CN104833216A - 一种烧结冷却机废气余热梯级利用方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种烧结冷却机废气余热梯级利用零排放装置及其操作方法，该装置为：烧结冷却机冷却段分为高温区、中温区和低温区，冷却机的高温区废气通过双压式余热锅炉产生一高一低两个压力的蒸汽供发电或生产用，双压式余热锅炉的排出的废气用循环风机送回至冷却机；冷却机的中温区废气通过单压式余热锅炉产生蒸汽供拖动或生产用，单压式余热锅炉的排出的废气用轴流风机送至烧结机；冷却机的中、低温区废气直接提供给烧结机燃烧所使用，替代常温空气。使烧结冷却机废气余热全部利用，无废气外排污染空气。

Description

一种烧结冷却机废气余热梯级利用方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种烧结冷却机废气余热梯级利用方法及其装置，更具体地说，涉及无废气排放(零排放)的一种烧结冷却机废气余热梯级利用方法及其装置。本发明属于钢铁工业的余热利用和环保领域，特指一种烧结冷却机废气余热梯级利用零排放系统。

背景技术

钢铁工业中，烧结机中的烧结铁矿料被供给到冷却机上进行冷却。烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及位于冷却机下方的风箱并且所述冷却段进一步分为高温区、中温区和低温区。

钢铁企业烧结冷却机的废气温度分布为高温区，废气温度在250℃至450℃之间；中温区，废气温度在190℃至250℃之间；和低温区，废气温度在120℃至190℃之间。烧结冷却机废气实为热空气，含尘浓度在300-80mg/Nm3之间。

目前，国内钢铁企业烧结冷却机的废气余热利用，大部分只利用了烧结冷却机高温区的废气，一般采用安装于烧结冷却机外部地面有较长烟道输送废气的双压余热锅炉，生产300℃以上的中低压蒸汽供发电或生产使用。烧结冷却机中温区和低温区的废气由于温度低，利用难度大，利用成本高，大部分企业未加于利用，直接外排至大气，除造成废气余热资源的浪费外，还造成环境的热污染和颗粒物不达标，颗粒物排放标准值为50mg/Nm3。

现有技术中高温区的废气能够产生的蒸汽温度不高，热效率不高，且中、低温废气余热没有被利用，废气的排放也是一个严重的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的废气余热资源的浪费和环境污染问题，本发明提供一种将烧结冷却机的废气余热根据温度梯度分区全部利用，无废气外排(废气零排放)，不污染环境的烧结冷却机废气余热梯级利用零排放系统。

本申请的发明人经过研究发现，烧结冷却机废气实为热空气，废气温度在120℃至450℃之间，高温区的废气约占烧结冷却机废气总量的45％,中温区的废气约占烧结冷却机废气总量的30％,低温区的废气约占烧结冷却机废气总量的25％。根据烧结冷却机废气温度的高低，和用户的不同用途，烧结冷却机废气是可以全部利用的，采用本方法和装置，高温区的废气能够生产≧1.8MPa、380℃的蒸汽用来发电，使这部分余热得到充分利用，与现有技术相比蒸汽温度提高30℃，提高了发电效率，利用后的高温区废气用循环风机送回至冷却机，不外排废气；中温区的废气，由于比高温区的废气温度低，但是能够产生≧0.3MPa、220℃的蒸汽用于拖动烧结冷却机的鼓风机，使这部分余热得到充分利用，利用后的中温区废气用轴流风机送至烧结机，作为烧结机所需的空气，不外排废气；低温区的废气，由于温度只有120℃至190℃，不适合生产其它介质的产品，但低温区废气可用轴流风机直接送至烧结机，作为烧结机所需的空气，使这部分余热得到充分利用，不外排废气；输送至烧结机的热空气，平均温度在150℃左右，除提供给烧结机燃烧所需要的氧气外，还能够利用废气的余热，减少烧结机燃料消耗，降低能耗。整个系统无废气外排，不会污染环境，既利用了全部烧结冷却机废气余热，又解决了环境保护问题。

为克服现有技术的上述不足或缺点，本发明的目的是提供一种烧结冷却机废气余热梯级利用方法及其装置。

在本发明中使用的烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及位于冷却机下方的风箱并且所述冷却段进一步分为高温区、中温区和低温区。本发明还使用一种包括一个或多个(即一个或多个并列的，例如2－5个、更优选3－4个)高参数换热组件和一个或多个(即一个或多个并列，例如1个或2个)低参数换热组件的双压式余热锅炉。一般，双压式余热锅炉与高温区配套设置。另外，本发明还使用一种单压式余热锅炉。一般，单压式余热锅炉与中温区配套设置。单压式余热锅炉分为一段或多段来设计。

在本申请的方法或装置中，高参数换热组件是指通过与来自冷却机的高温区中的热废气进行热交换的换热组件。为简单起见，高参数换热组件也可称作高温换热组件。低参数换热组件是指通过与来自上述高参数换热组件中的废气进行热交换或二次热交换的换热组件。为简单起见，低参数换热组件也可称作低温换热组件。

根据本发明的第一个实施方案，提供(即在包括烧结机和冷却机的系统中)烧结冷却机的废气余热梯级利用方法，其中烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机下方或底部的风箱和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩，并且所述冷却段进一步分为高温区、中温区和低温区，在操作中风箱中的冷却风向上穿过烧结机的料层进入各个风罩内，该方法包括：烧结冷却机的高温区的废气依次通过与该高温区配套设置的一个或多个(例如2-6个)双压式余热锅炉中的高参数换热组件和低参数换热组件，分别产生高压蒸汽和低压蒸汽，即第一种蒸汽和第二种蒸汽；烧结冷却机的中温区废气通过与该中温区配套设置的一个或多个(例如2-4个)单压式余热锅炉产生低压蒸汽，即第三种蒸汽。

优选地，烧结冷却机的低温区废气直接输送至烧结机的料层上方供燃烧所使用，替代烧结机燃烧所用的常温空气。

优选的是，在高参数换热组件中通过热交换获得的第一种蒸汽的压力是≥1.70MPa，优选≥1.8MPa，例如压力是1.7MPa－2.5MPa，优选1.8MPa－2.4MPa，更优选1.9MPa－2.3MPa，或其温度是≥350℃，优选≥360℃，例如其温度是350℃－420℃，优选是360℃－410℃，更优选370℃－400℃。这里所述的高参数可简称为“高温”和/或“高压”。一般，在低参数换热组件中通过热交换获得的第二种蒸汽的压力是0.3MPa至0.8MPa，优选0.4MPa至0.7MPa，更优选0.5MPa至0.6MPa，或其温度是160℃－260℃，优选170℃－250℃，更优选180℃－240℃，如200或220℃。这里所述的低参数可简称为“较低温度”和/或“较低压力”或简称“低温”和/或“低压”。

优选的是，第一种蒸汽和/或第二种蒸汽供发电用或供生产用。例如，第一种蒸汽被输入汽轮机的主进汽口，第二种蒸汽被输入汽轮机的补汽口。第三种蒸汽供拖动用。例如第三种蒸汽可用于拖动冷却机的鼓风机。

以上所述的一个或多个双压式余热锅炉与烧结冷却机高温区配套设置并且各自独立地包括一个或多个高参数换热组件和一个或多个低参数换热组件。优选的是，当双压式余热锅炉包括多个高参数换热组件时，这些组件可以并列设置，或当双压式余热锅炉包括多个低参数换热组件时，这些组件可以并列设置。

优选的是，以上所述的一个或多个高参数换热组件布置在烧结冷却机高温区的冷却机风罩上。优选地，双压式余热锅炉的所述一个或多个低参数换热组件布置在烧结冷却机外部的地面上。

在本申请的方法中，高温区的废气先通过高参数换热组件换热，产生高压蒸汽即第一种蒸汽，之后，从高参数换热组件中排出的废气(例如经过汇合之后)进一步用风管输送至低参数换热组件，产生低压蒸汽即第二种蒸汽，然后将从低参数换热组件中排出的废气经由输送管送回至冷却机底部的风箱。

一般，单压式余热锅炉与烧结冷却机的中温区配套设置。优选的是，该单压式余热锅炉通常分一段或多段(优选2－3段)被布置在烧结冷却机的中温区的冷却机风罩上。

在本申请的方法中，中温区的废气先通过单压式余热锅炉的各段，产生低压蒸汽即第三种蒸汽，之后将该废气经输送管道送至烧结机的料层上方。

优选的是，烧结冷却机的低温区设有一个或多个风罩，低温区的风罩内的废气经输送管道送至烧结机的料层上方。

一般，高温区的高参数换热组件的数量为1-12个，优选2-10个，更优选3-6个。

一般，中温区的单压式余热锅炉的段数为1-10段(或个)，优选2-8个，更优选2-6段，更优选3-4段。

一般，低温区的风罩数量为1-6个，进一步优选2-4个，例如3个。

更优选，本发明提供一种烧结冷却机的废气余热梯级利用方法，其中烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机下方或底部的风箱和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩，并且所述冷却段进一步分为高温区、中温区和低温区，在操作中风箱中的冷却风向上穿过烧结机的料层进入各个风罩内，该方法包括：烧结冷却机的高温区的废气依次通过与该高温区配套设置的一个或多个双压式余热锅炉中的高参数换热组件和低参数换热组件，分别产生高压蒸汽和低压蒸汽，即第一种蒸汽和第二种蒸汽；烧结冷却机的中温区废气通过与该中温区配套设置的一个或多个单压式余热锅炉产生低压蒸汽，即第三种蒸汽；烧结冷却机的低温区废气直接输送至烧结机的料层上方供燃烧所使用，替代烧结机燃烧所用的常温空气；

其中，高温区的废气先通过高参数换热组件换热，产生高压蒸汽即第一种蒸汽，之后，从高参数换热组件中排出的废气进一步用风管输送至低参数换热组件，产生低压蒸汽即第二种蒸汽，然后将从低参数换热组件中排出的废气经由输送管(例如经由循环风机和输送管)送回至冷却机的风箱；和

其中，中温区的废气先通过单压式余热锅炉，产生低压蒸汽即第三种蒸汽，之后将该废气经由输送管道(例如经由轴流风机和输送管道)送至烧结机的料层上方。该单压式余热锅炉分为一段或多段而设计。

另外，本发明还提供一种烧结冷却机废气余热梯级利用装置或用于上述方法中的装置，该装置包括烧结冷却机，一个或多个双压式余热锅炉和一个或多个单压式余热锅炉，其中烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机下方或底部的风箱和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩，并且所述冷却段进一步分为高温区、中温区和低温区，和其中一个或多个双压式余热锅炉与烧结冷却机高温区配套设置并且各自独立地包括一个或多个高参数换热组件和一个或多个低参数换热组件，和其中一个或多个单压式余热锅炉与烧结冷却机的中温区配套设置。

一般，烧结冷却机还包括用于向冷却机的底部风箱输送冷风的鼓风机。

上述装置被布置在包括烧结机和冷却机的系统中。

一般，上游的烧结机的末端位于或邻近于烧结冷却机的给料段的外侧。

当双压式余热锅炉包括多个高参数换热组件时，这些组件并列设置，或当双压式余热锅炉包括多个低参数换热组件时，这些组件并列设置。

优选的是，双压式余热锅炉(35)的以上所述一个或多个高参数换热组件布置在烧结冷却机高温区的冷却机风罩上。优选的是，双压式余热锅炉的以上所述一个或多个低参数换热组件布置在烧结冷却机外部的地面上。

优选的是，所述一个或多个高参数换热组件被布置在烧结冷却机高温区的冷却机风罩上并且该一个或多个高参数换热组件的废气出口经由管道连通到一个或多个低参数换热组件的废气入口，而一个或多个低参数换热组件的废气出口经由输送管连通至冷却机的风箱。

优选的是，单压式余热锅炉分一段或多段(优选2－3段)被布置在烧结冷却机的中温区的冷却机风罩上。更优选的是，单压式余热锅炉的一段或多段的废气出口经由轴流风机和管道连通至烧结机的料层上方风罩。

一般，烧结冷却机的低温区设有一个或多个风罩。优选的是，低温区的风罩经由轴流风机和管道连通至烧结机的料层上方风罩。

一般，与高温区配套的双压式余热锅炉的高参数换热组件的数量为1-12个，优选2-10个，更优选3-6个。

中温区的单压式余热锅炉的段数为1-10段(或个)，优选2-8个，更优选2-6段，更优选3-4段。

低温区的风罩的数量为1-6个，优选2-4个。

高温区还设有烟囱；优选的是，烟囱的数量为1-6个，优选2-5个，更有选3-4个。

本申请的方法和装置能够适用于现有技术中的各种设计的烧结冷却机。冷却机包括环形冷却机(例如具有台车的环冷机)和非环形的冷却机(例如，直行的带冷机)。

一般，当冷却机是非环形的冷却机时，该冷却机的长度是50－150米，优选70－100米。当冷却机是环形的冷却机时，该环冷机的外直径是40－100米，优选50－80米。

更具体而言，以上述实施方案为基础，本发明还提供烧结冷却机的废气余热梯级利用方法，其中烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机下方或底部的风箱和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩(简称“风罩”)并且所述冷却段进一步分为高温区、中温区和低温区，在操作中风箱中的冷却风向上穿过烧结机的料层进入各个风罩内，该方法包括：烧结冷却机的高温区的废气依次通过与该高温区配套设置的一个或多个双压式余热锅炉的高参数换热组件和低参数换热组件，(在这两种组件中分别与不同的水流或蒸汽流进行间接热交换)分别产生一高一低两种压力的蒸汽(称作高压蒸汽或低压蒸汽)，即第一种(高压)蒸汽和第二种(低压)蒸汽；烧结冷却机的中温区废气通过该中温区配套设置的单压式余热锅炉(与另外的水流或蒸汽流进行间接热交换)产生低压蒸汽，即第三种蒸汽。另外，烧结冷却机的低温区废气被排放或，优选的是，直接输送到烧结机的料层上方供燃烧所使用，替代烧结机燃烧所用的常温空气。

在本申请中所述的“高参数”是指热交换后的蒸汽的如以上所述的高温或高压。相对地，这里所述的“低参数”是指热交换后的蒸汽的如以上所述的较低温度或较低压力。

在本申请中，双压式余热锅炉中的“双压”是指在该锅炉的高参数换热组件和低参数换热组件分别产生两种不同压力(或两种不同温度)的蒸汽。另外，单压式余热锅炉中的“单压”是指在锅炉中产生单种压力的蒸汽。

第一种蒸汽和/或第二种蒸汽供发电用或供生产用。第三种蒸汽供拖动用。例如第三种蒸汽可用于拖动冷却机的鼓风机。

优选，与烧结冷却机高温区配套设置的双压式余热锅炉包括一个或多个(例如2－5个、更优选3－4个)高参数换热组件和一个或多个(例如1个或2个)低参数换热组件。当包括多个(例如2－5个、更优选3－4个)高参数换热组件时，这些组件可以并列设置。当包括多个(例如1个或2个)低参数换热组件时，这些组件可以并列设置。

优选，双压式余热锅炉的以上所述一个或多个(例如2－5个、更优选3－4个，依次按照顺序)高参数换热组件布置在烧结冷却机高温区的冷却机风罩上。另外，的一个或多个(例如1个或2个)低参数换热组件可布置在烧结冷却机外部的地面上。

高温区的废气先通过高参数换热组件换热，(经过与水或水蒸汽热交换)产生高压蒸汽(或高参数蒸汽或高温蒸汽)(例如≥350℃，优选≥360℃，例如其温度是350℃－420℃，优选是360℃－410℃，更优选370℃－400℃)，即第一种蒸汽，之后，从高参数换热组件中排出的废气(例如经过汇合之后)进一步用风管输送至低参数换热组件，(再次经过与水或水蒸汽热交换)产生低压蒸汽(或低参数蒸汽或低温蒸汽)(例如160℃－260℃，优选170℃－260℃，更优选180℃－240℃，如200或220℃)，即第二种蒸汽，然后(例如借助于循环风机)将从低参数换热组件中排出的废气经由输送管送回至冷却机的风箱。

优选，与烧结冷却机的中温区配套设置的单压式余热锅炉分一段或多段(例如2－3段)(依次按照顺序)被布置在烧结冷却机的中温区的冷却机风罩上。在单压式余热锅炉的各段的上方设置有轴流风机。中温区的废气先通过单压式余热锅炉的一段或多段，(经过与水或水蒸汽热交换)产生低压蒸汽，之后该废气经输送管道送至烧结机的料层上方。

作为优选，烧结冷却机的低温区设有一个或多个风罩，在每一个风罩上部设置有轴流风机。位于低温区的风罩内的废气经输送管道送至烧结机的料层上方。

在本申请中，高温蒸汽与高压蒸汽具有相同的含义，可互换使用。低温蒸汽(或较低温度蒸汽)与低压蒸汽(或较低压力)具有相同的含义，可互换使用。

在本申请中，对于双压式余热锅炉或单压式余热锅炉中的换热组件，可采用现有技术中已知的换热组件。

例如，双压式余热锅炉中的高参数换热组件包括高温过热器、高温蒸发器和省煤器。双压式余热锅炉中的低参数换热组件包括低温过热器、低温蒸发器和水加热器。

作为优选，锅炉出现故障时，废气短时间由烟囱排出。

在本发明中，发电设备可以通过常规设备连接至单压式余热锅炉、双压式余热锅炉，利用产生的蒸汽发电，然后利用常规设备将电能储藏起来或利用常规输电线路输送到电网。

本发明的传动、拖动是指利用常规设备将回收的能量带动烧结机冷却机的鼓风机运转。

本发明的生产是指烧结机、烧结冷却机的其他运转，或其他任何设备的运转。

本发明未说明的装置和设备为本领域的常见设备和装置。

与现有技术相比，本发明的优点就在于：

1、本发明的系统能够根据烧结冷却机的废气品质或者温度，由高到低，分高中低三区分别利用，产生不同品质的产品供发电、拖动和烧结生产所用。并且烧结冷却机的废气能够全部利用完，无废气外排，无空气污染。

2、解决了现有技术只利用了高温区的废气，且利用效率不高，烧结冷却机中温区和低温区的废气由于温度低，利用难度大，利用成本高，直接外排至大气，除造成废气余热资源的浪费外，还造成环境的热污染和颗粒物不达标的问题。

3、本发明的设备操作简便，效果明显。

附图说明

图1是本发明的装置原理示意图

图2是本发明的带烟囱装置原理示意图

图3是本发明的系统布置示意图

图4是本发明的带烟囱系统布置示意图

附图标记

1、烧结冷却机；2、烧结机；3、高温区；4、中温区；5、低温区；6、高温区高参数换热组件；7、高温区低参数换热组件；8、循环风机；9、中温区锅炉I段；10、中温区锅炉I段轴流风机、；11、中温区锅炉II段；12、中温区锅炉II段轴流风机；13、烧结机1#风罩；14、低温区1#风罩；15、低温区1#轴流风机；16、低温区2#风罩；17、低温区2#轴流风机；18、烧结机2#风罩；19、烟囱；20：冷却机的回转方向；21：1号鼓风机；22：2号鼓风机；23：3号鼓风机；24：4号鼓风机；25：5号鼓风机；26：冷风入口；L1：高温区高参数换热组件后的废气输送管道；L2：高温区低参数换热组件后的废气输送管道；L3：中温区单压锅炉后的废气输送管道；L4：低温区废气输送管道，31：高温区的冷却机风罩；32：中温区的冷却机风罩；33：冷却机的风箱；34：单压式余热锅炉；35：双压式余热锅炉(它包括高参数换热组件6和低参数换热组件7)。

具体实施方式

在下面的具体实施方式中，涉及一种烧结冷却机1的废气余热梯级利用方法，其中烧结冷却机1包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机1下方或底部的风箱33和位于冷却机1上方或上部的多个冷却机风罩31、32、14、16和还有用于向冷却机1的底部风箱(33)输送冷风的鼓风机(例如21,22,23,24,25等等)，并且所述冷却段进一步分为高温区3、中温区4和低温区5，在操作中风箱33中的冷却风向上穿过烧结机的料层进入各个风罩31、32、14、16内，该方法包括：烧结冷却机1的高温区3的废气依次通过双压式余热锅炉35的一个或多个高参数换热组件6和一个或多个低参数换热组件7，这两种组件分别产生高压蒸汽和低压蒸汽，即第一种蒸汽和第二种蒸汽；烧结冷却机1的中温区4废气通过单压式余热锅炉34产生低压蒸汽，即第三种蒸汽。

上游的烧结机2的末端位于或邻近于烧结冷却机1的给料(区)段的外侧。

以上所述的一个或多个高参数换热组件6布置在烧结冷却机1高温区3的冷却机风罩31上，和双压式余热锅炉35的所述一个或多个低参数换热组件7布置在烧结冷却机1外部的地面上。

高温区3的废气先通过高参数换热组件6换热，产生高压蒸汽即第一种蒸汽，之后，从高参数换热组件6中排出的废气进一步用风管L1输送至低参数换热组件7，产生低压蒸汽即第二种蒸汽，然后将从低参数换热组件7中排出的废气经由循环风机8和输送管L2送回至冷却机1的风箱33。

另外，与烧结冷却机1的中温区4配套设置的单压式余热锅炉34分一段或多段(优选2－3段)被布置在烧结冷却机1的中温区4的冷却机风罩32上。

在装置的运转中，中温区4的废气先通过单压式余热锅炉34的各段9、11，产生低压蒸汽即第三种蒸汽，之后将该废气经由轴流风机10、12和输送管道L3送至烧结机2的料层上方。

另外，烧结冷却机1的低温区5的废气直接输送至烧结机2的料层上方供燃烧所使用，替代烧结机2燃烧所用的常温空气。为此，烧结冷却机1的低温区设有一个或多个风罩14、16，低温区的风罩14、16内的废气经由轴流风机15、17和输送管道L4送至烧结机2的料层上方。

一般，在高参数换热组件6中通过热交换获得的第一种蒸汽的压力是≥1.70MPa，优选≥1.8MPa，例如压力是1.7MPa－2.5MPa，优选1.8MPa－2.4MPa，更优选1.9MPa－2.3MPa，或其温度是≥350℃，优选≥360℃，例如其温度是370℃－460℃，优选是－450℃，更优选390℃－450℃。

一般，在低参数换热组件7中通过热交换获得的第二种蒸汽的压力是0.3MPa至0.8MPa，优选0.4MPa至0.8MPa，更优选0.5MPa至0.7MPa，或其温度是160℃－260℃，优选170℃－250℃，更优选180℃－240℃，如200或220℃。

一般，第一种蒸汽供发电和/或第二种蒸汽供发电或供生产用，第三种蒸汽用于拖动冷却机1的鼓风机21,22,23,24和/或25等等。

与烧结冷却机1的高温区3配套设置的双压式余热锅炉35包括一个或多个高参数换热组件6和一个或多个低参数换热组件7；优选的是，当包括多个高参数换热组件6时，这些组件可以并列设置，或当包括多个低参数换热组件7时，这些组件可以并列设置。

一般，高温区3的高参数换热组件6的数量为1-12个，优选2-10个，更优选3-6个。

此外，中温区的单压式余热锅34的段数为1-10段(或个)，优选2-8个，更优选2-6段，更优选3-4段；和/或

另外，低温区的风罩14、16的数量为1-6个，优选2-4个。

由于高温区3产生废气在其余热被利用之后被送回至冷却机1的风箱33，以提高高温区3的废气温度，因此完成一个循环。

中温区4产生的低压蒸汽用于拖动例如拖动冷却机的鼓风机。

作为优选，中温区4的废气用轴流风机10、12和风管L3输送至烧结机2的料层上方，给烧结燃烧所使用，替代常温空气。

作为优选，低温区5产生的废气用轴流风机15、17和风管L4输送至烧结机2的料层上方，给烧结燃烧所使用，替代常温空气。

高温区3还设有一个或多个烟囱19。

对于在上述方法中的装置，该装置包括烧结冷却机1，双压式余热锅炉35和单压式余热锅炉34，其中烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机下方或底部的风箱33和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩31,32,14,16，并且所述冷却段进一步分为高温区3、中温区4和低温区5，和其中双压式余热锅炉35与烧结冷却机高温区3配套设置并且包括一个或多个高参数换热组件6和一个或多个低参数换热组件7，和其中单压式余热锅炉34与烧结冷却机的中温区4配套设置。

上游的烧结机2的末端位于烧结冷却机1的给料区(段)的外侧。

当双压式余热锅炉35包括多个高参数换热组件6时，这些组件6并列设置，或当双压式余热锅炉35包括多个低参数换热组件7时，这些组件7并列设置。

以上所述的一个或多个高参数换热组件6布置在烧结冷却机高温区的冷却机风罩31上。双压式余热锅炉35的以上所述一个或多个低参数换热组件6布置在烧结冷却机外部的地面上。

所述高参数换热组件6被布置在烧结冷却机高温区的冷却机风罩31上并且该高参数换热组件6的废气出口经由管道L1连通到低参数换热组件7的废气入口，而低参数换热组件7的废气出口经由输送管L2连通至冷却机1的风箱33。

单压式余热锅炉34分一段或多段(优选2－3段)被布置在烧结冷却机1的中温区的冷却机风罩32上，和，单压式余热锅炉34的各段9,11的废气出口经由轴流风机10,12和管道L3连通至烧结机2的料层上方风罩13。

烧结冷却机(1)的低温区设有一个或多个风罩14，16，低温区的风罩14，16经由轴流风机15或17和管道L4连通至烧结机2的料层上方风罩18。

在整个换热过程中，无废气外排。

实施例1

如图1所示，一种烧结冷却机废气余热梯级利用零排放装置，其特征在于：烧结冷却机1冷却段分为高温区3、中温区4和低温区5，烧结冷却机的高温区3废气通过双压式余热锅炉35产生一高一低两个压力的蒸汽即第一蒸汽(压力1.8MPa,温度360℃)和第二蒸汽(压力0.5MPa,温度180℃)；烧结冷却机的中温区4废气通过单压式余热锅炉34产生蒸汽；烧结冷却机1的低温区5废气经由管道L4被输送至烧结机2的料层上方(即2号风罩18内)。烧结冷却机高温区3的双压式余热锅炉35包括多个(例如3个)高参数换热组件6和低参数换热组件7，高参数换热组件6布置在烧结冷却机高温区3的冷却机风罩31上，双压式余热锅炉的低参数换热组件7布置在烧结冷却机1外部的地面上，高温区3的废气先通过高参数换热组件6换热，产生高参数蒸汽，产生高参数蒸汽后的废气用风管L1输送至低参数换热组件7，产生低参数蒸汽，然后由循环风机8将低参数换热组件7后的废气用输送管L2送回至冷却机的风箱33。烧结冷却机1的中温区的单压式余热锅炉34分两段(9、11)布置在烧结冷却机中温区的冷却机风罩32上，在该单压式余热锅炉34的各段中设置换热组件，在单压式余热锅炉34的各段的上方设置有轴流风机10、12；中温区的废气先通过单压式余热锅炉34的各段9、11，产生低压蒸汽即第三蒸汽(压力约0.3MPa,温度220℃)后的废气经输送管道L3送至烧结机2的料层上方(即1号风罩13内)。烧结冷却机1的低温区5设有两个风罩14、16，在风罩上部设置有轴流风机15、17；风罩内的低温区废气经输送管道L4送至烧结机2的料层上方。高温区3产生的高参数蒸汽和低参数蒸汽用于发电，余热已被利用的废气再被送回至冷却机1的风箱33，以提高高温区3的废气温度，完成一个循环。中温区的废气的余热所产生的低压蒸汽用于拖动冷却机的鼓风机(21、22、23、24、25等)。中温区的废气在余热被利用之后进一步用轴流风机10、12和风管L3输送至烧结机2的料层上方(风罩13)，给烧结燃烧所使用，替代常温空气。高温区的高参数换热组件6由3个高参数换热组件所构成。

在整个换热过程中，无废气外排。

在本实施例1中以360㎡烧结机为例，烧结冷却机总废气量约为132x10⁴Nm³/h，高温区废气量为60x10⁴Nm³/h，平均温度为350℃；中温区废气量为40x10⁴Nm³/h，平均温度为220℃；低温区废气量为32x10⁴Nm³/h，平均温度为150℃。

烧结机燃烧所需的空气量约108x10⁴Nm³/h。

根据热平衡计算得知：

高温区的废气能够产生蒸汽：高参数压力1.8MPa,温度360℃,流量40t/h

                          低参数压力0.5MPa,温度180℃,流量10t/h

                          上述参数的蒸汽可发电9400kW

双压式余热锅炉排出的140℃、60x10⁴Nm³/h废气回至烧结冷却机。

中温区的废气能够产生蒸汽：压力0.3MPa,温度220℃,流量12t/h

                上述参数的蒸汽可拖动2台700kW冷却机鼓风机

单压式余热锅炉排出的150℃、40x10⁴Nm³/h废气送至烧结机使用。

低温区废气量为32x10⁴Nm³/h，平均温度为150℃的废气送至烧结机使用。

从上分析可知，烧结冷却机总废气量约为132x10⁴Nm³/h，高温区废气量60x10⁴Nm³/h，回至烧结冷却机；余下的中、低温区废气量72x10⁴Nm³/h送至烧结机使用，烧结机燃烧所需的空气量约108x10⁴Nm³/h，中、低温区废气可以全部由烧结机接纳，本系统烧结冷却机全部废气都被利用，无废气外排，做到零排放，因而无空气污染。

实施例2

重复实施例1，只是高温区的高参数换热组件6为5个高参数换热组构成。

实施例3

重复实施例1，只是中温区的锅炉段9为5段。

实施例4

重复实施例1，只是低温区的风罩15数量为5个。

实施例5

重复实施例1，只是高温区还设有1个烟囱19。

实施例6

重复实施例1，只是高温区还设有3个烟囱19。

实施例7

所采用的烧结冷却机废气余热梯级利用零排放系统如图2和图4所示，本实施例7的系统为：烧结冷却机1冷却段分为高温区3、中温区4和低温区5，冷却机1的高温区3废气通过双压式余热锅炉产生一高一低两个压力的蒸汽供发电或生产用；冷却机1的中温区4废气通过单压式余热锅炉产生蒸汽供拖动或生产用；冷却机1的低温区5废气直接提供给烧结机2燃烧所使用，替代常温空气。使烧结冷却机1废气余热全部利用，并无废气外排污染空气。

其中，烧结冷却机1高温区3余热锅炉的高参数换热组件6布置在烧结冷却机高温区3的冷却机风罩上，余热锅炉的低参数换热组件7布置在烧结冷却机外部的地面上，高温区3的废气先通过高参数换热组件6换热，产生高参数蒸汽后的废气用风管输送至低参数换热组件7，产生低参数蒸汽，然后由循环风机8将废气送回至冷却机1的风箱，以提高高温区3的废气温度，完成一个循环。在整个换热过程中，无废气外排，即无空气污染。锅炉出现故障时，废气短时间由烟囱19排出。

另外，烧结冷却机中温区4余热锅炉分二段布置在烧结冷却机中温区的冷却机风罩上，余热锅炉的I段9和II段11设置锅炉所需的换热组件，在余热锅炉的I段9和II段11的上方设置有轴流风机10、12；中温区4的废气先通过余热锅炉的I段9和II段11换热，产生低压蒸汽后的废气用轴流风机10、12和风管输送至烧结机2料层上方的烧结机风罩13，给烧结燃烧所使用，替代常温空气。在整个换热过程中，无废气外排。

另外，烧结冷却机低温区5设有一个或多个风罩14、16，在风罩14、16上部设置有轴流风机15、17；风罩14、16内的低温区废气用轴流风机15、17和风管输送至烧结机料层上方的烧结机风罩18，给烧结燃烧所使用，替代常温空气。在整个换热过程中，无废气外排。在本实施例中使用的工艺条件与实施例1中相同。

实施例8

重复实施例1，只是重复设置两个双压式余热锅炉(35)。

Claims (18)

1.烧结冷却机的废气余热梯级利用方法，其中烧结冷却机(1)包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机下方或底部的风箱(33)和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩，并且所述冷却段进一步分为高温区(3)、中温区(4)和低温区(5)，在操作中风箱中的冷却风向上穿过烧结机的料层进入各个风罩内，该方法包括：烧结冷却机(1)的高温区(3)的废气依次通过与该高温区(3)配套设置的一个或多个双压式余热锅炉(35)中的高参数换热组件(6)和低参数换热组件(7)，分别产生高压蒸汽和低压蒸汽，即第一种蒸汽和第二种蒸汽；烧结冷却机(1)的中温区(4)废气通过与该中温区(4)配套设置的一个或多个单压式余热锅炉(34)产生低压蒸汽，即第三种蒸汽。

2.根据权利要求1所述的方法，其中；烧结冷却机(1)的低温区(5)废气直接输送至烧结机(2)的料层上方供燃烧所使用，替代烧结机燃烧所用的常温空气；和/或

在高参数换热组件(6)中通过热交换获得的第一种蒸汽的压力是≥1.70MPa，优选≥1.8MPa，或其温度是≥350℃，优选≥360℃，和/或，

在低参数换热组件(7)中通过热交换获得的第二种蒸汽的压力是0.3MPa至0.8MPa，优选0.4MPa至0.7MPa，更优选0.5MPa至0.6MPa，或其温度是160℃－260℃，优选170℃－250℃，更优选180℃－240℃。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中第一种蒸汽和/或第二种蒸汽供发电用或供生产用；优选的是，第三种蒸汽供拖动；更优选的是，第三种蒸汽用于拖动冷却机的鼓风机。

4.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中与烧结冷却机高温区(3)配套设置的一个或多个双压式余热锅炉(35)各自独立地包括一个或多个高参数换热组件(6)和一个或多个低参数换热组件(7)；优选的是，当双压式余热锅炉(35)包括多个高参数换热组件(6)时，这些组件可以并列设置，或当双压式余热锅炉(35)包括多个低参数换热组件(7)时，这些组件可以并列设置。

5.根据权利要求1-4中任何一项的方法，其中双压式余热锅炉(35)的所述一个或多个高参数换热组件(6)布置在烧结冷却机高温区(3)的冷却机风罩(31)上；和/或，双压式余热锅炉(35)的所述一个或多个低参数换热组件(7)布置在烧结冷却机(1)外部的地面上。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述的方法，其中高温区的废气先通过高参数换热组件(6)换热，产生高压蒸汽即第一种蒸汽，之后，从高参数换热组件中排出的废气进一步用风管(L1)输送至低参数换热组件(7)，产生低压蒸汽即第二种蒸汽，然后将从低参数换热组件(7)中排出的废气经由输送管(L2)送回至冷却机的风箱(33)。

7.根据权利要求1-6中任何一项所述的方法，其中，与烧结冷却机的中温区(4)配套设置的单压式余热锅炉(34)分一段或多段(优选2－3段)被布置在烧结冷却机的中温区的冷却机风罩(32)上。

8.根据权利要求1-7中任何一项所述的方法，其中中温区(4)的废气先通过单压式余热锅炉(34)的各段(9、11)，产生低压蒸汽即第三种蒸汽，之后将该废气经由输送管道(L3)送至烧结机(2)的料层上方；和/或

其中烧结冷却机的低温区(5)设有一个或多个风罩(14、16)，低温区的风罩内的废气经输送管道(L4)送至烧结机(2)的料层上方。

9.根据权利要求1-8中任何一项的方法，其中高温区(3)的高参数换热组件(6)的数量为1-12个，优选2-10个，更优选3-6个，和/或

中温区(4)的单压式余热锅炉(34)的段数为1-10段(或个)，优选2-8个，更优选2-6段，更优选3-4段，和/或

低温区的风罩(14、16)数量为1-6个，进一步优选2-4个。

10.烧结冷却机的废气余热梯级利用方法，其中烧结冷却机(1)包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机(1)下方或底部的风箱(33)和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩，并且所述冷却段进一步分为高温区(3)、中温区(4)和低温区(5)，在操作中风箱中的冷却风向上穿过烧结机的料层进入各个风罩内，该方法包括：烧结冷却机的高温区(3)的废气依次通过与该高温区(3)配套设置的一个或多个双压式余热锅炉(35)中的高参数换热组件(6)和低参数换热组件(7)，分别产生高压蒸汽和低压蒸汽，即第一种蒸汽和第二种蒸汽；烧结冷却机的中温区(4)废气通过与该中温区(4)配套设置的一个或多个单压式余热锅炉(34)产生低压蒸汽，即第三种蒸汽；烧结冷却机的中温区(4)、低温区(5)废气输送至烧结机(2)的料层上方供燃烧所使用，替代烧结机燃烧所用的常温空气；

其中，高温区(3)的废气先通过高参数换热组件(6)换热，产生高压蒸汽即第一种蒸汽，之后，从高参数换热组件(6)中排出的废气进一步用风管(L1)输送至低参数换热组件(7)，产生低压蒸汽即第二种蒸汽，然后将从低参数换热组件(7)中排出的废气经由输送管(L2)送回至冷却机的风箱(33)；和

其中，中温区(4)的废气先通过单压式余热锅炉(34)，产生低压蒸汽即第三种蒸汽，之后将该废气经由输送管道(L3)送至烧结机(2)的料层上方。

11.一种烧结冷却机废气余热梯级利用装置或用于权利要求1-10中任何一项的方法中的装置，该装置包括烧结冷却机(1)，一个或多个双压式余热锅炉(35)和一个或多个单压式余热锅炉(34)，其中烧结冷却机包括给料段、冷却段和卸料段以及包括位于冷却机下方或底部的风箱(33)和位于冷却机上方或上部的多个冷却机风罩(31,32,14,16)，并且所述冷却段进一步分为高温区(3)、中温区(4)和低温区(5)，和其中一个或多个双压式余热锅炉(35)与烧结冷却机高温区(3)配套设置并且各自包括一个或多个高参数换热组件(6)和一个或多个低参数换热组件(7)，和其中一个或多个单压式余热锅炉(34)与烧结冷却机的中温区(4)配套设置。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，当双压式余热锅炉(35)包括多个高参数换热组件(6)时，这些组件(6)并列设置，或当双压式余热锅炉(35)包括多个低参数换热组件(7)时，这些组件(7)并列设置。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其中双压式余热锅炉(35)的以上所述一个或多个高参数换热组件(6)布置在烧结冷却机(1)的高温区(3)的冷却机风罩(31)上；和/或，双压式余热锅炉(35)的以上所述一个或多个低参数换热组件(7)布置在烧结冷却机(1)外部的地面上。

14.根据权利要求11-13中任何一项所述的装置，其中所述一个或多个高参数换热组件(6)被布置在烧结冷却机高温区(3)的冷却机风罩(31)上并且该一个或多个高参数换热组件(6)的废气出口经由管道(L1)连通到一个或多个低参数换热组件(7)的废气入口，而该一个或多个低参数换热组件(7)的废气出口经由输送管(L2)连通至冷却机(1)的风箱(33)。

15.根据权利要求11-14中任何一项所述的装置，其中单压式余热锅炉(34)分一段或多段(优选2－3段)被布置在烧结冷却机(1)的中温区(4)的冷却机风罩(32)上，和，优选的是，单压式余热锅炉(34)的一段或多段(9、11)的废气出口经由轴流风机(10,12)和管道(L3)连通至烧结机(2)的料层上方风罩(13)。

16.根据权利要求11-15中任何一项所述的装置，其中烧结冷却机(1)的低温区(5)设有一个或多个风罩(14，16)，低温区的风罩(14，16)经由轴流风机(15或17)和管道(L4)连通至烧结机(2)的料层上方风罩(18)。

17.根据权利要求11-16中任一项所述的装置，其中与高温区(3)配套的双压式余热锅炉(35)的高参数换热组件(6)的数量为1-12个，优选2-10个，更优选3-6个，和/或

中温区的单压式余热锅炉(34)的段数为1-10段(或个)，优选2-8个，更优选2-6段，更优选3-4段，和/或

低温区的风罩(14，16)的数量为1-6个，优选2-4个。

18.根据权利要求11-17中任一项所述的装置，其特征在于：高温区(3)还设有烟囱(19)；优选的是，烟囱的数量为1-6个，优选2-5个，更优选3-4个。