专利名称：烧结过程中余热资源的分级回收与梯级利用方法
技术领域：
本发明属于冶金过程余热资源回收与利用技术领域，特别涉及 一种基于节能减排的烧结过程中、低温余热资源的高效回收与利用方法。
背景技术：
烧结过程余热资源(简称烧结余热，下同)主要由两部分组成-来自于冷却机的烧结矿显热即冷却废气和来自于烧结机的烧结废气显热即烧 结废气。烧结余热的高效回收与利用是进一步降低烧结工序能耗的主要措施之 一。现有烧结余热利用存在的主要问题是不能充分认识烧结余热热载体流量 大且品位变化大的特点，回收与利用严重脱节，控制与调节水平低，造成余热 资源放散严重、回收利用模式单一等问题，使得烧结余热回收利用率低下。具 体表现为忽视温度较低的余热回收利用，仅对温度较高的部分冷却废气进行回收， 对温度较低的烧结废气和冷却废气不加以回收，造成烧结余热资源放散严重， 浪费较大；忽视用于改善烧结工艺条件的直接热回收(如热风烧结、点火炉助燃和烧 结原料干燥预热)，将回收得到的余热仅通入余热锅炉生产蒸汽(再用于发电)， 造成烧结余热资源利用模式单一；余热锅炉生产蒸汽的技术水平低下，使得蒸汽的"量""质"波动较大， 难以并入蒸汽管网，使得蒸汽找不到合适的用户，造成非供暖季节时蒸汽白白 放散的局面。
发明内容
发明目的针对现有烧结余热回收与利用严重脱节等弊端，本发明提出了一种基于烧结余热特点、遵循"温度对口、按质用能"原则、集节能环保、改 善烧结工艺条件为一体的烧结余热高效回收与利用技术——分级回收与梯级 利用。技术方案本发明是通过以下技术方案实现的一种烧结过程中余热资源分级回收与梯级利用方法，其特征在于对烧结 过程中产生的温度较高的冷却废气通入余热锅炉生产高品质蒸汽并发电；同 时，对温度居中的冷却废气、烧结废气也进行回收，将烧结废气返回到烧结机 台面进行热风烧结和通入干燥预热装置进行烧结原料的干燥预热，将温度较居 中的冷却废气返回到烧结机台面进行热风烧结和通入点火炉作为助燃空气或 用于预热助燃空气；对温度较低的冷却废气通入干燥预热装置进行烧结原料的 干燥预热。温度较高的冷却废气指350 50(TC的范围，温度居中的冷却废气、烧结 废气指260 35(TC的范围，温度较低的冷却废气指180 26(TC的范围。对不同温度的余热资源按照其最终用途进行分级回收，可分为二级、三级 或四级。各级余热回收与利用要优先用于热风烧结、点火炉助燃空气和干燥预热烧 结原料，然后再用于通入余热锅炉生产蒸汽而后发电。优点及效果本发明与现有烧结余热回收与利用技术相比，最大的特点在 于将烧结余热的回收与利用有机结合，并实现对温度较低余热的高效回收与利 用，具体体现改变了烧结余热"回收"方式，由对温度较高余热的单一回收改为对高中低温余热的分级回收，扩大了烧结余热回收利用的范围；改变了烧结余热"利用"方式，由生产蒸汽(而后发电)的单一利用改为 按"温度对口"原则指导下的梯级利用，减小了余热利用过程中的能量损失；
改变了烧结余热各种回收利用方式的优先次序，由以生产蒸汽为主改为
优先考虑直接热回收然后再用于生产蒸汽的利用方式。
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式
本发明的主要内容是首先分别对冷却废气和烧结废气两种余热资源进行 分级回收，然后在优先用于改善烧结工艺条件的前提下，梯级利用已回收的各 种品位的余热对温度较高的余热首选动力回收，即通入余热锅炉生产高品质 蒸汽并发电；对温度较低的余热进行直接热回收，即用于热风烧结、预热干燥 烧结原料和作为点火炉助燃空气等。
第一是烧结余热回收利用原则将烧结余热优先用于改善烧结工艺条件的 直接热回收，然后再用于动力回收。热直接回收主要形式是热风烧结，即将 烧结余热引导烧结机台面进行热风烧结，减少烧结漏风，削弱冷风对烧结的影 响，从而改善了烧结工艺条件；点火炉助燃空气，即将冷却废气用于点火炉助 燃空气或预热点火炉助燃空气，降低点火用燃料消耗；干燥预热烧结原料，即 将冷却废气或烧结废气通入点火炉前烧结原料层以对烧结原料进行干燥和预 热。动力回收的主要方式是将余热通入余热锅炉生产蒸汽，然后再用来发电。
第二是分级回收的实现。根据后续的烧结余热利用^"式，将不同温度的余 热进行分级回收，即将冷却废气中温度较高的部分、冷却废气中温度较低的部 分、烧结废气等分别加以回收，实现按品质即温度水平进行分级回收，以满足 后续的梯级利用。 一般分级的原则为温度在350 50(TC的废气用于动力回收，温度在26(TC 350'C的冷却废气、烧结废气也进行回收，将烧结废气返回到 烧结机台面进行热风烧结和通入干燥预热装置进行烧结原料的干燥预热，将温 度较居中的冷却废气返回到烧结机台面进行热风烧结和通入点火炉作为助燃 空气或用于预热助燃空气；温度在180。C 220。C的冷却废气用于通入点火炉 作为助燃空气或预热助燃空气。
第三是梯级利用的实现。遵循"温度对口、按质用能"原则，对不同品质 即温度水平的余热进行梯级利用，其中，对于温度较高的余热首选动力回收利 用，即将余热通入锅炉生产蒸汽而后送入汽轮机一发电机组发电；对于温度居 中的余热或动力回收或直接热回收；对于温度较低首先直接热回收。
本发明的工艺流程如图l所示，图中示意的是烧结余热的三级回收与利用 系统。图中l烟囱，2干燥预热装置，3点火炉，4热风烧结罩，5烧结料层，6 抽风箱，7烧结机，8除尘装置，9冷却料层，IO冷却机，ll冷却风收集罩，12-鼓风机，13余热锅炉，14汽轮机，15发电机组，16—段冷却废气，17二段冷却 废气，18三段冷却废气，19四段冷却废气，20烧结废气，21循环水。
在烧结机中产生的烧结废气经除尘后通入点火炉和干燥预热装置，作为 助燃空气或用于预热助燃空气，或返回烧结机台面，进行热风烧结，改善料层 透气性。
对冷气机中产生的冷却废气采用如下的方法进行分级回收及利用
(1) 一级余热回收区； 该系统主要回收温度较高的冷却废气(图1中的一、二段冷却废气)。将这部分冷却废气经除尘后通入余热锅炉，产生的蒸汽用于发电；锅炉采用烟气再 循环方式，使得锅炉入口的热废气温度提高5(TC。
(2) 二级余热回收区；该系统主要回收温度居中的冷却废气(图l中的三段冷却废气)和烧结废 气。这部分余热被用于经除尘后通入点火炉，作为助燃空气或用于预热助燃 空气；这部分也可以返回烧结机台面，进行热风烧结，改善料层透气性；也可 以通入干燥预热装置进行烧结原料的干燥预热。实质上，这部分冷却废气取的 是冷却机中部和靠前位置的废气，烧结废气取的是烧结机靠后位置的主排烟。 (3)三级余热回收区；
该系统主要回收冷却机尾部温度较低的冷却废气(图l中的四g冷却废 气)，其主要用于干燥和预热烧结原料，既降低了点火用燃气单耗，又降低了 点火温度，为烧结工艺低能耗高质量创造条件。
烧结余热的二级回收与利用系统，仅缺少最后部分的三级余热回收区；烧 结余热的四级回收与利用系统，可将产生的冷却废气更细致的区分，增加动力 回收、或用于干燥预热烧结原料、或用于热风烧结的用途。
本发明与现有的烧结余热回收与利用技术相比，其具有较高的余热回收利 用率，并有效降低烧结工序能耗，其具有以下优点
1、 按照"温度对口、按质用能"的原则将烧结余热回收与利用过程中的 "回收"与"利用"紧密地结合起来，使得余热的回收端与使用端"量"、"质"
匹配，余热回收利用率较高；
2、 不但能对冷却废气中温度较高部分的余热加以回收利用，而且对冷却 废气温度较低部分的余热以及烧结废气余热均加以回收利用，使得余热资源的 回收范围得以扩大；
3、 依据余热的回收利用方式，对冷却废气和烧结废气按照其品质即温度 水平进行分级回收，然后对回收得到的不同品质的余热进行梯级利用，使得余 热回收利用过程中，能量损失较小；
4、在各种余热利用中，将余热优先用于改善烧结工艺条件的直接热回收， 然后再用于动力回收，使得热回收与动力回收有机结合，改"间接"降低烧结 工序能耗为"直接"降低。
权利要求
1、一种烧结过程中余热资源分级回收与梯级利用方法，其特征在于对烧结过程中产生的温度较高的冷却废气通入余热锅炉生产高品质蒸汽并发电；同时，对温度居中的冷却废气、烧结废气也进行回收，将烧结废气返回到烧结机台面进行热风烧结和通入干燥预热装置进行烧结原料的干燥预热，将温度较居中的冷却废气返回到烧结机台面进行热风烧结和通入点火炉作为助燃空气或用于预热助燃空气；对温度较低的冷却废气通入干燥预热装置进行烧结原料的干燥预热。
2、 根据权利要求1所述的烧结过程中余热资源分级回收与梯级利用方法， 其特征在于温度较高的冷却废气指350 50(TC的范围，温度居中的冷却废 气、烧结废气指260 35(TC的范围，温度较低的冷却废气指180 26(TC的范围。
3、 根据权利要求1所示的烧结过程中余热资源分级回收与梯级利用方法， 其特征在于对不同温度的余热资源按照其最终用途进行分级回收，可分为二 级、三级或四级。
4、 根据权利要求1所示的烧结过程中余热资源分级回收与梯级利用方法， 其特征在于各级余热回收与利用要优先用于热风烧结、点火炉助燃空气和干 燥预热烧结原料，然后再用于通入余热锅炉生产蒸汽而后发电。
全文摘要
本发明属于冶金过程余热资源回收与利用技术领域，特别涉及一种基于节能减排的烧结过程中、低温余热资源的高效回收与利用方法。其特征是不但对温度较高的冷却废气进行回收，而且对温度较低的冷却废气、烧结废气也进行回收，在优先用于改善烧结工艺条件的前提下，梯级利用已回收的各种品位的余热，本发明充分考虑了余热回收与利用的有机结合，克服了余热资源放散严重、回收利用模式单一等问题，实现了冷却废气和烧结废气两种余热资源的高效回收与利用，具有改善烧结工艺条件、高效回收与利用烧结余热资源和减少大气污染物排放等优点。
文档编号F27D17/00GK101298962SQ20081001194
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月20日 优先权日2008年6月20日
发明者辉 董, 蔡九菊 申请人:东北大学