[发明专利]烧结过程中余热资源分级回收与梯级利用的方法及其装置

说明书

技术领域：本发明属于冶金过程余热资源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中、低温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800℃～950℃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；而烧结烟气显热数量较小，品质较低(烧结烟气平均温度为150℃～200℃)，且成分比较复杂，尤其是SO₂、O₂、NOx及粉尘等沿着烧结机长度发生变化。基于此，烧结矿显热的高效回收与利用是整个烧结余热回收与利用的核心与重点。 

目前，我国乃至世界上，冷却机的结构参数和操作参数的设计仅仅基于对烧结矿冷却的单体作用，而几乎没有考虑对烧结矿显热的回收利用；换言之，目前冷却机的结构和操作参数已经很难适应烧结矿显热的高效回收与利用，冷却机在显热回收与利用上存在着不可克服的弊端，主要表现为： 

(1)冷却机漏风的存在使得烧结矿显热大量散失，同时使得用于鼓风冷却的鼓风机电耗增加。冷却机的漏风主要存在于两个部位：一个部位是冷却台车与鼓风机管道之间的缝隙，在这里，常温空气向冷却系统外泄漏，漏风率( )约为20％～35％，这将使得鼓风机的电机所消耗的功率约增加25％～35％；另一部位是冷却台车与集风罩之间的缝隙，在这里，携带烧结矿显热的热空气 向向系统外泄漏，漏风率约为10％～15％，这将使得烧结余热的发电量降低10％～15％。 

(2)冷却机带式结构仅对温度较高部分(一般在300℃以上)烧结矿显热进行回收，浪费掉了温度较低部分的烧结矿显热资源。目前，烧结矿与空气之间是移动错流气固传热，沿着冷却机上烧结矿运行方向上，烧结矿温度逐步降低，热空气温度也逐步降低。当热空气温度低于250℃甚至低于300℃时，其被用于发电的经济性已经难以保证。经初步估算，目前，仅有45％～55￥％的烧结矿显热得以回收，其余约一半的余热资源白白浪费掉了。 

发明内容：

发明目的：针对现有冷却机存在着漏风、烧结矿显热只能部分回收等弊端，本发明提出了一种烧结过程余热资源的竖罐式回收装置与利用方法，其目的是既能克服以往冷却机漏风造成的冷却与回收热资源效率降低的问题，又能克服以往的冷却机只能回收部分热源的问题，其能对烧结矿显热全部回收利用。 

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的： 

一种烧结过程余热资源的竖罐式回收利用方法，其特征在于：将炽热的烧结矿装入到一个竖式封闭的罐体中，烧结矿的温度为800℃～950℃；然后从该罐体底部通入常温空气，空气流量与烧结矿处理量的比值即气固比为2000∶2500Nm³/t，使炽热的烧结矿在该罐体内与空气充分接触进行冷却，冷却后的烧结矿由罐体底部排出，而与烧结矿充分接触后的携带烧结矿全部显热的空气则从罐体上部排出，并经过除尘后通入余热锅炉生产蒸汽，生产的蒸汽并入蒸汽管网或进行发电；而为余热锅炉加热后出来的携带烧结矿显热的空气温度降低到150℃～200℃，对该空气经过二次除尘后，除尘后的空气则流经循环风机进行加压，然后进入设置在余热锅炉给水管路上的给水预热器内为余热锅炉的进水进行预热，而该空气从给水预热器内出来后通过管路与外部补充的空气一同重新从底部进入竖式封闭的罐体中进行循环工作。 

余热锅炉给水管路内的水经过除盐后再经过给水预热器预热，然后进行除氧处理，最后由锅炉给水泵经过锅炉省煤器送入余热锅炉中用来产生过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机，汽轮机带动发电机发电；而从汽轮机出来的温度和压力均较低的蒸汽再次进入锅炉的给水管路内循环利用。