CN112923738A - 一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置及方法，其整体包括锅炉，锅炉内分隔有至少两个固固换热仓室，且不同仓室的容积以及换热通道的换热空间不同；筛分板，对即将进入锅炉内的物料根据筛分标准进行筛分，筛分出不同批粒的物料，并根据对应标准将筛分出的各批粒物料一一对应的送入各仓室内；分料斗，分料斗位于筛分板与锅炉之间，对筛分后的物料进行分料，再送至对应的仓室内进行换热。该发明设计系统结构简单，无需对物料进行破碎即可一并入炉；且整体运行稳定可靠，物料各自分仓流动，互不干扰；其换热高效，每个粒径的物料都能有对应的换热方式，在流速和物料方面都能进行良好匹配，从而增加锅炉对物料热量的充分回收。

Description

一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置及方法

技术领域

本发明涉及高温烧结矿物料处理领域，具体涉及一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置及方法。

背景技术

目前，国内高温烧结矿物料的冷却处理工艺主要为带式风冷机、环式风冷机或竖式风冷机冷却，冷却烧结矿物料的含尘热烟气再进入余热锅炉，产生热水或低参数的蒸汽。

然而，热量回收系统普遍存在结构复杂、漏风率高等问题，且高温物料显热回收效率低，运行维护成本也较高。

针对此类问题，现部分改进设计采用竖式固体换热余热回收的方式，以解决现有技术中烧结矿物料余热回收系统存在的上述问题。

但是，由于烧结矿料粒径分布广，高温物料的粒径在3mm～200mm不等，具有随机性，且在按烧结工艺要求，需避免二次破碎。操作中，容易形成大粒径卡料，导致物料流动堵塞，影响换热效果。

在物料进入换热通道过程中，为保证其中大粒径物料进行顺利流通，换热通道的热管需要满足一定的间距，受热面的布置受到限制，会使小粒径物料换热管间距小，在流动通道中冷却效果差、换热效率低，其物料流动存在料粒偏析问题。

固体换热余热回收装置是整个冶炼工艺中的重要环节，其运行的安全性、连续性、高效性和稳定性至关重要，对于此，本申请结合高标准需求做出了设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种具备安全性、连续性、高效性和稳定性的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其包括锅炉，锅炉内分隔有至少两个固固换热仓室，且不同仓室的容积以及换热通道的换热空间不同；筛分板，对即将进入锅炉内的物料根据筛分标准进行筛分，筛分出不同批粒的物料，并根据对应标准将筛分出的各批粒物料一一对应的送入各仓室内；分料斗，分料斗位于筛分板与锅炉之间，对筛分后的物料进行分料，再送至对应的仓室内进行换热。

进一步地，锅炉为立式锅炉，且各固固换热仓室之间水平分隔，并在每个仓室上端均设置有分料斗，筛分板位于分料斗的上方。

进一步地，筛分板桥架在各分料斗的上方，且筛分板呈倾斜状设置；

筛分板上设置有筛分孔，且位于每个分料斗上方的筛分孔的孔径与分料斗所在仓室的换热空间按对应标准进行对应设置。

进一步地，筛分板的上方设置有一输料带，用以将从烧结机出来的高温物料直接输送至筛分板上。

进一步地，固固换热仓室内布置有蒸发器、过热器和省煤器，且蒸发器、过热器和省煤器之间的间距为800mm～1200mm。

进一步地，筛分板上设置有两段筛分区域，第一段筛分区域的筛分孔的孔径小于80mm，第二段筛分区域的筛分孔的孔径大于80mm，且第一段筛分区域位于第二段筛分区域的斜上方。

进一步地，锅炉内分隔有两个固固换热仓室，且第一仓室的容积与第二仓室的容积比例为7:3；第一仓室位于第一段筛分区域的下方，第二仓室位于第二段筛分区域的下方。

进一步地，位于第一仓室和第一段筛分区域之间的分料斗为两个，位于第二仓室和第二段筛分区域之间的分料斗为一个。

一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收方法，其步骤为：将从烧结机出来的高温物料根据筛分标准进行筛分，筛分出粒径小于80mm的第一批物料和粒径大于80mm的第二批物料。

将筛分后的物料直接送入对应容积及换热空间的余热锅炉仓室内，进行换热回收。

其中，将第一批物料送入容积占比为70％的余热锅炉仓室，将第二批物料送入容积占比为30％的余热锅炉仓室，余热锅炉仓室内布置的蒸发器、过热器和省煤器之间的间距为800mm～1200mm。

本发明的有益效果为：该组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置及方法采用分仓式设计，便于针对不同粒径的高温烧结矿做出不同换热空间结构的调整，且可减小不同粒径在流动和传热过程中的相互干扰，针对不同物料粒径，便于进行对应的水冷换热面的设计，提高了传热效率。并且，通过对结构与参数的对应设计，各粒径固固换热仓室的容积和流速均可保证其物料的顺畅流动，换热完成后物料能过均匀落料装置排出锅炉，可使得从烧结机出来的高温物料进行高效、稳定可靠的换热。

该组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置及方法可有效地解决了烧结矿物料在换热通道中不同粒径物料流动过程中的换热问题，提高了换热效率，解决了大粒径物料对小粒径物料的流动影响，容易形成大粒径卡料，导致物料流动堵塞，影响换热效果的问题；避免了小粒径物料换热管间距小，在流动通道中冷却效果差、换热效率低，物料流动存在料粒偏析的问题。

附图说明

图1示意性地给出了组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置的结构示意图。

图2示意性地给出了组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置的锅炉的截面结构示意图。

其中：1、输料带；2、分料斗；3、筛分板；4、锅炉；5、第一仓室；6、第二仓室。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“垂直”等术语并不表示要求部件绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例进行具体说明。

本发明提供一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，参见图1和图2，该组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置包括锅炉4，而在锅炉4内分隔有至少两个固固换热仓室，且不同仓室的容积以及换热通道的换热空间不同。

其锅炉4内部采用分仓式设计，便于针对不同粒径的高温烧结矿做出不同换热空间结构的调整。进而解决物料进入换热通道过程中，为保证其中大粒径物料进行顺利流通，换热通道的热管需要满足一定的间距，使得受热面的布置受到很大限制，换热空间得不到充分的利用，小粒径物料得不到高效的换热的问题。

其中，锅炉4设置为立式锅炉4，且各固固换热仓室之间水平分隔，确保可同时进行分仓换热，并且减小分仓式设计后不同粒径各自在流动和传热过程中的相互干扰，稳定性能佳，且不影响后续的换热收料过程。

在锅炉4的上方设置有筛分板3，筛分板3用于对即将进入锅炉4内的物料根据筛分标准进行筛分，筛分出不同批粒的物料，并根据对应标准将筛分出的各批粒物料一一对应的送入各仓室内；其中筛分标准根据分仓的数量和容积对应设置。

在具体实施中，当分仓数量为3个时，筛分三种批次粒径，分别为0mm～50mm，50mm～80mm，以及80mm以上，此时，依次对应的三个仓室的容积之比为5:3:2。

当分仓数量为2个时，筛分两种批次粒径，分别为0mm～80mm，以及80mm以上，此时，依次对应的三个仓室的容积之比为7:3。

在筛分板3与锅炉4之间还设置有分料斗2，分料斗2对筛分后的物料进行分料，再送至对应的仓室内进行换热。采用分料斗2对筛分后的物料进行分料，确保物料进入仓室的均匀，提高后续进一步地的换热效率。

当然，在每个仓室上端均设置有分料斗2，筛分板3位于分料斗2的上方，可对每个对应进入各仓室内的物料均进行分料处理。

该组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置的筛分板3桥架在各分料斗2的上方，且筛分板3呈倾斜状设置。并且，在筛分板3上设置有筛分孔，且位于每个分料斗2上方的筛分孔的孔径与分料斗2所在仓室的换热空间按对应标准进行对应设置。

并且，在筛分板3的上方设置有一输料带1，用以将从烧结机出来的高温物料直接输送至筛分板3上，持续供料处理，连接性强，并未对烧结矿进行二次破碎，保证了烧结工艺要求。

在具体实施中，物料可直接投放在筛分板3上，在物料滚动的过程中，自动对物料粒径进行分料处理。并且，经筛分板3筛分出的物料直接掉落在下方锅炉4的对应仓室内。其通过对筛分板3整体布置和结构的设计，可实现物料的自动分料并直接进入对应的仓室。

该组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置的仓室内的布置有各段受热面，具体表现为，在固固换热仓室内布置有蒸发器、过热器和省煤器，且各受热面管子以不同的间距布置，保证不同粒径的烧结矿料能顺畅流动，并都能进行充分的换热。在实际操作中，为确保高利用率和换热的高效性，还需优选蒸发器、过热器和省煤器之间的间距为800mm～1200mm。

该组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置系统结构简单，无需对物料进行破碎即可一并入炉；且运行稳定可靠，物料各自分仓流动，互不干扰；同时换热高效，每个粒径的物料都能有对应的换热方式。当然还可调节各自仓室流速，在流速和物料方面都能进行良好匹配，从而增加锅炉4对物料热量的充分回收。

根据本申请的一种实施方式，在上述结构基础上，以下实施方式以分仓数量为2个进行说明。

在筛分板3上设置有两段筛分区域，第一段筛分区域的筛分孔的孔径小于80mm，第二段筛分区域的筛分孔的孔径大于80mm，且第一段筛分区域位于第二段筛分区域的斜上方。

在锅炉4内左右分隔有两个固固换热仓室，且第一仓室5的容积与第二仓室6的容积比例为7:3。且第一仓室5内的蒸发器与过热器之间管间距为800mm～1000mm，过热器与省煤器之间的管间距为800mm～1000mm，省煤器与蒸发器之间的管间距为800mm～1000mm，且优选各管间距为等比例。

第二仓室6内的蒸发器与过热器之间管间距为1000mm～1200mm，过热器与省煤器之间的管间距为1000mm～1200mm，省煤器与蒸发器之间的管间距为1000mm～1200mm，且优选各管间距为等比例。

当然，根据从烧结机出来的高温物料的不同，还可不仅仅限制于该比例。还可令第二仓室6内的管间距为第一仓室5内的管间距的3倍。

同时，令第一仓室5位于第一段筛分区域的下方，第二仓室6位于第二段筛分区域的下方。位于第一仓室5和第一段筛分区域之间的分料斗2为两个，位于第二仓室6和第二段筛分区域之间的分料斗2为一个，确保下落均匀。

其通过输送、筛分、分仓式换热设计，减小不同粒径在流动和传热过程中的相互干扰，且针对不同物料粒径，在固固换热仓室内进行对应的水冷换热面的设计，提高了传热效率。

在实际操作中，经过对矿料粒径的统计，该结构与参数的对应设计，各粒径固固换热仓室的容积和流速均可保证其物料的顺畅流动，换热完成后物料能过均匀落料装置排出锅炉4。可使得从烧结机出来的高温物料进行高效、稳定可靠的换热，且发生料粒偏析的程度更小，更利于物料的换热和排料。

本申请还涉及一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收方法，其步骤为：将从烧结机出来的高温物料根据筛分标准进行筛分，筛分出粒径小于80mm的第一批物料和粒径大于80mm的第二批物料。

将筛分后的物料直接送入对应容积及换热空间的余热锅炉4仓室内，进行换热回收。

其中，将第一批物料送入容积占比为70％的余热锅炉4仓室，将第二批物料送入容积占比为30％的余热锅炉4仓室，余热锅炉4仓室内布置的蒸发器、过热器和省煤器之间的间距为800mm～1200mm。

其有效地解决了烧结矿物料在换热通道中不同粒径物料流动过程中的换热问题，提高了换热效率，解决了大粒径物料对小粒径物料的流动影响，容易形成大粒径卡料，导致物料流动堵塞，影响换热效果；且小粒径物料换热管间距小，在流动通道中冷却效果差、换热效率低，物料流动存在料粒偏析的问题。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：包括

锅炉，锅炉内分隔有至少两个固固换热仓室，且不同仓室的容积以及换热通道的换热空间不同；

筛分板，对即将进入锅炉内的物料根据筛分标准进行筛分，筛分出不同批粒的物料，并根据对应标准将筛分出的各批粒物料一一对应的送入各仓室内；

分料斗，分料斗位于筛分板与锅炉之间，对筛分后的物料进行分料，再送至对应的仓室内进行换热。

2.根据权利要求1的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：所述锅炉为立式锅炉，且各固固换热仓室之间水平分隔，并在每个仓室上端均设置有分料斗，筛分板位于分料斗的上方。

3.根据权利要求1的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：所述筛分板桥架在各分料斗的上方，且筛分板呈倾斜状设置；

筛分板上设置有筛分孔，且位于每个分料斗上方的筛分孔的孔径与分料斗所在仓室的换热空间按对应标准进行对应设置。

4.根据权利要求1的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：所述筛分板的上方设置有一输料带，用以将从烧结机出来的高温物料直接输送至筛分板上。

5.根据权利要求1的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：所述固固换热仓室内布置有蒸发器、过热器和省煤器，且蒸发器、过热器和省煤器之间的间距为800mm～1200mm。

6.根据权利要求1的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：所述筛分板上设置有两段筛分区域，第一段筛分区域的筛分孔的孔径小于80mm，第二段筛分区域的筛分孔的孔径大于80mm，且第一段筛分区域位于第二段筛分区域的斜上方。

7.根据权利要求6的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：所述锅炉内分隔有两个固固换热仓室，且第一仓室的容积与第二仓室的容积比例为7:3；所述第一仓室位于第一段筛分区域的下方，所述第二仓室位于第二段筛分区域的下方。

8.根据权利要求7的组合式高温烧结矿固固换热余热回收装置，其特征在于：位于所述第一仓室和第一段筛分区域之间的分料斗为两个，位于第二仓室和第二段筛分区域之间的分料斗为一个。

9.一种组合式高温烧结矿固固换热余热回收方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1.将从烧结机出来的高温物料根据筛分标准进行筛分，筛分出粒径小于80mm的第一批物料和粒径大于80mm的第二批物料；

A2.将筛分后的物料直接送入对应容积及换热空间的余热锅炉仓室内，进行换热回收；

其中，将第一批物料送入容积占比为70％的余热锅炉仓室，将第二批物料送入容积占比为30％的余热锅炉仓室，所述余热锅炉仓室内布置的蒸发器、过热器和省煤器之间的间距为800mm～1200mm。

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