CN113295009A - 烧结预冷却余热高效利用系统及烧结冷却工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烧结预冷却余热高效利用系统及烧结冷却工艺，其中，所述烧结预冷却余热高效利用系统包括预冷却装置、环冷机、除尘装置、抽风机和解析塔，所述预冷却装置设置在烧结机对应的破碎机的出料端和所述环冷机的进料端之间的热烧结矿下落路径上，所述预冷却装置包括热风出口，所述热风出口依次通过除尘装置和抽风机通向所述解析塔的加热段的进风端。该烧结预冷却余热高效利用系统旨在解决现有技术烧结冷却工艺中需要热风炉燃烧大量的能源产生热量的技术问题。

Description

烧结预冷却余热高效利用系统及烧结冷却工艺

技术领域

本发明涉及烧结工艺技术领域，尤其涉及一种烧结预冷却余热高效利用系统及烧结冷却工艺。

背景技术

钢铁工业是我国国民经济的基础和支柱产业，我国钢铁冶炼以“烧结(球团)焦化—高炉—转炉”的长流程为主，75％以上的高炉炉料来源于烧结矿，而烧结工序是钢铁流程中高能耗、高污染集中环节，能耗占钢铁冶金总能耗的10％,排放的废气量占钢铁工业总废气量的50％，废气中微米级细颗粒粉尘、SOx、NOx、持久性有机物、重金属等污染物的排放均居钢铁工业首位。现有烧结烟气采用的活性炭脱硫脱硝系统，需要解析塔对活性炭进行解析，解析塔加热段需要稳定的热源来对活性炭进行加热，现有技术一般采用热风炉提供热源，热风炉需要燃烧大量的能源来产生热量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种烧结预冷却余热高效利用系统，该烧结预冷却余热高效利用系统旨在解决现有技术烧结冷却工艺中需要热风炉燃烧大量的能源产生热量的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种烧结预冷却余热高效利用系统，其中，所述烧结预冷却余热高效利用系统包括预冷却装置、环冷机、除尘装置、抽风机和解析塔，所述预冷却装置设置在烧结机对应的破碎机的出料端和所述环冷机的进料端之间的热烧结矿下落路径上，所述预冷却装置包括热风出口，所述热风出口依次通过除尘装置和抽风机通向所述解析塔的加热段的进风端。

优选地，所述烧结预冷却余热高效利用系统还包括补热系统，所述热风出口通过热风输送管路通向所述解析塔的加热段，所述除尘装置和抽风机设置在所述热风输送管路上，所述补热系统通向所述热风输送管路，所述热风输送管路上还设置有温度检测装置和风流量检测装置，所述温度检测装置和风流量检测装置分别与所述补热系统信号连接。

优选地，所述温度检测装置和风流量检测装置分别在所述热风输送管路上位于邻近所述解析塔的位置。

优选地，所述补热系统包括热风炉。

优选地，所述烧结预冷却余热高效利用系统包括余热回收系统，所述环冷机的出风端和所述解析塔的加热段的出风端分别通向所述余热回收系统。

优选地，所述预冷却装置包括热烧结矿溜筒，所述热烧结矿溜筒的上端连接烧结机对应的破碎机的出料端，所述热烧结矿溜筒的下端连接环冷机的进料端，所述热风出口设置在所述热烧结矿溜筒的侧壁上，所述热烧结矿溜筒的上端形成热矿入口，所述热烧结矿溜筒的下端形成热矿出口，且所述热矿入口和热矿出口分别作为冷却风进口。

优选地，所述热风出口位于所述热烧结矿溜筒的竖直方向上的中部。

优选地，所述热烧结矿溜筒的内壁面连接有第一挡风板，所述热烧结矿溜筒的底部的内壁面连接有位于所述第一挡风板下方的第二挡风板，且所述热风出口布置在所述第一挡风板和第二挡风板之间。

此外，本发明提供一种根据上述的烧结预冷却余热高效利用系统的烧结冷却工艺，其特征在于，所述烧结冷却工艺包括补热步骤：

检测抽风机至所述解析塔的加热段的进风端之间的风路上的风量和风的温度，若风量小于第一预设值和/或者温度小于第二预设值，则对该风路补充热风，若风量大于或等于第一预设值，并且温度大于或等于第二预设值，则无需对该风路补充热风。

优选地，所述烧结冷却工艺包括步骤：通过热风出口提取预冷却装置中的热风，使冷却风穿过预冷却装置中的热烧结矿的料层的厚度在1.5m以上。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明的有益效果包括：

设置预冷却装置，与环冷机成两级冷却工艺，预冷却装置可以对物料进行预冷却，并产生高品质热风。而环冷机的冷却风量可降低15％以上，达到节能效果，无需热风炉燃烧大量的能源来产生热量，可节省大量能源，而且预冷却产生的高温热风也得到了高效利用。

优选方案中，设置补热系统、温度检测装置和风流量检测装置，可实时确保进入解析塔的风量和温度满足所需恒定值，稳定了整个生产工艺。

预冷却装置替代现有技术中具有很高落差的溜槽，预冷却装置里面可以充满矿料，极大减小矿料落下的距离，减少烧结矿摔损，减少返矿。

本发明的其他有益效果将在下文的具体实施方式中说明。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施方式的烧结预冷却余热高效利用系统的原理图；

图2为本发明第一种实施方式的烧结预冷却余热高效利用系统的局部取风示意图；

图3为本发明第二种实施方式的烧结预冷却余热高效利用系统的局部取风示意图；

图4为本发明第三种实施方式的烧结预冷却余热高效利用系统的局部取风示意图；

图5为本发明实施方式的烧结预冷却余热高效利用系统的局部结构视图；

图6为本发明优选实施方式的预冷却装置的内部结构图。

附图标记说明：

1、烧结机，2、破碎机，3、环冷机，4、解析塔，5、除尘装置，6、抽风机，7、耐磨块，8、温度检测装置，9、风流量检测装置，10、补热系统，11、整粒系统，12、余热回收系统，41、加热段，42、冷却段，100、预冷却装置，101、热烧结矿溜筒，102、热风出口，103、热矿入口，104、热矿出口，105、第一挡风板，106、第二挡风板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参见图1至图6(图1至图4中实线箭头表示热烧结矿的行进路线，虚线箭头表示风的行进路线)，本发明提供一种烧结预冷却余热高效利用系统，其中，烧结预冷却余热高效利用系统包括预冷却装置100、环冷机3、除尘装置5、抽风机6和解析塔4(解析塔4具有加热段41和冷却段42)，预冷却装置100设置在烧结机1对应的破碎机2的出料端和环冷机3的进料端之间的热烧结矿下落路径上，预冷却装置100包括热风出口102，热风出口102依次通过除尘装置5和抽风机6通向解析塔4的加热段41的进风端，设置预冷却装置100，与环冷机3成两级冷却工艺，预冷却装置100可以对物料进行预冷却，并产生高品质热风。而环冷机3的冷却风量可降低15％以上，达到节能效果，无需热风炉燃烧大量的能源来产生热量。

根据本发明的优选实施方式，烧结预冷却余热高效利用系统还包括补热系统10，优选但不限于包括热风炉等设备，热风出口102通过热风输送管路通向解析塔4的加热段41，除尘装置5和抽风机6设置在热风输送管路(未图示但很好理解)上，补热系统10通向(可通过管路连接至)热风输送管路，热风输送管路上还设置有温度检测装置8和风流量检测装置9，温度检测装置8和风流量检测装置9分别与补热系统10信号连接。活性炭解析塔4所需热源温度通常在450℃左右，并且风量也尽量恒定，为了稳定生产，设置该补热系统10。当预冷却装置100产生的热风温度和风量达不到解析塔4需求时，则开启补热系统10，稳定解析塔4热源；当达到要求时，则关闭补热系统10。

优选地，温度检测装置8和风流量检测装置9分别在热风输送管路上位于邻近解析塔4的位置，因为此位置的热风即将进入解析塔4，能够更准确反映输送至解析塔4的风温和流量。

此外，烧结预冷却余热高效利用系统包括余热回收系统12，环冷机3的出风端和解析塔4的加热段41的出风端分别通向余热回收系统12，活性炭解析后的热风温度还有350℃左右，将此热风循环回原余热回收系统12继续利用，可节省大量的能源。

根据本发明的具体实施方式，预冷却装置100包括热烧结矿溜筒101，但不限于溜筒结构形式，热烧结矿溜筒101的上端连接烧结机1对应的破碎机2的出料端，热烧结矿溜筒101的下端连接环冷机3的进料端，热风出口102设置在热烧结矿溜筒101的侧壁，热烧结矿溜筒101的上端形成热矿入口103，热烧结矿溜筒101的下端形成热矿出口104，矿料从热矿出口104流出落入环冷机3，然后从环冷机3的出料端落入整粒系统11，最终形成成品烧结矿，且热矿入口103和热矿出口104分别作为冷却风进口，当然，即使不在热烧结矿溜筒101的侧壁设置热风出口102，而直接从热烧结矿溜筒101的上端或下端引出热风，也是可以的，例如，参见图3和图4，可从热烧结矿溜筒101的下端引出热风，此时热烧结矿溜筒101的上端的热矿入口103兼做冷却风进风口，也可以从热烧结矿溜筒101的上端引出热风，此时热烧结矿溜筒101的下端的热矿出口104兼做冷却风进风口。

优选地，热风出口102位于热烧结矿溜筒101的竖直方向上的中部，这样，热烧结矿溜筒101的上端和下端的冷却风进口进入热烧结矿溜筒101，能够以近乎相同的穿透距离(厚度)穿过热烧结矿的料层，方便获取所需的高品质热风。

参见图6，根据本发明的优选实施方式，热烧结矿溜筒101的内壁面连接有第一挡风板105，热烧结矿溜筒101的底部的内壁面连接有位于第一挡风板105下方的第二挡风板106，第一挡风板105和第二挡风板106的上方可以设置有耐磨块(例如高硬度的合金等)以防被热烧结矿磨损，且热风出口102布置在第一挡风板105和第二挡风板106之间，如此一来，从热烧结矿溜筒101的上端进入的冷却风会绕过第一挡风板105后抵达热风出口102，从热烧结矿溜筒101的下端进入的冷却风会绕过第二挡风板106后抵达热风出口102，冷却风在绕行的过程中，增加了与热烧结矿的料层的接触路线，具有更长的料层穿透距离，以更好、更高效地冷却热烧结矿。

此外，本发明还提供一种上述的烧结预冷却余热高效利用系统的烧结冷却工艺，其特征在于，烧结冷却工艺包括补热步骤：

检测抽风机6至解析塔4的加热段41的进风端之间的风路上的风量和风的温度，若风量小于第一预设值和/或者温度小于第二预设值，则对该风路补充热风，若风量大于或等于第一预设值，并且温度大于或等于第二预设值，则无需对该风路补充热风，也即是说，风量和温度同时大于对应的预设值(同时满足要求)，则无需对该风路补充热风，风量和温度有至少一者不满足要求，则对该风路补充热风，补充热风可采用上述补热系统10来实现。

根据本发明的优选实施方式，烧结冷却工艺包括步骤：通过热风出口102提取预冷却装置100中的热风，使冷却风穿过预冷却装置100中的热烧结矿的料层的厚度在1.5m以上，更优选3m以上(当然，即使穿过厚度小于1.5m，也将落入本发明的保护范围)，这样冷却风在穿过料层时，可以充分地与物料进行热交换，从而可以产生高品质热风，穿过热烧结矿的料层的厚度在1.5m以上时，热风温度可以达到300-550℃，优选地，穿过热烧结矿的料层的厚度在3m以上时，热风温度可以达到450℃以上。而现有环冷机3产生的热风温度在300-400℃之间，经过预冷却工艺产生的这部分高品质热风，可有效提高余热回收效率。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种烧结预冷却余热高效利用系统，其特征在于，所述烧结预冷却余热高效利用系统包括预冷却装置、环冷机、除尘装置、抽风机和解析塔，所述预冷却装置设置在烧结机对应的破碎机的出料端和所述环冷机的进料端之间的热烧结矿下落路径上，所述预冷却装置包括热风出口，所述热风出口依次通过除尘装置和抽风机通向所述解析塔的加热段的进风端。

2.根据权利要求1所述的烧结预冷却余热高效利用系统，其特征在于，所述烧结预冷却余热高效利用系统还包括补热系统，所述热风出口通过热风输送管路通向所述解析塔的加热段，所述除尘装置和抽风机设置在所述热风输送管路上，所述补热系统通向所述热风输送管路，所述热风输送管路上还设置有温度检测装置和风流量检测装置，所述温度检测装置和风流量检测装置分别与所述补热系统信号连接。

3.根据权利要求2所述的烧结预冷却余热高效利用系统，其特征在于，所述温度检测装置和风流量检测装置分别在所述热风输送管路上位于邻近所述解析塔的位置。

4.根据权利要求2所述的烧结预冷却余热高效利用系统，其特征在于，所述补热系统包括热风炉。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的烧结预冷却余热高效利用系统，其特征在于，所述烧结预冷却余热高效利用系统包括余热回收系统，所述环冷机的出风端和所述解析塔的加热段的出风端分别通向所述余热回收系统。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的烧结预冷却余热高效利用系统，其特征在于，所述预冷却装置包括热烧结矿溜筒，所述热烧结矿溜筒的上端连接烧结机对应的破碎机的出料端，所述热烧结矿溜筒的下端连接环冷机的进料端，所述热风出口设置在所述热烧结矿溜筒的侧壁上，所述热烧结矿溜筒的上端形成热矿入口，所述热烧结矿溜筒的下端形成热矿出口，且所述热矿入口和热矿出口分别作为冷却风进口。

7.根据权利要求6所述的冷却烧结系统，其特征在于，所述热风出口位于所述热烧结矿溜筒的竖直方向上的中部。

8.根据权利要求7所述的冷却烧结系统，其特征在于，所述热烧结矿溜筒的内壁面连接有第一挡风板，所述热烧结矿溜筒的底部的内壁面连接有位于所述第一挡风板下方的第二挡风板，且所述热风出口布置在所述第一挡风板和第二挡风板之间。

9.一种根据权利要求1至8中任意一项所述的烧结预冷却余热高效利用系统的烧结冷却工艺，其特征在于，所述烧结冷却工艺包括补热步骤：

检测抽风机至所述解析塔的加热段的进风端之间的风路上的风量和风的温度，若风量小于第一预设值和/或者温度小于第二预设值，则对该风路补充热风，若风量大于或等于第一预设值，并且温度大于或等于第二预设值，则无需对该风路补充热风。

10.根据权利要求9所述的烧结预冷却余热高效利用系统的烧结冷却工艺，其特征在于，所述烧结冷却工艺包括步骤：通过热风出口提取预冷却装置中的热风，使冷却风穿过预冷却装置中的热烧结矿的料层的厚度在1.5m以上。

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