[发明专利]烧结尾部风箱烟气余热回收装置及其方法

说明书

一种烧结尾部风箱烟气余热回收装置，该装置包括烧结机(1)及与烧结机(1)连接的冷却机(2)，所述冷却机(2)包括高温区(201)、中温区(202)及低温区(203)，其特征在于：该装置还包括：设置在高温区(201)上的第一引风罩(3)，设置在第一引风罩(3)上的第一余热锅炉(4)，设置在烧结机(1)尾部上的烟气循环罩(5)，设置在中温区(202)上的第二引风罩(6)，连接于第二引风罩(6)的烟气管路(L1)，所述烟气管路(L1)的另一端通过引风机(7)连通至烟气循环罩(5)内。采用本发明可大幅提升烧结机烟气的余热品质和回收率，减少环冷废气的无组织排放量，提高烧结全流程的能源利用率。

技术领域

本发明涉及余热利用领域，具体涉及一种烧结尾部风箱烟气余热回收装置及其方法。

背景技术

钢铁工业是我国国民经济的基础和支柱产业，我国钢铁冶炼以“烧结(球团)焦化—高炉—转炉”的长流程为主，75％以上的高炉炉料来源于烧结矿，年产量已达近10亿吨，可见烧结生产在炼铁前原料制备方面起着至关重要的作用。同时，烧结工序也是钢铁流程中高能耗、高污染集中环节，其能耗仅次于高炉炼铁工序而居第二位，占钢铁冶金总能耗的10％。

传统常规烧结机在抽风负压作用下，机头至机尾约三分之二处以前的烧结料层存在一定厚度的过湿带，各风箱烟气温度受过湿带控制，基本处于90-100℃；随着烧结的进行，机头至机尾约三分之二处以后的烧结料层过湿带逐渐变薄，各风箱烟气温度开始急剧陡升；在靠近倒数第二个风箱位置处烧结过程趋于结束，烧结混合料内燃料基本耗尽，过湿带彻底消失，烟气温度达到最高点，高至350-450℃；机尾倒数第一个风箱位置处受抽入冷风的影响，烟气温度相比倒数第二个风箱烟气温度又略有下降，但仍高于300℃。通常将机头至机尾风箱烟气温度陡升点位置称之为BRP点，将烧结终点位置(风箱烟气温度达最高)称之为BTP点。烟道内烟气温度处于130-180℃，高于结露温度(100-120℃)，有一定的余热利用空间，但空间不大。

烧结机烧成的平均温度约700℃的热烧结矿经由单辊破碎后进入环式或带式冷却机进行鼓风或抽风冷却，冷却过程产生大量的热废气，废气温度呈梯度分布：1)冷却机高温区产生的250℃以上的热废气约占总冷却废气量的30％-50％；2)剩余的由冷却机中、低温区产生的250℃以下的热废气由于余热品质不高，难以回收利用，基本处于无组织排放，其中150-250℃的中温热废气占总冷却废气量的30％-40％。

传统烧结机料面以环境温度的自然风作为载氧介质，若以150-250℃的热风取代自然风进行烧结，在烧结料层过湿带较薄或不存在过湿带的情况下，由于料层透气性较好，热风与烧结物料热交换效率较低，热利用率低于30％，大部分热风的显热叠加于烧结余热中被烧结废气带走，即采用热风烧结后烟气温度要高于常规烧结烟气温度，将此现象称之为热能叠加。

烧结烟气和烧结饼带走的热量占烧结过程总能源的50％以上，但余热温度低且分布不均，中低温余热回收价值不高，能源浪费严重。烧结冷却机高温热废气发电技术日益成熟，已被广泛应用于各大钢铁企业，为了进一步提高钢铁行业能源的利用率，烧结机机尾烟气余热发电技术被许多业内人士研究探讨。但由于烧结烟道的温度为130～180℃，其下限值接近于露点温度，余热回收的温度区间有限，设置余热锅炉后，如果烧结烟道温度低于其露点温度，则会引起除尘系统的结露，严重影响除尘系统的运行。

如何扩大中低温余热的回收空间，提高烧结全流程能源回收率，对于钢铁企业节能减排、保证市场竞争力至关重要。

发明内容

针对上述现有技术的废气余热资源的浪费和环境污染问题，本发明的目的在于提供一种烧结尾部风箱烟气余热回收装置及其方法，该装置及方法基于热能叠加原理，在保证烧结烟道内烟气不结露的情况下，能够提升烧结机烟气的余热品质和回收率，同时减少冷却废气的无组织排放量。

根据本发明的第一种实施方案，提供一种烧结尾部风箱烟气余热回收装置，该装置包括：