CN102183154A - 对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法，料罐设置在立式逆流冷却器的顶部，立式逆流冷却器的上部管道连接到一级预除尘器，一级预除尘器管道连接锅炉的上部，锅炉的底部连接二级布袋除尘器，二级布袋除尘器通过循环风机连接立式逆流冷却器的下部。余热回收方法包括以下步骤：低温氮气与红热球团矿进行接触式热交换到800℃；高温氮气除尘；高温氮气冷却，至200℃，并产生蒸汽；冷却后的氮气再除尘；低温氮气循环利用。采用本发明，能够实现氮气的闭路循环，从而实现能源介质的循环使用，同时通过控制管路氮气的流速大小，实现粉末与球团矿的分离，而且通过接触式逆流热交换实现了快速冷却，提高了余热利用的效率。

Description

对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法
技术领域
本发明涉及余热回收技术领域，特别涉及一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法。
背景技术
转底炉作为一种新型的球团化加工制造设备，已经在世界范围内得到快速推广。转底炉技术的推广有效地提高了制备球团矿的技术手段，从而缓解了优质球团矿资源数量不足的瓶颈难题。虽然转底炉已经对高温烟气系统的余热回收技术进行了探索和应用，且效果显著，但是对于红热球团矿冷却过程的余热能源未能进行高效化回收利用。
转底炉所排出的球团矿温度一般控制在1100℃，为了方便运输和满足用户的要求，必须将红热球团矿的温度降低到300℃以下，实现快速冷却和回收利用余热能源不仅符合连续化生产工艺要求和实现最大化节能效果，而且可以带来可观的经济效益和环保效应。
目前转底炉的红热球团矿冷却仅采用了形式简单、无余能回收的卧式回转筒冷却结构。参看图1，冷却筒体11在驱动齿圈12的带动下转动，为了防止红热球团矿被二次氧化，该结构在冷却筒11的两端采用氮气密封，冷却筒体11则采取外部喷淋16的水冷罩进行间接冷却，冷却筒外壁所产生的蒸汽直接蒸发排放，其余冷却水回收到接水槽14中进行系统处理后循环使用。受料斗15设置在冷却筒体11的出口。标号13为进料溜槽。
卧式回转筒冷却结构因非接触式冷却使冷却时间偏长，系统设备的运行成本较高，同时全过程未实现对冷却过程所产生的余热进行回收，此外筒壁所产生的蒸汽直接排放会造成水资源的浪费和影响环境。有关卧式回转筒冷却结构示意简图见图1所示。
有鉴于此，寻求一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法成为该领域技术人员的追求目标。
发明内容
本发明的任务是提供一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法，它解决了上述现有技术所存在的问题，能够实现氮气的闭路循环，从而实现能源介质的循环使用，同时通过控制管路氮气的流速大小，实现粉末与球团矿的分离，而且通过接触式逆流热交换实现了快速冷却，提高了余热利用的效率。
本发明的技术解决方案如下：
一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置，包括料罐、立式逆流冷却器、一级预除尘器、锅炉、二级布袋除尘器以及循环风机；
所述料罐设置在立式逆流冷却器的顶部，立式逆流冷却器的上部管道连接到一级预除尘器，一级预除尘器管道连接锅炉的上部，锅炉的底部连接二级布袋除尘器，二级布袋除尘器通过循环风机连接立式逆流冷却器的下部。
所述二级布袋除尘器与循环风机之间设有氮气输入管。
所述立式逆流冷却器的底部设有一排料调阀。
所述立式逆流冷却器的顶部，与料罐的连接处设有压开阀。
所述立式逆流冷却器与料罐之间设有插板。
一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收方法，包括以下步骤：
（1）低温氮气与红热球团矿进行接触式热交换到800℃；
（2）高温氮气除尘；
（3）高温氮气冷却，至200℃，并产生蒸汽；
（4）冷却后的氮气再除尘；
（5）低温氮气循环利用。
本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本发明的对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法不仅可以实现氮气的闭路循环（为保证流量，需要在循环风机入口间歇性少量补加），从而能够实现能源介质的循环使用，同时通过控制管路氮气的流速大小，可以实现粉末与球团矿的分离；而且通过接触式逆流热交换实现了快速冷却，提高了余热利用的效率，使所回收的余热转换为中压蒸汽，从而可以实现后续的发电作业和商业销售，最终可带来可观的经济效益；此外，由于氮气和蒸汽等能介的闭路循环使用，基本上可以避免产生对环境的负面影响。
附图说明
图1为现有技术的卧式回转筒冷却结构的示意图。
图2为本发明的一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置的结构示意图。
图3为本发明的一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收方法的流程图。
附图标记：
1为料罐，2为插板，3为压开阀，4为立式逆流冷却器，5为排料调节阀，6为一级预除尘器，7为锅炉，8为二级布袋除尘器，9为循环风机，10为吊车，11为筒体，12为驱动齿圈，13为进料溜槽，14为接水斗，15为受料斗，16为喷淋头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
参看图2，本发明的一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置主要由料罐1、立式逆流冷却器4、一级预除尘器6、锅炉7、二级布袋除尘器8以及循环风机9组成。
料罐1设置在立式逆流冷却器4的顶部，立式逆流冷却器4的上部管道连接到一级预除尘器6，一级预除尘器6管道连接锅炉7的上部，锅炉7的底部连接二级布袋除尘器8，二级布袋除尘器8通过循环风机9连接立式逆流冷却器4的下部。
二级布袋除尘器8与循环风机9之间设置氮气输入管。立式逆流冷却器4的底部设置一排料调节阀5。在立式逆流冷却器4的顶部，与料罐1的连接处设置压开阀3。立式逆流冷却器4与料罐1之间设置插板2。
参看图3，按本发明的一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收方法，包括以下步骤：
（1）低温氮气与红热球团矿进行接触式热交换到800℃；
（2）高温氮气除尘；
（3）高温氮气冷却，至200℃，并产生蒸汽；
（4）冷却后的氮气再除尘；
（5）低温氮气循环利用。
本发明在实际应用中采用了如下的实施方式和工作过程：
如图2和图3所示，对转底炉红热球团矿冷却过程的一种余热回收方法是利用低温氮气与红热球团矿在立式逆流冷却器4中进行接触式热交换，在确保了红热球团矿不被二次氧化的同时将氮气加热到800℃左右的高温状态，同时具有一定流速的高温氮气可以将红热的球团矿中所存有的粉末与球团矿有效分离，在立式逆流冷却器4出口的一级预除尘器6作用下，高温氮气中所夹带的粉尘被大部分脱除，然后高温氮气再经过锅炉7将热量释放并产生蒸汽，锅炉7出口的氮气温度一般控制在200℃以下，经过冷却后的氮气从锅炉7出口排出，经过二级布袋除尘器8的作用，将低温氮气中的剩余粉尘基本脱除，从二级布袋除尘器8排出的干净、低温的氮气在循环风机9的作用下，再次进入立式逆流冷却器4中进行循环换热冷却。
红热的球团矿从转底炉排出直接通过摆动式导管装入已备好的料罐1内、当一侧料罐1内装满红热球团矿后再改装另一侧料罐1，同时将已经装满红热球团矿的料罐1通过吊车10提升到立式逆流冷却器4顶部，并对准其顶部装料孔（压开阀3）后打开料罐1底部的插板2，让红热球团矿装入到立式逆流冷却器4中，待排空红热球团矿后将空料罐1的底部插板2就位后调离，立式逆流冷却器4顶部装料孔压开阀3在内部压力作用下自动关闭。通过调节立式逆流冷却器4下部的排料调节阀5的开度和系统氮气的流速来实现快速冷却目的。
综上所述，采用本发明的对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置及方法，不仅可以实现氮气的闭路循环（为保证流量，需要在循环风机入口间歇性少量补加），从而能够实现能源介质的循环使用，同时通过控制管路氮气的流速大小，可以实现粉末与球团矿的分离；而且通过接触式逆流热交换实现了快速冷却，提高了余热利用的效率，使所回收的余热转换为中压蒸汽，从而可以实现后续的发电作业和商业销售，最终可带来可观的经济效益；此外，由于氮气和蒸汽等能介的闭路循环使用，基本上可以避免产生对环境的负面影响。
当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置，其特征在于：包括料罐、立式逆流冷却器、一级预除尘器、锅炉、二级布袋除尘器以及循环风机；
所述料罐设置在立式逆流冷却器的顶部，立式逆流冷却器的上部管道连接到一级预除尘器，一级预除尘器管道连接锅炉的上部，锅炉的底部连接二级布袋除尘器，二级布袋除尘器通过循环风机连接立式逆流冷却器的下部。
2.如权利要求1所述的对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置，其特征在于：所述二级布袋除尘器与循环风机之间设有氮气输入管。
3.如权利要求1所述的对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置，其特征在于：所述立式逆流冷却器的底部设有一排料调阀。
4.如权利要求1所述的对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置，其特征在于：所述立式逆流冷却器的顶部，与料罐的连接处设有压开阀。
5.如权利要求1所述的对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收装置，其特征在于：所述立式逆流冷却器与料罐之间设有插板。
6.一种对转底炉红热球团矿冷却过程的余热回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）低温氮气与红热球团矿进行接触式热交换到800℃；
（2）高温氮气除尘；
（3）高温氮气冷却，至200℃，并产生蒸汽；
（4）冷却后的氮气再除尘；
（5）低温氮气循环利用。
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