[实用新型]一种用于烧结余热发电系统的立式螺旋叉流冷却换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于烧结矿余热发电系统的立式螺旋叉流冷却换热装置及其方法，特别是冶金行业和钢铁行业等领域促进节能减排的烧结矿立式螺旋叉流冷却换热装置。

背景技术

烧结过程余热资源主要由两部分组成：一部分是来自于烧结机尾部、温度约为600~800℃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%。在两种余热资源中，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、NO_x及粉尘等沿着烧结机长度发生变化。因此，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关键。

目前，我国乃至世界上，广泛应用的环式或带式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)   冷却设备漏风率较高

漏风部位的缝隙大小以及内外压差是影响漏风率的主要因素。其中，漏风缝隙的大小主要受到烧结机和冷却系统中动、静接触部位密封技术的影响，这是漏风的内因所在；内外压差主要取决于料层、风机等综合情况的影响，是漏风产生的外在条件。常规烧结矿冷却装置的漏风率达到30%~60%。

(2)   环境污染严重

从冷却机受料点处排放的工业粉尘浓度达1000~5000mg/m³，超过国家规定的排放标准的7~33倍。由于冷却机结构设计原因，其难以达到良好的密闭效果。同时在冷却段无粉尘污染回收装置，冷却风经料层换热后直接排入大气，造成烧结工序粉尘污染严重，工作环境较差。

常规的烧结冷却系统在余热回收等方面存在明显不足，如何减小系统漏风以及由此造成的污染，提高余热回收利用率，是烧结余热回收领域的当务之急。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有烧结冷却装置漏风率高，污染严重的不足，提供一种用于烧结矿余热发电系统的立式螺旋叉流冷却换热装置，以避免装置漏风，减小工业粉尘污染，同时提高余热利用率。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

用于烧结余热发电系统的立式螺旋叉流冷却换热装置：包括预存段、支撑段、冷却段、螺旋下料道、高温风室、中央气孔、中温风室、低温风室、壁面气孔、下锥段、十字风道、进风管道、环形进风室、低温出风口、中温出风口、高温出风口、冷却段罐体、换热腔、支撑杆、供风体、尖锥；

装置本体从上到下顺次设有预存段、支撑段、冷却段、下锥段，装置本体内设有供风体，供风体为圆柱体，内部中空，圆柱体侧壁面均匀设有中央气孔，供风体顶部设有尖锥，供风体上部设有成十字形的四根支撑杆，四根支撑杆的外端部与支撑段固定连接，供风体与冷却段罐体之间为换热腔，供风体中部外侧设有螺旋下料道，螺旋下料道上部周边与冷却段相连，供风体下部设有倾斜向上的十字风道，十字风道与下锥段相连，冷却段外部设有高温风室、中温风室和低温风室共三个风室，三个风室外侧高到低分别设有高温出风口、中温出风口和低温出风口；下锥段外侧布置有环形进风室，环形进风室上连接进风管道，下锥段底部设有平板闸门，平板闸门下方设有振动给料机。

所述的螺旋下料道下部周边逐渐收缩至中心的供风体，螺旋下料道的倾角大于矿料与螺旋下料道的静摩擦角；十字风道采用方形截面，支撑杆采用圆形或椭圆形截面；高温出风口、中温出风口和低温出风口采用圆形或方形截面。

本实用新型通过采用立式螺旋密闭式下料通道，将原来的烧结冷却机水平移动错叉换热方式更改为立式罐体中的烧结矿螺旋下料叉流换热方式，实现了冷却装置的全密封，消除了装置的漏风，减少了粉尘污染。同时，该装置采用螺旋下料通道，减小了矿料重力作用对立式罐体下部锥体的压应力以及与罐体壁面的摩擦，降低了装置的强度要求，提高了罐体的寿命。螺旋下料道倾斜角大于矿料颗粒与下料通道的静摩擦角，实现了矿料的自动下落，同时罐体下方的振动给料机协助调控矿料的下落速度。