CN106091707B - 一种烧结矿竖式逆流余热回收装置及方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种烧结矿竖式逆流余热回收装置及方法，该装置包括相互连接的顶部入料仓、竖式逆流回收装置本体、八字分料器、冷却风再分布装置、中心布风器、十字梁、环形布风管一、环形布风管二、振动给料机、下部接料仓；该方法为：高温烧结矿经破碎后进入顶部入料仓，经过五个下料管进入竖式逆流换热装置本体，物料在下降过程中受八字分料器、十字梁的影响均匀下降，从竖式逆流换装置本体下部的七个出料口排出，物料由七个出料口排出后，汇入下部接料仓，混合后以一定速度排出。其优点是：运行平稳可靠、漏风率低、粉尘污染小、余热资源利用率高，可用于块状钢渣、红热铁合金铸块、镍铁渣等余热回收，回收的高温余热可用于发电、冬季取暖等。

Description

一种烧结矿竖式逆流余热回收装置及方法
技术领域：
本发明涉及冶金工业余热回收工艺装备技术领域，特别是涉及一种烧结矿余热回收装置及方法。
背景技术：
在现有技术中，国内钢铁工业的总能耗占国民经济总能耗的10％左右，而烧结能耗占钢铁工业总能耗的12％左右。2015年我国烧结矿产量约8.99亿吨，1吨烧结矿所携带的余热资源约为0.94～1.02GJ，蕴含着巨大的余热资源。烧结矿显热约占烧结过程余热资源总量的70％，若烧结矿显热全部回收发电，吨矿发电量能达到54.8～59.5kw·h。目前国内外大中型烧结机大多采用带式冷却机或环形冷却机冷却。回收热量约占烧结矿显热的20％～40％，回收率较低，国内吨矿发电12～18kw·h。部分小型烧结机采用平式烧结机生产烧结矿，没有余热回收设施。在国内外目前烧结节能减排余热利用的研究方向主要是针对环冷机和带冷机的漏风问题，做了大量的研究和改进，例如：液密封技术、各种柔性密封技术等，先进技术可以使漏风率减小到20％以下，甚至10％以下，吨矿发电量超过20kw·h。但是，由于机械磨损、工作环境维护不方便等原因，改造一年后漏风率都会增加，吨矿发电量降低。如何从改变传统工艺的角度，寻找一种不漏风、高效的烧结矿冷却工艺装备，从根本上解决现有工艺装备存在的问题，是该领域的技术发展趋势。
发明内容：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种烧结矿竖式逆流余热回收装置及方法。
本发明的技术解决方案是：提供一种烧结矿竖式逆流余热回收装置，主要由顶部入料仓、振动给料机、下部接料仓组成；其特征是：还包括竖式逆流回收装置本体、八字分料器、冷却风导流体、中心布风器、十字梁、环形布风管a、环形布风管b；顶部入料仓焊接在竖式逆流回收装置本体的上面，顶部入料仓由两部分组成；上半部分是起缓冲储存作用的储料仓，下半部分按圆周均匀分布设置五个下料管道；顶部入料仓下部的五个下料管道与竖式逆流回收装置本体顶部设置的五个同直径的下料孔连通；竖式逆流回收装置本体内部上方设置有八字分料器，八字分料器通过4根三角形柱子焊在竖式逆流回收装置本体的内侧；截面为长方形的圆环形冷却风导流体设置在八字分料器的下方，其外环面与竖式逆流回收装置本体的内侧焊接；冷却风导流体的下方设置十字梁，中心布风器焊接在十字梁的中部上方；十字梁的四个外侧头部分别焊在环形布风管a内侧的四个不同位置上；环形布风管a的内侧焊接在竖式逆流回收装置本体的外侧；环形布风管b焊在下部接料仓的外侧；振动给料机的上部通过螺栓连接在竖式逆流回收装置本体的下部接口位置，振动给料机的下部通过螺栓连接在下部接料仓的上部接口位置。其特征还在于：竖式逆流换热装置本体下部接口有7个，其中中心位置设置一个圆锥形下料口，其余六个棱锥形下料口沿圆周均匀分布在竖式逆流换热装置本体边部。每个下料口均设有与之连通的振动给料机。十字梁、环形布风管a、中心布风器、竖式逆流换热装置本体管路相通。下部接料仓设计成可以保证物料顺利排出的较大斜率的倒锥形料仓，该锥度为1:1.5。提供一种烧结矿竖式逆流余热回收方法，高温烧结矿经破碎后进入顶部入料仓，经过五个下料管进入竖式逆流换热装置本体，物料在下降过程中受八字分料器、十字梁等影响均匀下降，从竖式逆流换热装置本体下部的七个出料口排出，物料由七个出料口排出后，汇入下部接料仓，混合后以一定速度排出；冷却空气由中心布风器及环形布风管b吹入，在空气向上流动过程中，同时受到装置下部的冷却风导流体影响，使空气在上升过程中均匀分布，高温空气从竖式逆流换热装置上部的管道集中排出；安装于竖式逆流换热装置本体中上部的八字分料器是由四根钢结构固定支撑；其作用是减缓中间下料速度，加快边缘的下料速度，促使同一平面物料下料均匀；在竖式逆流换热装置本体中下部沿内壁环形安装一圈钢板组成的冷却风导流体，由筋板支撑；其作用可以使边缘气流强行向炉体中间部位引导，减缓边缘效应；由于中心布风器固定于十字梁之上，十字梁固定在环形布风管a上，环形布风管a外环固定于竖式逆流换热装置本体中下部，由于十字梁、环形布风管a、中心布风器、竖式逆流换热装置本体管路相通；冷却空气由环形布风管a吹入中心布风器；再由中心布风器吹入竖式逆流换热装置本体；冷却空气对烧结矿进行冷却，同时十字梁也在促使物料均匀下降；竖式逆流换热装置本体每个下料口设有的振动给料机，独立控制每个下料口的下料速度，有助于物料下料均匀，同时保证烧结矿冷却充分；在出料口边壁设有环形布风管b，部分冷却空气从此处加入，强化烧结矿冷却，同时提高换热效率；同时为保证吹入的冷却空气能从竖式逆流换热装置本体顶部排出，环形布风管b与出料口之间的压差必须高于环形布风管b与炉顶料面之间的压差；在竖式逆流换热装置内，热烧结矿与冷却空气进行逆向热交换后温度降低为150℃以下，然后从竖式逆流换热装置下部的出料机构排出。在冷却鼓风机的作用下，100℃左右的冷却空气从竖式逆流换热装置下部的配风装置进入竖式逆流换热装置本体，并与热烧结矿进行逆流热交换，产生的600℃左右热空气从竖式逆流换热装置上部的管道集中排出，高温热空气排出后可用于发电或冬季取暖。
本发明的有益效果是：烧结矿余热回收装置运行平稳可靠、漏风率低、粉尘污染小、余热资源利用率高，可用于块状钢渣、红热铁合金铸块、镍铁渣等余热回收，回收的高温余热可用于发电、冬季取暖等，其潜在的市场推广前景大。对于一个年产380万吨烧结矿的烧结厂来说，投资一套竖式逆流换热系统及发电系统约需要7000万元，通过该系统回收烧结余热发电量达到28KWh/t烧结矿，按每度电0.6元计算，每年发电收入约6400万元，假设去除运行成本1500万元，年纯效益为4900万元，只需2年就可以收回成本。
附图说明：
图1是本发明实施例一种烧结矿竖式逆流余热回收装置及方法的结构示意图；
图2是本发明实施例中序号2竖式逆流回收装置本体外形图；
图3是图2的俯视图；
图4是图2的C－C剖视图；
图5是图1的A－A视图；
图6是图1的B－B视图；
图7是本发明实施例中序号4冷却风再分布装置剖面图。
附图中：1.顶部入料仓；2.竖式逆流回收装置本体；3.八字分料器；4.冷却风再分布装置；5.中心布风器；6.十字梁；7.环形布风管a；8.环形布风管b；9.振动给料机；10.下部接料仓。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明实施例做进一步详细描述：图1是一种新型烧结矿竖式逆流余热回收装置的结构示意图；本装置主要由顶部入料仓1、竖式逆流回收装置本体2、八字分料器3、冷却风再分布装置4、中心布风器5、十字梁6、环形布风管a7、环形布风管b8、振动给料机9、下部接料仓10组成。顶部入料仓1焊接在竖式逆流回收装置本体2)的上面，顶部入料仓1由两部分组成；上半部分是起缓冲储存作用的储料仓，下半部分按圆周均匀分布设置五个下料管道；顶部入料仓1下部的五个下料管道与竖式逆流回收装置本体2顶部设置的五个同直径的下料孔连通；竖式逆流回收装置本体2内部上方设置有八字分料器3，八字分料器3通过4根三角形柱子焊在竖式逆流回收装置本体2的内侧；截面为长方形的圆环形冷却风导流体4设置在八字分料器3的下方，其外环面与竖式逆流回收装置本体2的内侧焊接；冷却风导流体4的下方设置十字梁6，中心布风器5焊接在十字梁6的中部上方；十字梁6的四个外侧头部分别焊在环形布风管a 7内侧的四个不同位置上；环形布风管a 7的内侧焊接在竖式逆流回收装置本体2的外侧；环形布风管b 8焊在下部接料仓10的外侧；振动给料机9的上部通过螺栓连接在竖式逆流回收装置本体2的下部接口位置，振动给料机9的下部通过螺栓连接在下部接料仓10的上部接口位置。竖式逆流换热装置本体2下部接口有7个，其中中心位置设置一个圆锥形下料口，其余六个棱锥形下料口沿圆周均匀分布在竖式逆流换热装置本体2边部。每个下料口均设有与之连通的振动给料机9。十字梁6、环形布风管a 7、中心布风器5、竖式逆流换热装置本体2管路相通。下部接料仓10设计成可以保证物料顺利排出的较大斜率的倒锥形料仓，该锥度为1:1.5。提供一种烧结矿竖式逆流余热回收方法，高温烧结矿经破碎后进入顶部入料仓1，经过五个下料管进入竖式逆流换热装置本体2，物料在下降过程中受八字分料器3、十字梁6等影响均匀下降，从竖式逆流换热装置本体2下部的七个出料口排出，物料由七个出料口排出后，汇入下部接料仓10，混合后以一定速度排出；冷却空气由中心布风器5及环形布风管b8吹入，在空气向上流动过程中，同时受到装置下部的冷却风导流体4影响，使空气在上升过程中均匀分布，高温空气从竖式逆流换热装置2上部的管道集中排出；安装于竖式逆流换热装置本体2中上部的八字分料器3是由四根钢结构固定支撑；其作用是减缓中间下料速度，加快边缘的下料速度，促使同一平面物料下料均匀；在竖式逆流换热装置本体2中下部沿内壁环形安装一圈钢板组成的冷却风导流体4，由筋板支撑；其作用可以使边缘气流强行向炉体中间部位引导，减缓边缘效应；由于中心布风器5固定于十字梁6之上，十字梁6固定在环形布风管a7上，环形布风管a7外环固定于竖式逆流换热装置本体2中下部，由于十字梁6、环形布风管a7、中心布风器5、竖式逆流换热装置本体2管路相通；冷却空气由环形布风管a7吹入中心布风器5；再由中心布风器5吹入竖式逆流换热装置本体2；冷却空气对烧结矿进行冷却，同时十字梁6也在促使物料均匀下降；竖式逆流换热装置本体2每个下料口设有的振动给料机9，独立控制每个下料口的下料速度，有助于物料下料均匀，同时保证烧结矿冷却充分；在出料口边壁设有环形布风管b8，部分冷却空气从此处加入，强化烧结矿冷却，同时提高换热效率；同时为保证吹入的冷却空气能从竖式逆流换热装置本体2顶部排出，环形布风管b8与出料口之间的压差必须高于环形布风管b8与炉顶料面之间的压差；在竖式逆流换热装置内，热烧结矿与冷却空气进行逆向热交换后温度降低为150℃以下，然后从竖式逆流换热装置下部的出料机构排出。在冷却鼓风机的作用下，100℃左右的冷却空气从竖式逆流换热装置下部的配风装置进入竖式逆流换热装置本体，并与热烧结矿进行逆流热交换，产生的600℃左右热空气从竖式逆流换热装置上部的管道集中排出，高温热空气排出后可用于发电或冬季取暖。

Claims (5)

1.一种烧结矿竖式逆流余热回收装置，主要由顶部入料仓(1)、振动给料机(9)、下部接料仓(10)组成；其特征是：还包括竖式逆流回收装置本体(2)、八字分料器(3)、冷却风导流体(4)、中心布风器(5)、十字梁(6)、环形布风管a(7)、环形布风管b(8)；顶部入料仓(1)焊接在竖式逆流回收装置本体(2)的上面，顶部入料仓(1)由两部分组成；上半部分是起缓冲储存作用的储料仓，下半部分按圆周均匀分布设置五个下料管道；顶部入料仓(1)下部的五个下料管道与竖式逆流回收装置本体(2)顶部设置的五个同直径的下料孔连通；竖式逆流回收装置本体(2)内部上方设置有八字分料器(3)，八字分料器(3)通过4根三角形柱子焊在竖式逆流回收装置本体(2)的内侧；截面为长方形的圆环形冷却风导流体(4)设置在八字分料器(3)的下方，其外环面与竖式逆流回收装置本体(2)的内侧焊接；冷却风导流体(4)的下方设置十字梁(6)，中心布风器(5)焊接在十字梁(6)的中部上方；十字梁(6)的四个外侧头部分别焊在环形布风管a(7)内侧的四个不同位置上；环形布风管a(7)的内侧焊接在竖式逆流回收装置本体(2)的外侧；环形布风管b(8)焊在下部接料仓(10)的外侧；振动给料机(9)的上部通过螺栓连接在竖式逆流回收装置本体(2)的下部接口位置，振动给料机(9)的下部通过螺栓连接在下部接料仓(10)的上部接口位置。
2.如权利要求1所述的一种烧结矿竖式逆流余热回收装置，其特征在于：竖式逆流换热装置本体(2)下部接口有7个，其中中心位置设置一个圆锥形下料口，其余六个棱锥形下料口沿圆周均匀分布在竖式逆流换热装置本体(2)边部，每个下料口均设有与之连通的振动给料机(9)。
3.如权利要求1所述的一种烧结矿竖式逆流余热回收装置，其特征在于：十字梁(6)、环形布风管a(7)、中心布风器(5)、竖式逆流换热装置本体(2)管路相通。
4.如权利要求1所述的一种烧结矿竖式逆流余热回收装置，其特征在于：下部接料仓(10)设计成可以保证物料顺利排出的较大斜率的倒锥形料仓，锥度为1:1.5。
5.一种烧结矿竖式逆流余热回收方法，高温烧结矿经破碎后进入顶部入料仓(1)，经过五个下料管进入竖式逆流换热装置本体(2)，物料在下降过程中受八字分料器(3)、十字梁(6)影响均匀下降，从竖式逆流换热装置本体(2)下部的七个出料口排出，物料由七个出料口排出后，汇入下部接料仓(10)，混合后以一定速度排出；冷却空气由中心布风器(5)及环形布风管b(8)吹入，在空气向上流动过程中，同时受到装置下部的冷却风导流体(4)影响，使空气在上升过程中均匀分布，高温空气从竖式逆流换热装置(2)上部的管道集中排出；安装于竖式逆流换热装置本体(2)中上部的八字分料器(3)是由四根钢结构固定支撑；其作用是减缓中间下料速度，加快边缘的下料速度，促使同一平面物料下料均匀；在竖式逆流换热装置本体(2)中下部沿内壁环形安装一圈钢板组成的冷却风导流体(4)，由筋板支撑；其作用可以使边缘气流强行向炉体中间部位引导，减缓边缘效应；由于中心布风器(5)固定于十字梁(6)之上，十字梁(6)固定在环形布风管a(7)上，环形布风管a(7)外环固定于竖式逆流换热装置本体(2)中下部，由于十字梁(6)、环形布风管a(7)、中心布风器(5)、竖式逆流换热装置本体(2)管路相通；冷却空气由环形布风管a(7)吹入中心布风器(5)；再由中心布风器(5)吹入竖式逆流换热装置本体(2)；冷却空气对烧结矿进行冷却，同时十字梁(6)也在促使物料均匀下降；竖式逆流换热装置本体(2)每个下料口设有的振动给料机(9)，独立控制每个下料口的下料速度，有助于物料下料均匀，同时保证烧结矿冷却充分；在出料口边壁设有环形布风管b(8)，部分冷却空气从此处加入，强化烧结矿冷却，同时提高换热效率；同时为保证吹入的冷却空气能从竖式逆流换热装置本体(2)顶部排出，环形布风管b(8)与出料口之间的压差必须高于环形布风管b(8)与炉顶料面之间的压差；在竖式逆流换热装置内，热烧结矿与冷却空气进行逆向热交换后温度降低为150℃以下，然后从竖式逆流换热装置下部的出料机构排出，在冷却鼓风机的作用下，100℃左右的冷却空气从竖式逆流换热装置下部的配风装置进入竖式逆流换热装置本体，并与热烧结矿进行逆流热交换，产生的600℃左右热空气从竖式逆流换热装置上部的管道集中排出，高温热空气排出后用于发电或冬季取暖。
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