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【技术】竖式逆流烧结余热回收工艺和设备开发

北极星环保网  来源:世界金属导报  作者:梁文玉 张文军  2016/10/17 8:47:10  我要投稿  

北极星环保网讯:1设备开发的目的、意义

烧结过程余热资源主要由两部分组成,一部分是来自于烧结机尾部、温度约为550-700℃烧结矿所携带的显热,这部分显热约占烧结过程余热资源总量的70%;另一部分来自于烧结机主排烟管道的烧结烟气显热,这部分约占余热资源总量的30%。比较而言,两种余热资源中,烧结矿显热数量较大,品质较高;而烧结烟气显热数量较小,品质较低(烧结烟气平均温度为150-200℃),且成分比较复杂。因此,烧结矿显热的高效回收与利用是整个烧结余热回收与利用的重点。

目前,国内外大中型烧结机烧结矿冷却工艺大多采用带式冷却机或环形冷却机冷却。而国内的小型烧结机和部分中型烧结机还采用平烧生产烧结矿,少有烧结矿的高效余热回收设施。带式冷却机系统,漏风率达到30%-60%,冷却风量大,热交换方式为叉流换热,热废气品质低,且污染环境,国内吨烧结矿发电量为6-15kWh。环形冷却机系统,漏风率高达40%-50%,同样冷却风量大,热交换方式为叉流换热,仅能将温度较高的热废气进行回收,这一部分占烧结矿显热的40.29%,其余59.71%尚未回收,余热资源回收率较低,国内吨矿发电量约为8-18kWh。平烧生产工艺是将烧结矿的烧结过程和冷却过程在一台平式烧结设备上完成,因此产量和生产效率低,由于受设备结构和工艺要求限制,没有对烧结矿余热进行回收,热效率低。总之,由于设计之初没有特别考虑余热回收及设备结构的原因,导致目前的冷却机结构和操作参数很难适应烧结矿显热的高效回收与利用要求。

如何从改变传统工艺的角度,寻找一种既能冷却烧结矿、同时兼顾余热回收的不漏风、高效烧结矿冷却工艺装备,从根本上解决现有工艺装备存在的问题,是该领域的技术发展趋势。

基于此,北京中冶设备研究设计总院有限公司借鉴干法熄焦(CDQ)中干熄炉、直接还原铁竖炉、高炉、石灰窑的结构形式,独立进行了竖式逆流烧结余热回收工艺和设备开发,并申请了烧结矿竖式逆流余热回收装置、固体料流控制方法、自动加揭盖保温上料小车等专利。

同传统的冷却机余热回收系统相比,竖式逆流换热技术实现了烧结余热热风全部的高效回收利用,克服了传统冷却机漏风高,只回收温度较高的烧结余热资源等缺点,改变了冷却机仅限于烧结矿冷却而不能高效回收显热的局面,大大提高了携带烧结矿显热的热空气品质,克服了传统冷却机生产蒸汽品质较低且流量不稳定的弊端。该技术同成熟的循环烧结工艺技术相结合,可进一步提高余热回收的效率。

2工艺流程

2.1技术路线

竖式逆流换热系统的工艺流程和设备示意如图1、图2所示。

1)烧结矿的工艺流程。

从烧结机落下的热烧结矿,经单辊破碎机破碎后给料,通过保温链板机(热输送带),或直接送入上料缓冲器内,然后经过料斗上料斜桥进入竖式逆流换热装置,在竖式逆流换热装置内,热烧结矿与冷却风进行逆向热交换后温度降低为150℃以下,然后从竖式逆流换热装置下部的出料机构排出,经出料皮带、送矿槽皮带进入筛分装置,最后进入高炉矿槽。

2)冷却风的工艺流程。

在冷却鼓风机的作用下,90-100℃左右的冷却风从竖式逆流换热装置下部的配风装置进入竖式逆流换热装置,并与热烧结矿进行逆流热交换,产生的约620-710℃左右热风从竖式逆流换热装置上部的中心管道集中排出,进入热风总管。在引风机的作用下,热风经热风总管进入一次重力除尘器除尘后进入余热锅炉系统。通过余热锅炉,经过热交换后变为350℃左右的低温废气,然后依次经过省煤器后变为约150℃以下的热风,一部分循环补充冷却风,使冷却风温度控制在90-100℃,另一部分送烧结点火器,作为点火热空气或通过烟囱排空。

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