[实用新型]新型高效烧结矿显热回收装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及固体高温物料物理热(显热)回收利用技术领域，尤其是涉及一种新型高效烧结矿显热回收装置。

背景技术

在钢铁企业中，烧结工序的能耗仅次于炼铁，烧结余热约占烧结工序能耗的10-20％，位居第二，一般为钢铁企业总能耗的10％左右。尽管近几年我国烧结能耗有所下降，重点企业烧结工序平均能耗为66.42kgce/t，但仍高于世界先进国家水平的30％左右(20kgce/t)，因此，烧结余热资源的高效利用对钢铁企业节能降耗无疑是至关重要的。烧结工序中烧结机尾风箱烟气和烧结矿显热的高效回收与发电是亟待攻克的难题。

从国内外对烧结余热的回收利用的研究中，烧结工序热平衡测试，水分蒸发耗热占18.2％，石灰石分解热占15.2％，烧结矿显热占28.2％，废气显热占31.8％。通常烧结工序的余热回收上，仅烧结矿显热(10－20％)和烧结冷却废气带走的显热(25－45％)约占烧结全部热支出的60％左右。由于烧结冷却废气的温度不高(一般低于400℃)，属于低品位余热，以往我国钢铁企业对这部分热能的利用重视不够，基本无回收。但事实上烧结冷却废气不仅量大(吨矿冷却风量为2000-2200m³，大于20万m³/h)，而且可供回收的热量也大，其显热和可能被回收的部分都是钢铁企业排放的废热中最大的部分，若能有效回收其中超过15％的余能，不仅会降低烧结工序能耗，且减少了烟气对环境的污染，其收益相当可观。因此，如何对此中低温余热实施温度对口回收和有效梯级利用，成为我国烧结工序节能的重要途径及发展趋势。

我国现有的烧结矿冷却一般采用环型带式冷却工艺，采用大风量冷却热烧结矿料，平均每吨烧结矿的冷却风量(标态)一般为2000-2200m³/t。不同的冷却方式，冷却时间也有长短，鼓风冷却每吨烧结矿的冷却风量为2340m³，鼓风冷却的时间一般为60min左右，而抽风冷却的时间一般为30min左右，但冷却风量(标态)一般为3500-4800m³/t，生产1t烧结矿产生的余热资源量为1439.36M J。其中，烧结矿显热与烧结烟气的余热资源量分别占70.87％和29.13％，现在烧结烟气余热资源还未进行回收利用。此外，烧结矿余热资源中，目前中国仅回收温度较高的1、2段冷却废气，其余的尚未进行回收。回收了1、2段冷却废气所占冷却余热总量中的40.29％，放散掉3-5段冷却废气所占的30.58％。如果忽略烧结机-冷却机-锅炉之间的热损失，则目前仅回收了余热资源总量的40.29％(高温段冷却废气显热)，而其余的59.71％则放散(烧结烟气占29.3％，其余为低温段冷却废气显热)。

按照现有烧结矿冷却工艺技术，影响烧结矿显热回收的根本原因是：

1、矿料与冷却风之间换热不充分，冷却风与烧结矿料之间的换热是依靠风机风力的对料层穿透能力有关，料层厚冷却一般采用鼓风方式，冷却风要有足够风压、风量，才能达到良好的冷却效果，造成风机电耗高；引风冷却方式则采用料层薄形式，冷却风直接穿过料层，热交换时间短，达不到良好的换热效果，严重影响到取热的质与量。

2、带冷机或环冷机的结构密封性较差，漏风严重，使得取热质量不高。

3、环境污染严重，从环冷机出来的热空气进入余热锅炉换热之后，大部分烟气通过烟囱排放到大气中。

4、吨矿料冷却风量大，风机电耗高。

5、环冷机取热区段小，大量余热资源白白浪费。

目前，日本、美国、德国等一些发达国家，其烧结余热资源的回收利用技术十分先进，热利用率高达60-90％。而我国绝大多数钢铁企业烧结余热利用得不太充分，烧结余热利用率仅10-40％，主要原因是余热资源利用方式单一，热回收和热利用率较低，烧结机尾部的主排烟气几乎未得到利用。

烧结余热锅炉作为烧结系统余热回收的重要组成部分，起着回收烧结矿余热余能转换提质等作用。由于烧结矿余热回收能质较低，为了最可能的热能有效回收利用，目前国内现有烧结余热锅炉多为双压技术，产生中压过热蒸气用于汽机发电，生产部分低压蒸汽用于锅炉给水除氧之用，或并入管网用于生产、预热烧结混合料和采暖等，但是双压余热锅炉采用双汽水系统，锅炉用钢量也大，并且使得其控制系统较为复杂，高品质蒸汽的蒸发量小，热效率低，不能适应日益发展的烧结装置大型化的要求。

实用新型内容