氣或燒結廢氣通入點火爐前燒結原料層以對燒結原料進行乾燥和預 熱。動力回收的主要方式是將餘熱通入餘熱鍋爐生產蒸汽，然後再用來發電。
第二是分級回收的實現。根據後續的燒結餘熱利用^"式，將不同溫度的餘 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、燒結廢氣等分別加以回收，實現按品質即溫度水平進行分級回收，以滿足 後續的梯級利用。 一般分級的原則為溫度在350 50(TC的廢氣用於動力回收，溫度在26(TC 350'C的冷卻廢氣、燒結廢氣也進行回收，將燒結廢氣返回到 燒結機臺面進行熱風燒結和通入乾燥預熱裝置進行燒結原料的乾燥預熱，將溫 度較居中的冷卻廢氣返回到燒結機臺面進行熱風燒結和通入點火爐作為助燃 空氣或用於預熱助燃空氣；溫度在180。C 220。C的冷卻廢氣用於通入點火爐 作為助燃空氣或預熱助燃空氣。
第三是梯級利用的實現。遵循"溫度對口、按質用能"原則，對不同品質 即溫度水平的餘熱進行梯級利用，其中，對於溫度較高的餘熱首選動力回收利 用，即將餘熱通入鍋爐生產蒸汽而後送入汽輪機一發電機組發電；對於溫度居 中的餘熱或動力回收或直接熱回收；對於溫度較低首先直接熱回收。
本發明的工藝流程如圖l所示，圖中示意的是燒結餘熱的三級回收與利用 系統。圖中l煙囪，2乾燥預熱裝置，3點火爐，4熱風燒結罩，5燒結料層，6 抽風箱，7燒結機，8除塵裝置，9冷卻料層，IO冷卻機，ll冷卻風收集罩，12-鼓風機，13餘熱鍋爐，14汽輪機，15發電機組，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燒結廢氣，21循環水。
在燒結機中產生的燒結廢氣經除塵後通入點火爐和乾燥預熱裝置，作為 助燃空氣或用於預熱助燃空氣，或返回燒結機臺面，進行熱風燒結，改善料層 透氣性。
對冷氣機中產生的冷卻廢氣採用如下的方法進行分級回收及利用
(1) 一級餘熱回收區； 該系統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除塵後通入餘熱鍋爐，產生的蒸汽用於發電；鍋爐採用煙氣再 循環方式，使得鍋爐入口的熱廢氣溫度提高5(TC。
(2) 二級餘熱回收區；該系統主要回收溫度居中的冷卻廢氣(圖l中的三段冷卻廢氣)和燒結廢 氣。這部分餘熱被用於經除塵後通入點火爐，作為助燃空氣或用於預熱助燃 空氣；這部分也可以返回燒結機臺面，進行熱風燒結，改善料層透氣性；也可 以通入乾燥預熱裝置進行燒結原料的乾燥預熱。實質上，這部分冷卻廢氣取的 是冷卻機中部和靠前位置的廢氣，燒結廢氣取的是燒結機靠後位置的主排煙。 (3)三級餘熱回收區；
該系統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)，其主要用於乾燥和預熱燒結原料，既降低了點火用燃氣單耗，又降低了 點火溫度，為燒結工藝低能耗高質量創造條件。
燒結餘熱的二級回收與利用系統，僅缺少最後部分的三級餘熱回收區；燒 結餘熱的四級回收與利用系統，可將產生的冷卻廢氣更細緻的區分，增加動力 回收、或用於乾燥預熱燒結原料、或用於熱風燒結的用途。
本發明與現有的燒結餘熱回收與利用技術相比，其具有較高的餘熱回收利 用率，並有效降低燒結工序能耗，其具有以下優點
1、 按照"溫度對口、按質用能"的原則將燒結餘熱回收與利用過程中的 "回收"與"利用"緊密地結合起來，使得餘熱的回收端與使用端"量"、"質"
匹配，餘熱回收利用率較高；
2、 不但能對冷卻廢氣中溫度較高部分的餘熱加以回收利用，而且對冷卻 廢氣溫度較低部分的餘熱以及燒結廢氣餘熱均加以回收利用，使得餘熱資源的 回收範圍得以擴大；
3、 依據餘熱的回收利用方式，對冷卻廢氣和燒結廢氣按照其品質即溫度 水平進行分級回收，然後對回收得到的不同品質的餘熱進行梯級利用，使得餘 熱回收利用過程中，能量損失較小；
4、在各種餘熱利用中，將餘熱優先用於改善燒結工藝條件的直接熱回收， 然後再用於動力回收，使得熱回收與動力回收有機結合，改"間接"降低燒結 工序能耗為"直接"降低。
權利要求
1、一種燒結過程中餘熱資源分級回收與梯級利用方法，其特徵在於對燒結過程中產生的溫度較高的冷卻廢氣通入餘熱鍋爐生產高品質蒸汽並發電；同時，對溫度居中的冷卻廢氣、燒結廢氣也進行回收，將燒結廢氣返回到燒結機臺面進行熱風燒結和通入乾燥預熱裝置進行燒結原料的乾燥預熱，將溫度較居中的冷卻廢氣返回到燒結機臺面進行熱風燒結和通入點火爐作為助燃空氣或用於預熱助燃空氣；對溫度較低的冷卻廢氣通入乾燥預熱裝置進行燒結原料的乾燥預熱。
2、 根據權利要求1所述的燒結過程中餘熱資源分級回收與梯級利用方法， 其特徵在於溫度較高的冷卻廢氣指350 50(TC的範圍，溫度居中的冷卻廢 氣、燒結廢氣指260 35(TC的範圍，溫度較低的冷卻廢氣指180 26(TC的範圍。
3、 根據權利要求1所示的燒結過程中餘熱資源分級回收與梯級利用方法， 其特徵在於對不同溫度的餘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、 根據權利要求1所示的燒結過程中餘熱資源分級回收與梯級利用方法， 其特徵在於各級餘熱回收與利用要優先用於熱風燒結、點火爐助燃空氣和幹 燥預熱燒結原料，然後再用於通入餘熱鍋爐生產蒸汽而後發電。
全文摘要
本發明屬於冶金過程餘熱資源回收與利用技術領域，特別涉及一種基於節能減排的燒結過程中、低溫餘熱資源的高效回收與利用方法。其特徵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、燒結廢氣也進行回收，在優先用於改善燒結工藝條件的前提下，梯級利用已回收的各種品位的餘熱，本發明充分考慮了餘熱回收與利用的有機結合，克服了餘熱資源放散嚴重、回收利用模式單一等問題，實現了冷卻廢氣和燒結廢氣兩種餘熱資源的高效回收與利用，具有改善燒結工藝條件、高效回收與利用燒結餘熱資源和減少大氣汙染物排放等優點。
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 優先權日2008年6月20日
發明者輝 董, 蔡九菊 申請人:東北大學