CN110157903A - 一种球团矿冷却废气回收利用系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球团矿冷却废气回收利用系统的使用方法，包括链箅机、链箅机上罩及其风箱、回转窑、环冷机、环冷机上罩及其风箱、冷却风机、鼓干风机、管道和阀门，其特征在于：所述的环冷机三冷段上罩、四冷段上罩连通为冷却后段上罩，所述的冷却后段上罩与冷却废气温度调节系统连接；所述的冷却废气温度调节系统包括排气管Ⅰ、排气管Ⅱ、排气管Ⅲ、调节阀Ⅰ、调节阀Ⅱ、冷却废气回风总管、三根冷却废气回风支管和调节阀Ⅲ。本发明的优点是：将球团矿冷却环节的废气全部回收利用，减少热损失，降低系统能耗，提供了废气温度调节手段，可向链箅机和回转窑提供温度适宜的热气流作为热源。

Description

一种球团矿冷却废气回收利用系统及使用方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金工业球团矿生产技术领域，具体涉及一种球团矿冷却废气回收利用系统及使用方法。

背景技术

目前，链箅机-回转窑-环冷机工艺是铁矿球团生产的主要生产工艺之一。

在链箅机上，对生球进行热处理，通过热气流与料层间进行错流换热完成生球的干燥和预热过程。按照传统热风流程，根据热气流温度和穿过料层的方式将链箅机分为四段，沿物料前进方向依次为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热一段和预热二段。链箅机各段需要的热气流温度，是根据球团试验结果确定的。

鼓风干燥是在链箅机上对生球进行处理的第一道工序，用于鼓风干燥的热源是来自环冷机三冷段上罩的冷却废气（以下简称“三冷段废气”），自下而上的热气流通过生球料层，初步脱除生球水分。

抽风干燥是在链箅机上对生球进行处理的第二道工序，用于抽风干燥的热源是来自链箅机回热风机的热烟气（以下简称“回热风”），自上而下的热气流通过生球料层，脱除生球水分。

预热一段是链箅机上的过渡环节，预热一段的热源是来自环冷机二冷段上罩的热废气（以下简称“二冷段废气”），自上而下的热气流通过生球料层，将生球剩余水分全部脱除，并将干球加热使其根据需要升温。

预热二段是在链箅机上对生球进行处理的最后一个环节，来自回转窑的热烟气自上而下穿过料层，将干球在适宜温度下预热一定的时间，使干球强度满足入窑的要求，穿过料层的烟气作为“回热风”，由回热风机送往抽风干燥段上罩作为热源。

经过干燥、预热过程，生球完成脱水、升温过程，具备一定强度的球团进入回转窑，在窑内完成球团的焙烧过程，经过焙烧后的高温球团矿从回转窑卸入环冷机。

在环冷机上，完成球团矿的冷却过程。按照传统热风流程，将环冷机分为三段或四段，沿物料前进方向依次为一冷段、二冷段、三冷段和四冷段，各段均设有冷却风机，将常温空气鼓入环冷机风箱，自下而上穿过料层，对球团矿进行冷却。一冷段上罩的热废气（以下简称“一冷段废气”）进入回转窑作为“二次风”，二冷段废气去往链箅机预热一段上罩作为热源，三冷段废气经鼓干风机鼓入链箅机鼓风干燥段风箱作为干燥热源，如果有四冷段，四冷段上罩的热废气直接排放。

实际生产过程中，在原料条件、环境温度等各种因素的影响下，存在环冷机各段的热废气温度与预期不符的情况，与链箅机各段需要的温度会有一定的差距。

在环冷机三冷段废气温度偏高时，直接作为干燥介质可能会使生球产生裂纹，需要在鼓干风机前兑入冷风降温后使用；在环冷机三冷段废气温度偏低时，需要通过兑入热风或辅助供热来使三冷段废气升温，否则不能满足鼓风干燥的需要，无法达到预期的鼓风干燥效果，将影响链箅机上生球的进一步脱水和升温过程。

在环冷机二冷段废气温度偏低时，链箅机预热一段热量不足，需要通过兑入热风或辅助供热来使二冷段废气升温，否则不能满足链箅机预热一段球团升温的需要，将影响干球预热的效果。

在环冷机一冷段废气温度偏低时，回转窑“二次风”温度偏低，需要回转窑主燃烧器燃烧更多的燃料，才能保证窑内的焙烧温度。

如果链箅机某一段的热气流温度偏低，会使链箅机上该段工序后移，轻则增加燃耗、影响产量，重则预热球指标偏低，造成回转窑内粉尘量加大、结圈等影响生产的后果。因此，取自环冷机上罩的废气温度可调可控，用于链箅机各段的热气流温度始终处于设定范围，是保证铁矿球团生产连续稳定进行、保证球团矿质量的基本条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种球团矿冷却废气回收利用系统及使用方法，能够将球团矿冷却环节的废气全部回收利用，做到冷却废气零排放，减少热损失，降低系统能耗。运用调节手段向链箅机和回转窑提供温度适宜的热气流，使球团干燥、预热、焙烧过程达到预期效果，保证球团矿的质量。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种球团矿冷却废气回收利用系统，包括链箅机、链箅机上罩及链箅机风箱、回转窑、环冷机、环冷机上罩及环冷机风箱、冷却风机、鼓干风机、管道和阀门；

所述的环冷机沿物料前进方向依次分为一冷段、二冷段、三冷段和四冷段共四个冷却段，与所诉的环冷机一冷段、二冷段对应的上罩分别为一冷段上罩、二冷段上罩，所述的环冷机风箱分为四组，第一组风箱为对应一冷段的环冷机风箱Ⅰ，第二组风箱为对应二冷段的环冷机风箱Ⅱ，第三组风箱为对应三冷段的环冷机风箱Ⅲ，第四组风箱为对应四冷段的环冷机风箱Ⅳ，环冷机风箱Ⅰ、环冷机风箱Ⅱ、环冷机风箱Ⅲ和环冷机风箱Ⅳ分别与冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ、冷却风机Ⅲ和冷却风机Ⅳ的出风口连接；

所述的链箅机上罩沿链箅机运动方向依次分为鼓风干燥段上罩、抽风干燥段上罩、预热一段上罩和预热二段上罩，第一组风箱为对应鼓风干燥段的鼓干风箱；环冷机二冷段上罩通过排气管Ⅳ与链箅机预热一段上罩连接，利用二冷段废气作为链箅机预热一段的热源；环冷机一冷段上罩通过排气管Ⅴ与所述的回转窑连接，将一冷段废气送入窑内作为“二次风”；

其特征在于：所述的环冷机三冷段、四冷段上罩连通为冷却后段上罩，所述的冷却后段上罩与冷却废气温度调节系统连接；

所述的冷却废气温度调节系统包括排气管Ⅰ、排气管Ⅱ、排气管Ⅲ、调节阀Ⅰ、调节阀Ⅱ、冷却废气回风总管、三根冷却废气回风支管和调节阀Ⅲ，所述的排气管Ⅰ、排气管Ⅱ分别设在冷却后段上罩的前部和后部，所述的排气管Ⅲ设在冷却后段上罩的中部，所述的排气管Ⅰ和排气管Ⅱ分别通过调节阀Ⅰ和调节阀Ⅱ与冷却废气回风总管连接，所述的排气管Ⅲ通过鼓干风机与鼓干风箱连接，在冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ和冷却风机Ⅲ进口分别设有三通管道，所述的三根冷却废气回风支管一端分别与冷却废气回风总管连接，另一端分别通过调节阀Ⅲ与冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ和冷却风机Ⅲ进口的三通管道一端连接，在冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ和冷却风机Ⅲ进口的三通管道另一端均设有调节阀Ⅳ，所述的调节阀Ⅳ与大气连通。

进一步地，所述的调节阀Ⅰ、调节阀Ⅱ、调节阀Ⅲ和调节阀Ⅳ均与自动控制系统连接。

本发明的一种球团矿冷却废气回收利用系统的使用方法，其特征在于，包括对鼓风干燥用热风温度的调节，预热一段用热风温度补偿和回转窑二次风温度补偿，具体步骤如下：

1）鼓风干燥用热风温度调节

鼓风干燥用热风来自环冷机冷却后段上罩中部的排气管Ⅲ，冷却后段上罩内的多余废气进入排气管Ⅰ、排气管Ⅱ，当排气管Ⅲ中引出废气的温度高于鼓风干燥需要的温度时，通过开大排气管Ⅰ上的调节阀Ⅰ，关小排气管Ⅱ上的调节阀Ⅱ，将排气管Ⅰ中温度较高的废气与排气管Ⅱ中温度较低的废气混合后，增大混合废气中温度较高的废气比例，混合废气通过冷却废气回风总管、冷却废气回风支管送入冷却风机进口，作为冷却介质回收利用，从而达到降低排气管Ⅲ中引出废气的温度，使其满足鼓风干燥的需要。

当排气管Ⅲ中引出废气的温度低于鼓风干燥需要的温度时，关闭排气管Ⅰ上的调节阀Ⅰ，开大排气管Ⅱ上的调节阀Ⅱ，让冷却后段上罩内温度较高的废气全部进入排气管Ⅲ，将排气管Ⅱ中的低温废气通过冷却废气回风总管、冷却废气回风支管接入冷却风机Ⅲ进口三通管道，通过提高由冷却风机Ⅲ鼓入环冷机风箱Ⅲ的风温，使冷却后段上罩内的废气温度升高，对鼓风干燥用的热气流进行温度进行补偿；

2）预热一段用热风温度补偿

在排气管Ⅲ中引出废气的温度能满足鼓风干燥的情况下，当二冷段废气温度低于预热一段的温度需要时，关小冷却风机Ⅲ进口处的调节阀Ⅳ，开大冷却风机Ⅱ进口处的调节阀Ⅳ，将冷却废气回风总管中的废气接入冷却风机Ⅱ进口三通管道，通过提高由冷却风机Ⅱ鼓入环冷机风箱Ⅱ的风温，使二冷段上罩内的废气温度升高，对预热一段上罩用的热气流进行温度补偿；

3）回转窑二次风温度补偿

在冷却后段上罩废气温度能满足鼓风干燥的需要，二冷段废气温度能满足预热一段的需要，且冷却废气回风总管中的废气有富余的情况下，开启冷却风机Ⅰ进口处的调节阀Ⅳ，将冷却废气回风总管中的废气接入冷却风机Ⅰ进口三通管道，通过提高由冷却风机Ⅰ鼓入环冷机风箱Ⅰ的风温，使一冷段上罩内的废气温度升高，对进入回转窑的“二次风”温度进行补偿。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1）本发明的球团矿冷却废气回收利用系统，可以调节从环冷机冷却后段上罩引出热风的温度，向链箅机鼓风干燥段提供温度稳定的热气流，避免因为原料条件、环境温度等条件改变对冷却废气温度的影响，保证生球在链箅机上进行鼓风干燥的效果；

2）本发明的球团矿冷却废气回收利用系统，有选择地将冷却后段的废气回收利用，根据需要送入冷却风机入口，作为冷却介质，可提高相对应的环冷机上罩废气温度，减少因补热而消耗的燃料；

3）本发明的球团矿冷却废气回收利用系统，可以消除球团矿冷却环节的废气排放源，实现球团矿冷却过程的废气零排放；

4）本发明的球团矿冷却废气回收利用系统，可使球团生产过程在节能、环保方面均得到提升，在新建的和原有的球团系统中都能应用，便于推广。

附图说明

图1为本发明的球团矿冷却废气回收利用系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的一种球团矿冷却废气回收利用系统，包括链箅机1、链箅机上罩及链箅机风箱、回转窑2、环冷机3、环冷机上罩及环冷机风箱、冷却风机、鼓干风机9、管道和阀门；

所述的环冷机3沿物料前进方向依次分为一冷段、二冷段、三冷段和四冷段共四个冷却段；与所述的环冷机一冷段、二冷段对应的上罩分别为一冷段上罩31、二冷段上罩32，所述的环冷机风箱分为四组，第一组风箱为对应一冷段的环冷机风箱Ⅰ311，第二组风箱为对应二冷段的环冷机风箱Ⅱ321，第三组风箱为对应三冷段的环冷机风箱Ⅲ331，第四组风箱为对应四冷段的环冷机风箱Ⅳ332，环冷机风箱Ⅰ311、环冷机风箱Ⅱ321、环冷机风箱Ⅲ331和环冷机风箱Ⅳ332分别与冷却风机Ⅰ4、冷却风机Ⅱ5、冷却风机Ⅲ6和冷却风机Ⅳ7的出风口连接；

所述的链箅机上罩沿链箅机1运动方向依次分为鼓风干燥段上罩11、抽风干燥段上罩12、预热一段上罩13和预热二段上罩14，第一组风箱为对应鼓风干燥段的鼓干风箱111；环冷机二冷段上罩32通过排气管Ⅳ10与链箅机预热一段上罩13连接，利用二冷段废气作为链箅机预热一段的热源；环冷机一冷段上罩31通过排气管Ⅴ15与所述的回转窑2连接，将一冷段废气送入窑内作为“二次风”；

其特征在于：所述的环冷机3三冷段、四冷段上罩连通为冷却后段上罩33，所述的冷却后段上罩33与冷却废气温度调节系统连接；

所述的冷却废气温度调节系统包括排气管Ⅰ16、排气管Ⅱ17、排气管Ⅲ8、调节阀Ⅰ18、调节阀Ⅱ19、冷却废气回风总管20、三根冷却废气回风支管21和调节阀Ⅲ22，所述的排气管Ⅰ16、排气管Ⅱ17分别设在冷却后段上罩33的前部和后部，所述的排气管Ⅲ8设在冷却后段上罩33的中部，所述的排气管Ⅰ16和排气管Ⅱ17分别通过调节阀Ⅰ18和调节阀Ⅱ19与冷却废气回风总管20连接，所述的排气管Ⅲ8通过鼓干风机9与鼓干风箱111连接，在冷却风机Ⅰ4、冷却风机Ⅱ5和冷却风机Ⅲ6进口分别设有三通管道23，所述的三根冷却废气回风支管21一端分别与冷却废气回风总管20连接，另一端分别通过调节阀Ⅲ22与冷却风机Ⅰ4、冷却风机Ⅱ5和冷却风机Ⅲ6进口的三通管道23一端连接，在冷却风机Ⅰ4、冷却风机Ⅱ5和冷却风机Ⅲ6进口的三通管道23另一端均设有调节阀Ⅳ24，所述的调节阀Ⅳ24与大气连通。

进一步地，所述的调节阀Ⅰ18、调节阀Ⅱ19、调节阀Ⅲ22和调节阀Ⅳ24均与自动控制系统连接。本发明的自动控制系统可使用现有的控制技术，在此不作赘述。

本发明的球团矿冷却废气回收利用系统的使用方法，包括对调节鼓风干燥用热风温度的调节、对预热一段用热风进行温度补偿、对进入回转窑的二次风进行温度补偿，具体工作过程如下：

1）鼓风干燥用热风温度调节

鼓风干燥用热风来自环冷机冷却后段上罩33中部的排气管Ⅲ8，冷却后段上罩33内的多余废气进入排气管Ⅰ16、排气管Ⅱ17，当排气管Ⅲ8中引出废气的温度高于鼓风干燥需要的温度时，通过开大排气管Ⅰ16上的调节阀Ⅰ18，关小排气管Ⅱ17上的调节阀Ⅱ19，将排气管Ⅰ16中温度较高的废气与排气管Ⅱ17中温度较低的废气混合后，增大混合废气中温度较高的废气比例，混合废气通过冷却废气回风总管20、冷却废气回风支管21送入冷却风机进口，作为冷却介质回收利用，从而达到降低排气管Ⅲ8中引出废气的温度，使其满足鼓风干燥的需要。

当排气管Ⅲ8中引出废气的温度低于鼓风干燥需要的温度时，关闭排气管Ⅰ16上的调节阀Ⅰ18，开大排气管Ⅱ17上的调节阀Ⅱ19，让冷却后段上罩33内温度较高的废气全部进入排气管Ⅲ8，将排气管Ⅱ17中的低温废气通过冷却废气回风总管20、冷却废气回风支管21接入冷却风机Ⅲ6进口三通管道23，通过提高由冷却风机Ⅲ6鼓入环冷机风箱Ⅲ331的风温，使冷却后段上罩33内的废气温度升高，达到对鼓风干燥用的热气流进行温度补偿的目的。

本发明通过对调节阀Ⅰ18、调节阀Ⅱ19的开度进行控制，可以调整通过排气管Ⅰ16、排气管Ⅱ17排出废气的流量和比例，从而达到控制通过排气管Ⅲ8排出废气流量和温度的目的。

2）预热一段用热风温度补偿

在排气管Ⅲ8中引出废气的温度能满足鼓风干燥的情况下，当二冷段废气温度低于预热一段的温度需要时，关小冷却风机Ⅲ6进口处的调节阀Ⅳ22，开大冷却风机Ⅱ5进口处的调节阀Ⅳ22，将冷却废气回风总管20中的废气接入冷却风机Ⅱ5进口三通管道23，通过提高由冷却风机Ⅱ5鼓入环冷机风箱Ⅱ321的风温，使二冷段上罩32内的废气温升高，从而达到对预热一段上罩13用的热气流进行温度补偿的目的。

3）回转窑二次风温度补偿

在冷却后段上罩33废气温度能满足鼓风干燥的需要，二冷段废气温度能满足预热一段的需要，且冷却废气回风总管20中的废气有富余的情况下，开启冷却风机Ⅰ4进口处的调节阀Ⅳ22，将冷却废气回风总管20中的废气接入冷却风机Ⅰ4进口三通管道23，通过提高由冷却风机Ⅰ4鼓入环冷机风箱Ⅰ311的风温，使一冷段上罩31内的废气温度升高，达到对进入回转窑2的“二次风”进行温度补偿的目的。

本发明的球团矿冷却废气回收利用系统，提供了调节环冷机上罩排出废气温度的手段，通过有选择地将冷却后段上罩33的废气回收利用，根据需要按比例送入冷却风机（4、5、6）入口作为冷却介质，既可以调节从冷却后段上罩33引出热风的温度，又可以提高吸入热风的冷却风机（4、5、6）对应环冷机上罩内废气温度，满足链箅机1、回转窑2对热源的要求，减少因补热而消耗的燃料；同时，可以消除球团矿冷却环节的废气排放源，实现球团矿冷却过程的废气零排放。本发明可使球团生产过程在节能、环保方面均得到提升，在新建的和原有的球团系统中都能应用，便于推广。

Claims (3)

1.一种球团矿冷却废气回收利用系统，包括链箅机、链箅机上罩及链箅机风箱、回转窑、环冷机、环冷机上罩及环冷机风箱、冷却风机、鼓干风机、管道和阀门；

所述的环冷机沿物料前进方向依次分为一冷段、二冷段、三冷段和四冷段共四个冷却段，与所诉的环冷机一冷段、二冷段对应的上罩分别为一冷段上罩、二冷段上罩，所述的环冷机风箱分为四组，第一组风箱为对应一冷段的环冷机风箱Ⅰ，第二组风箱为对应二冷段的环冷机风箱Ⅱ，第三组风箱为对应三冷段的环冷机风箱Ⅲ，第四组风箱为对应四冷段的环冷机风箱Ⅳ，环冷机风箱Ⅰ、环冷机风箱Ⅱ、环冷机风箱Ⅲ和环冷机风箱Ⅳ分别与冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ、冷却风机Ⅲ和冷却风机Ⅳ的出风口连接；

所述的链箅机上罩沿链箅机运动方向依次分为鼓风干燥段上罩、抽风干燥段上罩、预热一段上罩和预热二段上罩，第一组风箱为对应鼓风干燥段的鼓干风箱；环冷机二冷段上罩通过排气管Ⅳ与链箅机预热一段上罩连接，利用二冷段废气作为链箅机预热一段的热源；环冷机一冷段上罩通过排气管Ⅴ与所述的回转窑连接，将一冷段废气送入窑内作为“二次风”；

其特征在于：所述的环冷机三冷段、四冷段上罩连通为冷却后段上罩，所述的冷却后段上罩与冷却废气温度调节系统连接；

所述的冷却废气温度调节系统包括排气管Ⅰ、排气管Ⅱ、排气管Ⅲ、调节阀Ⅰ、调节阀Ⅱ、冷却废气回风总管、三根冷却废气回风支管和调节阀Ⅲ，所述的排气管Ⅰ、排气管Ⅱ分别设在冷却后段上罩的前部和后部，所述的排气管Ⅲ设在冷却后段上罩的中部，所述的排气管Ⅰ和排气管Ⅱ分别通过调节阀Ⅰ和调节阀Ⅱ与冷却废气回风总管连接，所述的排气管Ⅲ通过鼓干风机与鼓干风箱连接，在冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ和冷却风机Ⅲ进口分别设有三通管道，所述的三根冷却废气回风支管一端分别与冷却废气回风总管连接，另一端分别通过调节阀Ⅲ与冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ和冷却风机Ⅲ进口的三通管道一端连接，在冷却风机Ⅰ、冷却风机Ⅱ和冷却风机Ⅲ进口的三通管道另一端均设有调节阀Ⅳ，所述的调节阀Ⅳ与大气连通。

2.根据权利要求1所述的球团矿冷却废气回收利用系统，其特征在于，所述的调节阀Ⅰ、调节阀Ⅱ、调节阀Ⅲ和调节阀Ⅳ均与自动控制系统连接。

3.一种球团矿冷却废气回收利用系统的使用方法，其特征在于，包括对鼓风干燥用热风温度的调节、预热一段用热风温度补偿和回转窑二次风温度补偿，具体步骤如下：

1）鼓风干燥用热风温度调节

鼓风干燥用热风来自环冷机冷却后段上罩中部的排气管Ⅲ，冷却后段上罩内的多余废气进入排气管Ⅰ、排气管Ⅱ，当排气管Ⅲ中引出废气的温度高于鼓风干燥需要的温度时，通过开大排气管Ⅰ上的调节阀Ⅰ，关小排气管Ⅱ上的调节阀Ⅱ，将排气管Ⅰ中温度较高的废气与排气管Ⅱ中温度较低的废气混合后，增大混合废气中温度较高的废气比例，混合废气通过冷却废气回风总管、冷却废气回风支管送入冷却风机进口，作为冷却介质回收利用，从而降低排气管Ⅲ中引出废气的温度，使其满足鼓风干燥的需要；

当排气管Ⅲ中引出废气的温度低于鼓风干燥需要的温度时，关闭排气管Ⅰ上的调节阀Ⅰ，开大排气管Ⅱ上的调节阀Ⅱ，让冷却后段上罩内温度较高的废气全部进入排气管Ⅲ，将排气管Ⅱ中的低温废气通过冷却废气回风总管、冷却废气回风支管接入冷却风机Ⅲ进口三通管道，通过提高由冷却风机Ⅲ鼓入环冷机风箱Ⅲ的风温，使冷却后段上罩内的废气温度升高，对鼓风干燥用的热气流进行温度补偿；

2）预热一段用热风温度补偿

在排气管Ⅲ中引出废气的温度能满足鼓风干燥的情况下，当二冷段废气温度低于预热一段的温度需要时，关小冷却风机Ⅲ进口处的调节阀Ⅲ，开大冷却风机Ⅱ进口处的调节阀Ⅲ，将冷却废气回风总管中的废气接入冷却风机Ⅱ进口三通管道，通过提高由冷却风机Ⅱ鼓入环冷机风箱Ⅱ的风温，使二冷段上罩内的废气温度升高，对预热一段上罩用的热气流进行温度补偿；

3）回转窑二次风温度补偿

在冷却后段上罩废气温度能满足鼓风干燥的需要，二冷段废气温度能满足预热一段的需要，且冷却废气回风总管中的废气有富余的情况下，开启冷却风机Ⅰ进口处的调节阀Ⅲ，将冷却废气回风总管中的废气接入冷却风机Ⅰ进口三通管道，通过提高由冷却风机Ⅰ鼓入环冷机风箱Ⅰ的风温，使一冷段上罩内的废气温度升高，对进入回转窑的“二次风”进行温度补偿。