一种烧结废气余热回收利用系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种烧结废气余热回收利用系统，包括与烧结机连通的电除尘器、与电除尘器连通的主抽风机、通过设置有第一切断阀的第一管道与主抽风机的出风口连通的水渣磨机、与水渣磨机连通的水渣粉收集器、连接在水渣粉收集器与第二烟囱之间的排风机；第一切断阀与主抽风机之间的第一管道通过设置有第二切断阀的第二管道与第一烟囱连通，水渣粉收集器的出料口与用户收集容器连通。利用携带热量的废气作为干燥剂进入水渣磨机对水渣粉进行烘干；替代冷风用煤气燃烧产生的烟气作为干燥剂对水渣粉进行烘干，既节约了能源、降低了水渣细磨成本，又减少了大气环境污染。此外，本发明还公开了一种烧结废气余热回收利用方法。
【专利说明】一种烧结废气余热回收利用系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废气余热回收利用【技术领域】，尤其涉及一种烧结废气余热回收利用系统及方法。
【背景技术】
[0002]钢铁产业是国民经济的重要基础产业，其具有能源密集的特点。我国钢铁产量已多年居世界第一，但钢铁产业的综合能耗与国际先进水平相比还有差距，其中烧结、高炉及炼钢工序有相当的热量未能回收利用。随着我国节能减排工作的深入推进，钢铁工业面临的调结构、降能耗压力日益巨大。工业节能“十二五”规划要求2010年同2005年相比，钢铁行业增加值能耗分别下降23.4%，吨钢综合能耗下降12.1 以工序优化和二次能源回收为重点，加大能源高效回收、转换和利用的技术改造力度，提高二次能源综合利用水平；重点推广烧结球团低温废气余热利用等技术。因此，钢铁企业节能降耗是企业发展的需要，也是环境保护的需要，同时对国民经济可持续发展有着非常重要的意义。烧结是钢铁企业生产过程中高炉矿料入炉以前的准备工序。据统计，烧结工序的能耗约占冶金总能耗的12%，是仅次于炼铁的第二大耗能工序，而其排放的热量约占总能耗热能的49%，回收和利用这些热量，显然极为重要。
[0003]目前，国内烧结工序大多采用连续抽风烧结的方法，即把含铁原料、熔剂、燃料及铺底料等按一定比例加水混合后铺设在烧结台车上，通过负压点火，在强制抽风的作用下，使混合料从上到下燃烧，在高温的作用下使混合料发生物理化学变化，产生一定的液相，随着混合料温度的降低，液相将矿粉颗粒固结成块以形成烧结矿，并产生具有一定热量的废气。现有技术中，通常使携带一定热量的废气在电除尘器内进行除尘后，通过主抽风机、烟囱直接排入大气，废气的热量没有被回收利用便排入大气，造成二次能源的浪费。
[0004]另外，现有技术中的水渣细磨工艺通常采用煤气燃烧产生的烟气作为干燥剂对水渣粉进行烘干，这需要燃烧相当量的煤。因此，这种工艺造成了一定程度的能耗，增加了水渣粉的生产成本。
【发明内容】
[0005]针对烧结工序产生的废气直接排入大气，而没有对其热量进行回收利用的技术问题，本发明提供了一种烧结废气余热回收利用系统，使用该系统能够有效回收利用烧结废气携带的热量，从而节约了能源，减少了环境污染。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0007]—种烧结废气余热回收利用系统，包括与烧结机的出风口连通的电除尘器、与所述电除尘器的出风口连通的主抽风机、通过设置有第一切断阀的第一管道与所述主抽风机的出风口连通的水渣磨机、与所述水渣磨机的出口连通的水渣粉收集器、连接在所述水渣粉收集器的出风口与第二烟囱之间的排风机；所述第一切断阀与所述主抽风机之间的第一管道通过设置有第二切断阀的第二管道与第一烟囱连通，所述水渣粉收集器的出料口与用户收集容器连通。
[0008]优选地，所述烧结废气余热回收利用系统还包括用于加热废气的加热炉；所述加热炉的进风口通过设置有第四切断阀的第四管道与位于所述第一切断阀与所述第二管道之间的第一管道连通，其出风口通过设置有第六切断阀的第六管道与位于所述第一切断阀与所述水渣磨机之间的第一管道连通。
[0009]优选地，所述第四管道与第六管道之间的第一管道上设置有与所述第一切断阀串联的用于控制废气风量的第一电动调节阀；所述第四管道上设置有与所述第四切断阀串联的用于控制废气风量的第二电动调节阀。
[0010]优选地，还包括换热器；所述换热器通过设置有第三切断阀的第三管道与位于所述主抽风机与所述第四管道之间的第一管道连通，所述换热器的出风口通过第五管道与第三烟囱连通，所述第五管道上设置有第五切断阀。
[0011]本发明同时提供一种应用于上述系统中的烧结废气余热回收利用方法，具体方法为:使烧结机产生的废气进入电除尘器进行除尘处理，使除尘后的废气作为干燥剂经主抽风机进入水渣磨机与水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，使烘干的水渣粉与废气所形成的混合物进入水渣粉收集器，利用水渣粉收集器将水渣粉从混合物中滤出，并利用用户收集容器收集，同时将废气经排风机排入第二烟囱。
[0012]优选地，如果废气的温度低于200°C，在废气进入水渣磨机之前，利用加热炉对废气进行加热。
[0013]优选地，废气经主抽风机，第一部分进入水渣磨机对其内的水渣粉进行烘干；第二部分废气进入换热器，换热器将废气所带热量吸收以作为能源进行储存或直接应用，并将换热后的废气排入第三烟園；剩余部分废气直接排入第一烟囱。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]1、由于主抽风机与水渣磨机连通、水渣磨机与水渣粉收集器连通，由主抽风机排出的废气携带一定热量进入水渣磨机，该携带一定热量的废气作为干燥剂对水渣磨机内的水渣粉进行烘干，从而代替了冷风用煤气燃烧产生的烟气作为干燥剂对水渣粉进行烘干。由于煤燃烧会造成一定程度的环境污染。因此，采用本发明的烧结废气回收利用系统及方法既节约了能源、降低了水渣细磨成本，又减少了大气环境污染。
[0016]2、由于水渣粉与废气在水渣磨机中充分混合，水渣粉对废气中的二氧化硫等有害气体具有吸附作用，因此，降低了废气中有害气体的含量，从而也减少环境污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的实施例一提供的一种烧结废气余热回收利用系统的流程示意图；
[0018]图2为本发明的实施例二提供的一种烧结废气余热回收利用系统的流程示意图；
[0019]图3为本发明的实施例三提供的一种烧结废气余热回收利用系统的流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
[0021]实施例一
[0022]如图1所示，实施例一提供的一种烧结废气余热回收利用系统，包括:与烧结机I的出风口连通的电除尘器2、与电除尘器2的出风口连通的主抽风机3、通过第一管道9与主抽风机3的出风口连通的水渣磨机4、与水渣磨机4的出口连通的用于收集水渣粉的水渣粉收集器6、与水渣粉收集器6的出风口连通的排风机7 ;排风机7的出风口与第二烟囱82连通，第一管道9上设置有用于控制第一管道9通断的第一切断阀11，第一切断阀11与主抽风机3之间的第一管道9通过第二管道10与第一烟? 81连通，第二管道10上设置有用于控制第二管道10通断的第二切断阀12，水渣粉收集器6的出料口与用户收集容器5连通。
[0023]利用实施例一所提供的系统对烧结废气的余热进行回收利用的方法是:使烧结机I产生的废气进入电除尘器2进行除尘处理，使除尘后的废气作为干燥剂经主抽风机3进入水渣磨机4与水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，使烘干的水渣粉与废气所形成混合物进入水渣粉收集器6，利用水渣粉收集器6将水渣粉从混合物中滤出，并利用用户收集容器5收集，同时将废气经排风机7排入第二烟囱82。
[0024]实施例一所提供的烧结废气余热回收利用系统对废气进行回收利用的具体操作流程为:关闭第二切断阀12，打开第一切断阀11，烧结机I产生的废气通过烧结机I的出风口进入电除尘器2进行除尘处理，再通过电除尘器2的出风口进入主抽风机3，再通过主抽风机3的出风口排出，排出的废气进入水渣磨机4，并作为干燥剂与水渣磨机4内的水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，烘干后的水渣粉与废气所形成的混合物通过水渣磨机4的出口进入水渣粉收集器6，水渣粉收集器6将水渣粉从混合物中滤出，滤出的水渣粉由与水渣粉收集器6的出料口连通的用户收集容器5收集，废气通过水渣粉收集器6的出风口进入排风机7，并通过排风机7的出风口进入第二烟囱82。
[0025]由于主抽风机3与水渣磨机4连通、水渣磨机4与水渣粉收集器连通，由主抽风机3排出的废气携带一定热量进入水渣磨机4，该携带一定热量的废气作为干燥剂与水渣磨机4内的水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，与煤气燃烧产生的烟气作为干燥剂对水渣粉进行烘干的方法相比，采用本发明的烧结废气回收利用系统及方法既节约能源、降低水渣细磨成本，又减少环境污染。
[0026]以进入水渣磨机4的废气的气体量为2000m3/min、温度为130°C、一年按259天计算，一年中进入水渣磨机4的废气所携带的热量总值能够达到2.35 X 111KJ,相当于0.805万吨标煤产生的热量，因此，节约了能源。按燃烧每吨标煤排放烟气14293m3(标态)，排放烟尘42.8kg，排放S0214.9kg计算，每年可减少烟气排放量1.15 X 108m3 (标态)，减少烟尘排放量3.45X 105kg，减少SO2排放1.2X105kg。因此，本发明的烧结废气余热回收利用系统和方法在一定程度上减少了环境污染。
[0027]此外，由于水渣粉与废气进行充分混合，水渣粉对废气中的二氧化硫等有害气体具有吸附作用，因此，降低了废气中有害气体的含量，从而直接降低了废气对环境的污染。
[0028]实施例二
[0029]如图2所示，实施例二提供的一种烧结废气余热回收利用系统，包括:与烧结机I的出风口连通的电除尘器2、与电除尘器2的出风口连通的主抽风机3、通过第一管道9与主抽风机3的出风口连通的水渣磨机4、与水渣磨机4的出口连通的用于收集水渣粉的水渣粉收集器6、与水渣粉收集器6的出风口连通的排风机7以及用于加热废气的加热炉15 ；排风机7的出风口与第二烟囱82连通。第一管道9上设置有用于控制第一管道9通断的第一切断阀11，第一切断阀11与主抽风机3之间的第一管道9通过第二管道10与第一烟囱81连通，第二管道10上设置有用于控制第二管道10通断的第二切断阀12，水渣粉收集器6的出料口与用户收集容器5连通；加热炉15的进风口通过设置有第四切断阀16的第四管道与位于第一切断阀11与第二管道10之间的第一管道9连通，其出风口通过设置有第六切断阀21的第六管道与位于第一切断阀11与水渣磨机4之间的第一管道连通9。第四管道与第六管道之间的第一管道9上设置有与第一切断阀11串联的用于控制废气风量的第一电动调节阀13 ;第四管道上设置有与第四切断阀16串联的用于控制废气风量的第二电动调节阀14。
[0030]利用实施例二提供的系统对烧结废气的余热进行回收利用的方法是:若由主抽风机3排出的废气的温度高于200°C，对废气的余热回收利用的方法与实施例一中的方法相同；若废气的温度低于200°C，利用加热炉15对该废气进行加热使其达到需要的温度，经加热炉15加热后的废气进入水渣磨机4与其内的水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，使烘干的水渣粉与废气所形成的混合物进入水渣粉收集器6，利用水渣粉收集器6将水渣粉从混合物中滤出，并利用用户收集容器5收集，将废气经排风机7排入第二烟囱82。
[0031]实施例二所提供的烧结废气余热回收利用系统对废气进行回收利用的具体操作流程为:若由主抽风机3排出的废气的温度高于200°C，对废气的余热回收利用的具体操作流程与实施例一中的操作流程相同；若该废气的温度低于200°C，其具体操作流程为:关闭第一切断阀11、第二切断阀12，打开第四切断阀16、第六切断阀21，烧结机I产生的废气通过烧结机I的出风口进入电除尘器2进行除尘处理，再通过电除尘器2的出风口进入主抽风机3，进入主抽风机3的废气(低于200°C)经其出风口排出，排出的废气经第一管道9，进入第四管道，并通过第四管道上的第二电动调节阀14进行风量调节，调节后的废气经加热炉15加热后进入水渣磨机4，并作为干燥剂与水渣磨机4内的水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，烘干后的水渣粉与废气所形成的混合物通过水渣磨机4的出口进入水渣粉收集器6，水渣粉收集器6将水渣粉从废气中滤出，滤出的水渣粉由与水渣粉收集器6的出料口连通的用户收集容器5收集，废气通过水渣粉收集器6的出风口进入排风机7，并通过排风机7的出风口进入第二烟囱82。
[0032]实施例二与实施例一的主要区别在于，增设了加热炉15、第一电动调节阀13和第二电动调节阀14。增设加热炉15的目的在于为防止由于废气温度低于200°C而对水渣磨机4内的水渣粉烘干时间过长，低于200°C的废气经加热炉15加热后温度升高能够加快水渣粉的烘干速度；增设第一电动调节阀13和第二电动调节阀14的目的在于能够实时定量的对直接进入水渣磨机4或间接的先经过加热炉15再进入水渣磨机4的废气的风量进行调节。实施例三
[0033]如图3所示，实施例三提供的一种烧结废气余热回收利用系统，包括:与烧结机I的出风口连通的电除尘器2、与电除尘器2的出风口连通的主抽风机3、通过第一管道9与主抽风机3的出风口连通的水渣磨机4、与水渣磨机4的出口连通的用于收集水渣粉的水渣粉收集器6、与水渣粉收集器6的出风口连通的排风机7、用于加热废气的加热炉15以及用于废气换热的换热器19;排风机7的出风口与第二烟囱82连通，第一管道9上设置有用于控制第一管道9通断的第一切断阀11，第一切断阀11与主抽风机3之间的第一管道9通过第二管道10与第一烟囱81连通，第二管道10上设置有用于控制第二管道10通断的第二切断阀12，水渣粉收集器6的出料口与用户收集容器5连通；加热炉15的进风口通过设置有第四切断阀16的第四管道与位于第一切断阀11与第二管道10之间的第一管道9连通，其出风口通过设置有第六切断阀21的第六管道与位于第一切断阀11与水渣磨机4之间的第一管道连通9。第四管道与第六管道之间的第一管道9上设置有与第一切断阀11串联的用于控制废气风量的第一电动调节阀13 ;第四管道上设置有与第四切断阀16串联的用于控制废气风量的第二电动调节阀14 ;换热器19通过设置有第三切断阀18的第三管道17与位于主抽风机3与第四管道之间的第一管道9连通，换热器19的出风口通过第五管道与第三烟? 83连通，第五管道上设置有第五切断阀20。
[0034]利用实施例三提供的系统对烧结废气的余热进行回收利用的方法是:废气经主抽风机3，一部分废气进入水渣磨机4与其内的水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，使烘干的水渣粉与废气所形成的混合物进入水渣粉收集器6，利用水渣粉收集器6将水渣粉从混合物中滤出，并利用用户收集容器5收集，将废气经排风机7排入第二烟? 82 ;另一部分废气进入换热器19，换热器19将废气所带热量吸收以作为能源进行储存或直接应用，并将换热后的废气排入第三烟? 83 ;剩余废气直接排入第一烟? 81 ;若从主抽风机3排出的废气的温度低于20(TC，可在废气进入水渣磨机4之前，利用加热炉15对废气进行加热。
[0035]实施例三所提供的烧结废气余热回收利用系统对废气进行回收利用的具体操作流程为:若废气的温度高于200°C，则关闭第四切断阀16、第六切断阀21，打开第一切断阀
11、第三切断阀18、第五切断阀20，并使第一切断阀12保持一定开度，烧结机I产生的废气通过烧结机I的出风口进入电除尘器2进行除尘处理，再通过电除尘器2的出风口进入主抽风机3，进入主抽风机3的废气中的第一部分通过第一管道9上的第一电动调节阀13进行风量调节，调节后的废气进入水渣磨机4，并作为干燥剂与水渣磨机4内的水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，烘干后的水渣粉与废气所形成的混合物通过水渣磨机4的出口进入水渣粉收集器6，水渣粉收集器6将水渣粉从废气中滤出，滤出的水渣粉由与水渣粉收集器6的出料口连通的用户收集容器5收集，废气通过水渣粉收集器6的出口进入排风机7，并通过排风机7的出风口进入第二烟? 82 ;进入主抽风机3的第二部分废气通过第三管道17进入换热器19，换热器19将废气所带热量吸收以作为能源储存，换热后的废气通过换热器19的出风口排入第三烟? 83 ;进入主抽风机3的剩余的废气通过第二管道10排入第一烟囱81。若废气的温度低于200°C，需关闭第一切断阀13，并打开第四切断阀16和第六切断阀21，使第一部分废气(低于200°C)经第二电动调节阀14进行风量调节以及经加热器15加热后再进入水渣磨机4。
[0036]实施例三与实施例二的主要区别在于增设了换热器19，该换热器19的作用是如果从主抽风机3排出的废气量大于烘干水渣粉所需的废气量，将剩余的废气利用换热器19对废气的热量进行吸收以作为能源储存或直接应用，例如，换热器19直接通过与水进行换热以实现淋浴、采暖等。
【权利要求】
1.一种烧结废气余热回收利用系统，其特征在于，包括与烧结机的出风口连通的电除尘器、与所述电除尘器的出风口连通的主抽风机、通过设置有第一切断阀的第一管道与所述主抽风机的出风口连通的水渣磨机、与所述水渣磨机的出口连通的水渣粉收集器、连接在所述水渣粉收集器的出风口与第二烟囱之间的排风机；所述第一切断阀与所述主抽风机之间的第一管道通过设置有第二切断阀的第二管道与第一烟囱连通，所述水渣粉收集器的出料口与用户收集容器连通。
2.根据权利要求1所述的烧结废气余热回收利用系统，其特征在于，还包括用于加热废气的加热炉；所述加热炉的进风口通过设置有第四切断阀的第四管道与位于所述第一切断阀与所述第二管道之间的第一管道连通，其出风口通过设置有第六切断阀的第六管道与位于所述第一切断阀与所述水渣磨机之间的第一管道连通。
3.根据权利要求2所述的烧结废气余热回收利用系统，其特征在于，所述第四管道与第六管道之间的第一管道上设置有与所述第一切断阀串联的用于控制废气风量的第一电动调节阀；所述第四管道上设置有与所述第四切断阀串联的用于控制废气风量的第二电动调节阀。
4.根据权利要求3所述的烧结废气余热回收利用系统，其特征在于，还包括换热器；所述换热器通过设置有第三切断阀的第三管道与位于所述主抽风机与所述第四管道之间的第一管道连通，所述换热器的出风口通过第五管道与第三烟?连通，所述第五管道上设置有第五切断阀。
5.一种利用权利要求1至4中任一项所述的烧结废气余热回收利用系统进行烧结废气余热回收利用方法，其特征在于，使烧结机产生的废气进入电除尘器进行除尘处理，使除尘后的废气作为干燥剂经主抽风机进入水渣磨机与水渣粉混合并对水渣粉进行烘干，使烘干的水渣粉与废气所形成的混合物进入水渣粉收集器，利用水渣粉收集器将水渣粉从混合物中滤出，并利用用户收集容器收集，同时将废气经排风机排入第二烟囱。
6.根据权利要求5所述的烧结废气余热回收利用方法，其特征在于，如果废气的温度低于200°C，在废气进入水渣磨机之前，利用加热炉对废气进行加热。
7.根据权利要求5所述的烧结废气余热回收利用方法，其特征在于，废气经主抽风机，第一部分进入水渣磨机对其内的水渣粉进行烘干；第二部分废气进入换热器，换热器将废气所带热量吸收以作为能源进行储存或直接应用，并将换热后的废气排入第三烟? ;剩余部分废气直接排入第一烟囱。
【文档编号】F27D17/00GK104197730SQ201410453474
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】兰大伟, 付光明, 孟翠娥, 崔镇海, 王栋, 周鹤松, 杨凤民, 刘利斌, 张盖, 王燕, 毕建杰 申请人:秦冶工程技术(北京)有限责任公司