CN104501609B - 一种固体热料的余热利用系统及其利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固体热料的余热利用系统及利用方法。所述余热利用系统包括：密封式排料器，用于排出冶炼装置生产出的固体热料；至少一个固体热料换热系统，与密封式排料器密封连接，利用换热介质对固体热料进行换热；其中，所述固体热料换热系统为竖罐式或封闭式链篦机换热系统；热利用系统，与固体热料换热系统密封连接；换热介质后处理系统，分别与热利用系统和固体热料换热系统密封连接。本发明能够根据实际余热热能的大小及实际能量的利用用途，采用合理的换热方式和换热介质，最大限度地提高显热的利用效率，从而大幅度降低冶金工业生产的工艺能耗。

Description

一种固体热料的余热利用系统及其利用方法

技术领域

本发明属于冶金工业节能环保技术领域，特别涉及一种冶炼装置生产出的固体热料的余热利用系统及其利用方法。

背景技术

近年来，国家在政策上要求企业提高生产过程中节能减排技术水平，特别是对现有生产过程中可利用的余热余能的利用。冶金工业是一个高温生产行业，在对冶炼装置生产出的固体原料进行初期的处理，或对固体废弃物进行高温资源化利用时，其固体原料产品都是高温固体热料。如烧结机生产的烧结矿，或转底炉生产的球团矿等。根据生产工艺及生产产品的不同，固体热料的温度在500℃～1400℃之间，具有很高的热能利用价值。

目前，对于固体热料热能利用装置和利用方法的研究已经出现一些成果，如，对于烧结矿固体热料的换热利用，其利用环形冷却机进行冷却。将烧结机生产的高温烧结矿放入环形冷却机中进行冷却，通过向环形冷却机中通入冷风，冷风沿着环形从低温段向高温段流动，冷风与热的烧结矿进行换热，交换的热风又被利用到高温段。但是由于环形冷却机的密封状态不好，在使用过程中会出现漏风或漏气；同时还存在环形冷却机占地面积大，投资高，以及其热能利用效率低等问题。

又如，转底炉是一种生产直接还原铁的高温环形炉，其生产出来的高温金属化球团温度在800℃～1350℃之间，如能更好地充分利用，将是对节能减排的最好贡献。但是，目前转底炉生产后仍然还是采用在高温下直接排放的形式排料。这种直接排料方式不仅浪费了高温金属化球团的热量，而且球团和空气直接接触还容易引起金属化球团的再氧化。目前还未见有对于转底炉高温固体热料的余热进行有效回收和利用的技术报道。

发明内容

本发明在于提供一种能够解决上述技术问题中的至少一个技术问题的固体热料的余热利用系统及其利用方法。

本发明的目的在于提供一种固体热料的余热利用系统及方法，根据本发明的固体热料的余热利用系统及方法，可有效利用固体热料的余热。

本发明提供了一种固体热料的余热利用系统，所述余热利用系统包括：密封式排料器，用于排出冶炼装置生产出的固体热料；至少一个固体热料换热系统，与密封式排料器密封连接，利用换热介质对固体热料进行换热；其中，所述固体热料换热系统为竖罐式或封闭式链篦机换热系统；热利用系统，与固体热料换热系统密封连接，利用经过换热的热能；换热介质后处理系统，分别与热利用系统和固体热料换热系统密封连接，经换热介质后处理系统处理后的换热介质进入固体热料换热系统进行再利用，并对换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制。

根据本发明的一方面，所述竖罐式换热系统可包括：竖罐本体，装有固体热料；锁气给料器，位于所述竖罐本体的上方，用于固体热料的进料；锁气排料器，位于所述竖罐本体的下方，用于固体冷料的排料；换热介质进口，位于所述竖罐本体下方的一侧；换热介质出口，位于所述竖罐本体上方的一侧。

根据本发明的一方面，所述封闭式链篦机换热系统可包括：换热框本体，形成换热系统的顶部和侧壁；换热片，自换热框本体内部的顶部垂下；换热介质的进口和出口，设置在换热框本体的对称两侧，用于换热介质的循环；链篦，位于换热框本体内部的下方，装有固体热料；下密封板，位于换热框本体的底部；锁气给料器，位于所述换热框本体的一侧，用以固体热料的进料；锁气排料器，位于所述换热框本体的另一侧，用以固体冷料的出料；驱动装置，位于换热框本体外部两侧的下方，与内部的链篦相连，用于驱动固体热料的移动，其中，换热框本体与换热片为中空设置。

根据本发明的一方面，所述热利用系统可将余热用于余热发电机发电或对余热直接进行利用。

本发明还提供了一种固体热料余热的利用方法，所述方法包括以下步骤：经冶炼装置生产出的固体热料通过密封式排料器排出，进入与密封式排料器密封连接的至少一个固体热料换热系统，通过换热介质对固体热料进行热交换，得到固体热料的余热，该余热进入热利用系统，通过余热发电机发电或直接利用该余热；从热利用系统排出的换热介质进入换热介质后处理系统，通过换热介质后处理系统对液体换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制，以及对换热介质进行除尘和余热的二次利用处理；冷却后的换热介质进入固体热料换热系统进行再次利用，其中，所述固体热料余热的利用方法为竖罐式换热系统的余热利用方法或封闭式链篦机换热系统的余热利用方法。

根据本发明的一方面，所述竖罐式换热系统的余热利用方法可包括以下步骤：经冶炼装置生产出的固体热料通过密封式排料器排出，通过与其联接的竖罐式换热系统的锁气给料器进入到至少一个竖罐式换热系统，得到高温固体热料，此时，关闭锁气给料器；从位于竖罐本体下方一侧的换热介质进口通入气体，换热后的高温气体从位于所述竖罐本体上方的一侧的换热介质出口出来，进入到热利用系统，通过余热发电机进行利用；通过热利用系统利用后的气体进入到换热介质后处理系统，通过换热介质后处理系统对液体换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制；对仍有余热的气体进行除尘净化和余热的二次处理，净化后的气体再次进入竖罐式换热系统循环使用。

根据本发明的一方面，所述封闭式链篦机换热系统的余热利用方法可包括以下步骤：经冶炼装置生产出的固体热料通过密封式排料器排出，通过与密封式排料器联接的封闭式链篦机换热系统一侧的锁气给料器，进入到换热框本体内部的链篦上，得到高温固体热料，此时，关闭锁气给料器；从设置在换热框本体的锁气排料器上方的换热介质进口输入换热介质，当换热介质为液体时，换热介质通过换热介质进口进入换热框本体和换热片的中空内并在其中流动，通过流动换热后，从换热框本体的锁气给料器上方的换热介质出口流出，进入到热利用系统，直接用于满足热力用户的需要；当换热介质为气体时，使换热介质通过换热介质进口进入封闭式链篦机内，并通过高温固体热料进行换热，换热完成后，换热介质从换热介质出口进入热利用系统，通过余热发电机进行发电；位于换热框本体外部两侧下方的驱动装置驱动链篦运动，进而链篦上的固体热料也随之移动，以促进换热介质的热交换；通过热利用系统利用后的换热介质进入到换热介质后处理系统，通过换热介质后处理系统对换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制，对仍有余热的换热介质进行二次利用，二次利用后的换热介质重新进入封闭式链篦机换热系统循环使用。

根据本发明的一方面，所述换热介质后处理系统可包括对换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制，换热介质的除尘，冷却，以及换热介质余热的二次利用，换热介质为氮气、氩气或空气，或为水或有机液体。

根据本发明的一方面，所述余热利用系统还可包括与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统，经换热完成后的固体冷料从位于固体热料换热系统的锁气排料器排出，进入与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统，经过对固体冷料的筛分，实现了对固体冷料不同大小颗粒的分离。

根据本发明的一方面，所述固体热料换热系统的主要部件包括钢制本体、高温合金、不锈钢和耐火材料中的至少一种。

根据本发明的一方面，所述固体热料的温度可以为400℃～1400℃。

根据本发明的一方面，通过热利用系统的余热利用后，固体热料的余热利用系数可以大于50％。

本发明的有益效果在于，提供一种固体热料的余热利用系统及其利用方法，该系统和方法能够对目前所用固体热料的显热进行有效回收。并且能够根据实际余热热能的大小及实际能量的利用用途，采用合理的换热方式和换热介质，最大限度地提高显热的利用效率，从而大大降低冶金工业生产的工艺能耗。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，在附图中：

图1示出了根据本发明示例性实施例的固体热料的余热利用系统的示意图；

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的固体热料换热系统的示意图；

图3示出了根据本发明的另一示例性实施例的固体热料换热系统的剖视示意图；

图4示出了根据本发明的另一示例性实施例的固体热料换热系统的侧视示意图；

图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的固体热料的余热利用系统的示意图；

图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的固体热料的余热利用系统的示意图。

主要附图标记的说明：

11.锁气给料器，12.进料锁气阀，13.换热介质出口，14.竖罐本体，15.固体热料，16.换热介质进口，17.锁气排料器，18.出料锁气阀，21.换热片，22.移动板，23.支持装置，24.换热介质，25.换热框本体，26.驱动电机，27.下密封板，28.换热介质进口，29.换热介质出口，30.锁气给料器，31.锁气排料器。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更充分地描述本发明的示例性实施例。然而，它们可以以不同的形式实施，而不应解释为局限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把示例实施例的范围充分地传达给本领域技术人员。

在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例的一种固体热料的余热利用系统及方法。

图1示出了根据本发明示例性实施例的固体热料的余热利用系统的示意图。图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的固体热料换热系统的示意图。图3示出了根据本发明的另一示例性实施例的固体热料换热系统的示意图。

参照图1，本发明固体热料的余热利用系统及其利用方法包括，从固体热料的生产系统排出固体热料，进入到固体热料换热系统进行换热，换热后的换热介质携带热量排出，进入热利用系统进行热量利用，将仍带有热量的换热介质排出到换热介质后处理系统，对其余热进行再利用并使换热介质冷却，然后将冷却后的换热介质输入固体热料换热系统再次循环使用；经过换热后并且冷却的冷料排出固体热料换热系统，进入固体冷料的筛分系统进行筛分，以实现对固体冷料不同大小颗粒的分离。

本发明的固体热料的余热利用系统可以包括：用于排出冶炼装置生产的固体热料的密封式排料器(图中未示出)；至少一个固体热料换热系统，与密封式排料器密封连接，固体热料换热系统采用换热介质对固体热料进行换热，其中，可以采用竖罐式固体热料换热系统，或者采用封闭式链篦机换热系统进行换热；热利用系统，经过固体热料换热系统出来的热能，进入与固体热料换热系统密封连接的热利用系统，即可用于余热发电机发电，或对余热直接进行利用；换热介质后处理系统，换热介质在经过热交换后，仍然有余热可以进行利用，因此，热交换后的换热介质再通过分别与热利用系统和固体热料换热系统密封连接的换热介质后处理系统，进一步利用其余热，并将经过换热介质后处理系统处理后已经冷却的换热介质再输送到固体热料换热系统进行再利用，换热介质后处理系统还对换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行有效的控制。

生产固体热料的冶炼装置可以为转底炉、回转窑、烧结机和/或竖炉，冶炼装置生产出的固体热料的温度通常为400℃～1400℃，例如，可以为1150℃。具体地，当冶炼装置为转底炉时，固体热料的温度在800℃～1100℃；当冶炼装置为烧结机时，固体热料的温度为400℃～800℃。

本发明可以利用密封式排料器将固体热料排出到与密封式排料器密封连接的固体热料换热系统，密封式排料器可以位于诸如高炉的冶炼装置上。根据本发明的示例性实施例，密封式排料器可以采用螺杆式排料器或行星式排料器，密封式排料器可以由耐高温材质制成，例如，310S不锈钢。根据本发明的示例性实施例，由于利用密封式排料器，并且密封式排料器与固体热料换热系统之间密封连接，因此可以防止固体热料与空气接触，防止氧化和产生灰尘。另外，由于其它系统之间也进行密封连接，因此可以有效减少热量流失和换热介质的泄漏。

参照图2，根据本发明示例性实施例的竖罐式换热系统可以包括：竖罐本体14，装有固体热料15；锁气给料器11，位于所述竖罐本体的上方，用以固体热料的进口；锁气排料器17，位于所述竖罐本体的下方，用以固体冷料的出口；换热介质进口16，位于所述竖罐本体下方的一侧；换热介质出口13，位于所述竖罐本体上方的一侧。

竖罐本体14可以由耐火材料制成。竖罐本体14由内向外可以依此包括轻质保温浇注料、重质保温浇注料和由例如Q235的钢制成的外壳，从而降低固体热料向外散发热量。

进料锁气阀12起到锁气和进料的作用，以实现锁气给料器给料时的密封。出料锁气阀18起到锁气和出料的作用，以实现锁气给料器排料时的密封。锁气给料器可以由例如347H钢、310S的高温合金钢制成，还可以由304、304L、316L、304H、304LN、321H、316Ti、316H、317、317L或321制成。锁气排料器可以由例如304不锈钢制成。

当固体热料换热系统为竖罐式换热系统时，换热介质为诸如氩气、氮气和空气的气体。采用竖式换热罐，可以有效解决余热利用系统占地面积大的问题。

参照图3和图4，封闭式链篦机的剖视图和侧视图，根据本发明示例性实施例的封闭式链篦机换热系统可以包括：换热框本体25，形成封闭式链篦机换热系统的顶部和周边侧壁；换热框本体内部的顶部设置有换热片21，自换热框内部的顶部垂下；换热介质进口28和出口29设置在换热框本体的两端，用于换热介质的进出；位于换热框本体内部的下方设置有可移动的链篦，其上装有固体热料15；位于换热框本体25的底部设置有下密封板27，将换热框内部进行密封，以降低固体热料向外散发热量；锁气给料器30位于所述换热框本体25的一侧，用以固体热料15的进口；锁气排料器31位于所述换热框本体25的另一侧，用以固体冷料的出口；位于换热框本体外部两侧的下方设置有驱动装置26与内部的链篦相连，用于驱动固体热料的移动，以使换热介质更充分地交换热量；其中，换热框本体25与换热片21为中空设置，以使液体在其中流动，并将热量带出。

封闭式链篦机换热系统中的换热介质可以是气体或是液体；当换热介质为气体时，换热介质进入封闭式链篦机内，通过封闭式链篦机内的固体热料进行换热，带出具有热量的气体；当换热介质是液体时，换热介质在换热框本体25与换热片21中流动，并与固体热料进行换热，带出具有热量的液体。根据本发明的一个实施例，换热框25和换热片21可以由例如316L的耐高温不锈钢制成，通过设置中空的换热框本体25和换热片21，可以增大液体的换热面积，提高换热效率。下密封板由隔热材质制备，因此能够承受固体热料的高温。

根据本发明的一个实施例，链篦的驱动装置可以包括移动板22、支持移动板22的支持装置23和驱动移动板22移动的驱动电机26，驱动电机26可以设置在换热框25的外部。移动板22可以由高温合金钢制成，因此能够承受固体热料的高温。封闭式链篦机换热系统的换热介质24可以包括诸如氩气、氮气和空气的气体，还可以包括诸如水和有机液体的液体。

本发明的热利用系统与固体热料换热系统密封连接，以利用固体热料换热系统中经过换热的换热介质中的热能。当换热介质为诸如氮气的气体时，热利用系统可以包括余热发电机，换热介质后处理系统可以包括氮气除尘系统和氮气循环系统，换热介质后处理系统还可以包括余热二次利用系统。余热发电机可以是以水为循环工质的发电系统，或者是采用有机工质，例如，R123、R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等为循环工质的发电系统，当余热发电机采用不同的发电机组时，发电效率不同，使用循环工质的最低换热温度也不同。

当换热介质24为液体时，热利用系统可以通过热交换的方式进行换热，除可以进行发电外，还可以直接加热需要使用的加热工质，例如，可以用于民用采暖系统。当为液体的换热介质用于发电时，可以采用如上所述的余热发电机组进行发电，在此不做赘述。当热利用系统用于民用采暖系统时，热利用系统可以包括水温调节系统和热水用户系统。可选地，当不需要对水温进行调节时，可不包括水温调节系统。换热介质后处理系统包括分别与水温调节系统、热水用户系统和固体热料换热系统密封连接的水循环利用单元，以将低温水用于水温调节系统或固体热料换热系统，实现换热介质的循坏利用。此外，还可以通过换热介质后处理系统的水循环利用单元对换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制。换热介质后处理系统还可以包括余热二次利用系统，以实现热量的充分利用。

本发明的余热利用系统还可以包括与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统，固体热料经换热完成后的固体冷料经过固体冷料筛分系统，以实现固体冷料中大颗粒和小颗粒的分离。

固体冷料筛分系统的筛分机进料口可以与固体热料换热系统的排料口用例如钢制波纹管的管进行软连接，固体冷料筛分系统包括固定筛面式的筛分机、振动筛面式的筛分机或运动筛面式的筛分机。筛分机的筛板可以由普通碳钢制成，筛板的筛孔可以为圆形、方形或矩形，可以根据实际固体冷料的筛下物尺寸要求选择合适的筛孔，筛孔孔径可以为6mm～80mm，优选地，可以为10mm或20mm。筛板下部采用密封结构进行密封。经过筛分机的筛下料直接收集在筛下物的储料罐或储存仓里，筛上料落入成品储料罐或储存仓中，还可以利用成品运输皮带运往成品库。

另外，在余热利用系统中，各个系统之间的连接需要考虑温度、介质等因素，进而选择合适的连接方式，例如可以采用耐热排料器、耐热阀门、法兰、膨胀螺栓等对各个系统进行连接。

图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的固体热料的余热利用系统的示意图。图6示出了根据本发明的另一示例性实施例的固体热料的余热利用系统的示意图。

下面参照图1、图5和图6描述根据本发明示例性实施例的固体热料的余热利用方法。

根据本发明的示例性实施例，固体热料余热的利用方法包括以下步骤：经冶炼装置生产出的固体热料15通过密封式排料器排出，进入与密封式排料器密封连接的至少一个固体热料换热系统，通过换热介质24对固体热料15进行热交换，得到固体热料15的余热，该余热进入热利用系统，通过余热发电机发电或直接利用该余热；从热利用系统排出的换热介质24进入换热介质后处理系统，通过换热介质后处理系统对液体换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制，以及对换热介质24进行除尘和余热的二次利用处理；冷却后的换热介质24进入固体热料换热系统进行再次利用，其中，所述固体热料余热的利用方法为竖罐式换热系统的余热利用方法或封闭式链篦机换热系统的余热利用方法。

根据本发明的一个示例性实施例，竖罐式换热系统的余热利用方法包括以下步骤：经冶炼装置生产出的固体热料通过密封式排料器排出，通过与其密封连接的竖罐式换热系统的锁气给料器11进入到至少一个竖罐式换热系统，得到高温固体热料15，此时，关闭锁气给料器11；从位于竖罐本体下方一侧的换热介质进口通入适量的换热气体，换热后的高温气体从位于所述竖罐本体上方的一侧的换热介质出口13出来，进入到热利用系统，通过余热发电机进行利用；通过热利用系统利用后的气体进入到换热介质后处理系统，通过换热介质后处理系统对液体换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制；对仍有余热的气体进行除尘净化和余热的二次处理，净化后的气体再次进入竖罐式换热系统循环使用。

根据本发明的一个示例性实施例，封闭式链篦机换热系统的余热利用方法包括以下步骤：经冶炼装置生产出的固体热料15通过密封式排料器排出，通过与密封式排料器密封连接的封闭式链篦机换热系统一侧的锁气给料器30，连续进入到换热框本体内部的链篦22上，然后固体热料15从进料口方向随着链篦22移动到出料口，并通过锁气排料器31排出；在固体热料15从进料口向出料口运行的过程中，换热介质24从换热介质进口28进入换热框内部，当换热介质为气体时，换热介质通过换热介质进口28直接进入封闭式链篦机的内部，与固体热料直接进行换热，并从换热介质进口28的一端向换热介质出口29的一端流动，从而完成换热过程；当换热介质24为液体时(如图3中所示出的)，换热介质通过换热介质进口28进入换热框本体25的和换热片21内，并从换热介质进口28的一端向换热介质出口29的一端流动，从而完成换热。换热介质与固体热料的运动方向均可以是相反的，这样可以促进换热介质24从低位向高位的热交换；换热后的高温换热介质从换热介质出口29出来，进入到热利用系统后直接用于满足热力用户的需要，或利用余热发电机进行发电；通过热利用系统利用后的换热介质24进入到换热介质后处理系统，通过换热介质后处理系统对换热介质的流量、流速、压力和/或温度进行控制，对仍有余热的换热介质进行二次利用，二次利用后的换热介质冷却后重新进入封闭式链篦机换热系统循环使用。

根据本发明的一个实施例，固体热料换热系统中的换热介质为气体，诸如氮气。当固体热料换热系统中的换热介质24为诸如氮气的气体时，可以利用竖罐式换热系统进行换热，或者利用封闭式链篦机换热系统进行换热。

参照图5，下面以氮气作为换热介质的示例对固体热料的余热利用方法进行描述。氮气在竖罐式换热系统中完成换热后，进入例如包括余热发电机的热利用系统。当固体热料的温度为800℃～1100℃时，经换热后的氮气的温度为500℃～900℃，经过余热发电机后，一次换热后排出的氮气温度为200℃～400℃，降温后的氮气可以通过包括余热二次利用系统的换热介质后处理系统，余热二次利用系统可以对余热蒸汽锅炉发电后的冷凝水进行先预热，得到高于80℃的循环水，供蒸汽锅炉使用。然后，氮气进入氮气除尘系统进行除尘，例如，可采用布袋除尘的除尘方式，使净化后的换热介质中颗粒物的浓度<200mg/Nm³。然后，净化后的氮气进入循环利用单元，以控制氮气的流量、流速、压力、温度等主要参数，保证氮气在使用过程中的热利用效率。然后，氮气进入固体热料换热系统进行再利用。通过该余热利用系统的固体热料的余热利用系数>50％。

根据本发明的另一实施例，参照图6，固体热料换热系统中的换热介质可以为液体，诸如水。下面以水作为换热介质的示例对固体热料的余热利用方法进行描述。封闭式链篦机换热系统中的换热框本体25和换热片21为中空设置，向其中通入作为换热介质的水，在封闭式链篦机换热系统中完成换热后，带有热量的水排出进入热利用系统。根据本发明的一个实施例，当固体热料的温度为400～800℃时，低温水通过固体热料换热系统后，中/低压过热水(水温>120℃)通过管道进入热利用系统中包括的水温调节系统对水温进行调节，得到稳定在60℃～80℃的水，并将水供给热水用户，例如，可以用于采暖；经过热水用户使用后，降温后的水(水温在30℃以下)进入换热介质后处理系统中包括的水循环单元，然后经过调节水量、水温、水压等参数后，将低温水供给固体热料换热系统和水温调节系统。通过该余热利用系统的固体热料的余热利用系数>50％。

根据本发明的另一实施例，进入封闭式链篦机换热系统的换热介质24可以为气体，当本发明的封闭式链篦机换热系统的换热介质24为气体时，所充入的气体的换热介质直接进入封闭式链篦机的内部，，从换热介质进口28的一端向换热介质出口29的一端流动，与固体热料进行换热，换热后的高温换热介质从换热介质出口29出来，进入到余热利用系统，通过余热发电机进行发电；换热介质24随后进入到换热介质后处理系统，通过换热介质后处理系统的处理，冷却后的换热介质重新进入封闭式链篦机换热系统循环使用。根据本发明的另一实施例，可以同时向封闭式链篦机换热系统中输入液体换热介质和气体换热介质进行换热，从而提高换热效率。

根据本发明的一个实施例，当固体热料的颗粒尺寸较大时，固体热料的余热利用方法还可以包括在排料的同时对固体热料进行破碎的步骤。

根据本发明的一个实施例，固体热料的余热利用方法还可以包括利用与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统对固体冷料进行筛分的步骤，以实现固体冷料中大颗粒和小颗粒的分离。具体地，当换热后的固体冷料从固体冷料出口17排出后进入固体冷料筛分系统(见图5)，利用筛分机对固体冷料中大颗粒和小颗粒的分离，筛上的大颗粒料可以作为成品料使用，筛下的小颗粒粉料可以作为循环料使用。

根据本发明的固体热料的余热利用系统及方法，能够对目前所用固体热料的显热进行有效回收。并且能够根据实际余热热能的大小及实际能量的利用用途，采用合理的换热方式和换热介质，最大限度地提高显热的利用效率，从而大大降低冶金工业生产的工艺能耗。

虽然已参照附图描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (17)

1.一种固体热料的余热利用系统，其特征在于，所述余热利用系统包括：

密封式排料器，用于排出冶炼装置生产出的固体热料；

至少一个固体热料换热系统，与密封式排料器密封连接，利用换热介质对固体热料进行换热；其中，所述固体热料换热系统为竖罐式或封闭式链篦机换热系统；

热利用系统，与固体热料换热系统密封连接，利用经过换热的热能；

换热介质后处理系统，分别与热利用系统和固体热料换热系统密封连接，换热介质后处理系统对仍有余热的换热介质进行余热的二次利用，通过换热介质后处理系统对经换热介质后处理系统处理后的换热介质进行除尘并对流量、流速、压力和/或温度进行控制，最后换热介质进入固体热料换热系统进行再利用。

2.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述竖罐式换热系统包括：

竖罐本体，装有固体热料；

锁气给料器，位于所述竖罐本体的上方，用于固体热料的进料；

锁气排料器，位于所述竖罐本体的下方，用于固体冷料的排料；

换热介质进口，位于所述竖罐本体下方的一侧；

换热介质出口，位于所述竖罐本体上方的一侧。

3.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述封闭式链篦机换热系统包括：

换热框本体，形成换热系统的顶部和侧壁；

换热片，自换热框本体内部的顶部垂下；

换热介质的进口和出口，设置在换热框本体的对称两侧，用于换热介质的循环；

链篦，位于换热框本体内部的下方，装有固体热料；

下密封板，位于换热框本体的底部；

锁气给料器，位于所述换热框本体的一侧，用以固体热料的进料；

锁气排料器，位于所述换热框本体的另一侧，用以固体冷料的出料；

驱动装置，位于换热框本体外部两侧的下方，与内部的链篦相连，用于驱动固体热料的移动，

其中，换热框本体与换热片为中空设置。

4.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述热利用系统将余热用于余热发电机发电或对余热直接进行利用。

5.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，换热介质为氮气、氩气或空气，或为水或有机液体。

6.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述余热利用系统还包括与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统，经换热完成后的固体冷料从位于固体热料换热系统的锁气排料器排出，进入与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统，经过对固体冷料的筛分，实现了对固体冷料不同大小颗粒的分离。

7.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述固体热料换热系统的主要部件包括钢制本体、高温合金、不锈钢和耐火材料中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，所述固体热料的温度为400℃～1400℃。

9.根据权利要求1所述的余热利用系统，其特征在于，通过热利用系统的余热利用后，固体热料的余热利用系数大于50％。

10.一种固体热料余热的利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

经冶炼装置生产出的固体热料通过密封式排料器排出，进入与密封式排料器密封连接的至少一个固体热料换热系统，通过换热介质对固体热料进行热交换，得到固体热料的余热，该余热进入热利用系统，通过余热发电机发电或直接利用该余热；

从热利用系统排出的换热介质进入换热介质后处理系统，换热介质后处理系统对仍有余热的换热介质进行余热的二次利用，通过换热介质后处理系统对经换热介质后处理系统处理后的换热介质进行除尘并对流量、流速、压力和/或温度进行控制；

冷却后的换热介质进入固体热料换热系统进行再次利用，

其中，所述固体热料余热的利用方法为竖罐式换热系统的余热利用方法或封闭式链篦机换热系统的余热利用方法。

11.根据权利要求10所述的余热的利用方法，其特征在于，所述竖罐式换热系统的余热利用方法包括以下步骤：

经冶炼装置生产出的固体热料通过密封式排料器排出，通过与其联接的竖罐式换热系统的锁气给料器进入到至少一个竖罐式换热系统，得到高温固体热料，此时，关闭锁气给料器；

从位于竖罐本体下方一侧的换热介质进口通入气体，换热后的高温气体从位于所述竖罐本体上方的一侧的换热介质出口出来，进入到热利用系统，通过余热发电机进行利用；

通过热利用系统利用后的气体进入到换热介质后处理系统。

12.根据权利要求10所述的余热的利用方法，其特征在于，所述封闭式链篦机换热系统的余热利用方法包括以下步骤：

经冶炼装置生产出的固体热料通过密封式排料器排出，通过与密封式排料器联接的封闭式链篦机换热系统一侧的锁气给料器，进入到换热框本体内部的链篦上，得到高温固体热料，此时，关闭锁气给料器；

从设置在换热框本体的锁气排料器上方的换热介质进口输入换热介质，当换热介质为液体时，换热介质通过换热介质进口进入换热框本体和换热片的中空内并在其中流动，通过流动换热后，从换热框本体的锁气给料器上方的换热介质出口流出，进入到热利用系统，直接用于满足热力用户的需要；当换热介质为气体时，使换热介质通过换热介质进口进入封闭式链篦机内，并通过高温固体热料进行换热，换热完成后，换热介质从换热介质出口进入热利用系统，通过余热发电机进行发电；位于换热框本体外部两侧下方的驱动装置驱动链篦运动，进而链篦上的固体热料也随之移动，以促进换热介质的热交换；

通过热利用系统利用后的换热介质进入到换热介质后处理系统。

13.根据权利要求10-12中任意一项权利要求所述的余热的利用方法，其特征在于，换热介质为氮气、氩气或空气，或为水或有机液体。

14.根据权利要求10-12中任意一项权利要求所述的余热的利用方法，其特征在于，所述余热利用系统还包括与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统，经换热完成后的固体冷料从位于固体热料换热系统的锁气排料器排出，进入与固体热料换热系统密封连接的固体冷料筛分系统，经过对固体冷料的筛分，实现了对固体冷料不同大小颗粒的分离。

15.根据权利要求10-12中任意一项权利要求所述的余热的利用方法，其特征在于，所述固体热料换热系统的主要部件包括钢制本体、高温合金、不锈钢和耐火材料中的至少一种。

16.根据权利要求10-12中任意一项权利要求所述的余热的利用方法，其特征在于，所述固体热料的温度为400℃～1400℃。

17.根据权利要求10-12中任意一项权利要求所述的余热的利用方法，其特征在于，通过热利用系统的余热利用后，固体热料的余热利用系数大于50％。