[发明专利]一种烧结矿冷却和余热利用系统和低氧全循环冷却方法

说明书

一种烧结矿冷却和余热利用系统，包括立式冷却机、第一除尘器、余热锅炉及发电系统、冷却装置和设置在立式冷却机的下部的密封罩装置，其中在立式冷却机的上部或顶盖设有热风出口，中部设有供风装置和底部设有排料口，其中，第一除尘器设置在热风管道上，而冷却装置的出风口经由第二冷风管道连接至立式冷却机的供风装置，在第一冷风管道或第二冷风管道上设有循环风机；和密封罩装置设置在立式冷却机的下部的排料出口处，密封罩装置的出风口经由第三冷风管道连接至第一冷风管道的前段，或连接至第二冷风管道的前段；还提供一种烧结矿低氧全循环冷却方法。

技术领域

本发明涉及包括立式烧结矿冷却机的烧结矿冷却和余热利用系统和烧结矿冷却方法，更具体地说，涉及一种烧结矿低氧全循环冷却工艺，属于炼铁领域和环保领域。

背景技术

近年来，随着我国能源消耗与环境保护关系的日益紧张，节能环保受到全社会的重视，并使其成为建立资源节约型、环境友好型社会的关键举措。节能环保工作涉及方方面面，工业领域的节能环保是节能环保工作的重点和难点，特别是对于能耗高环境污染大的钢铁行业。烧结工序能耗约占钢铁企业总能耗的15％，仅次于炼铁工序而居第二位。当前，我国大中型钢铁企业生产1吨烧结矿产生的余热资源总量约为1.44GJ，回收利用率仅为35％～45％。以2014年计(烧结矿产量8.91亿吨)，尚有约8亿GJ的烧结余热资源没有得到回收利用，造成资源浪费的同时也形成了严重的环境污染。因此，烧结过程余热资源高效回收与利用成为烧结工序节能环保的重要方向和途径。

烧结过程余热资源主要由两部分组成：一部分是烧结矿显热，约占余热资源总量的70％；另一部是烧结烟气显热，约占余热资源总量的30％。比较而言，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。基于此，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核心与重点。

在现代烧结工艺过程中，“冷却”是较关键的工序之一。烧结矿在经过烧结机的焙烧后，已形成高温成品矿，如何能在不影响其质量与成品率的前提下对它进行保护性冷却，使其能够经皮带机送入成品矿仓，同时将其所携带的显热能量完美回收利用，一直以来是业内技术人士不断研究的问题。20世纪60年代以来，烧结矿的冷却工艺得到了迅速发展，其主要分为带式冷却、环式冷却与盘式冷却三大类。在后期的市场竞争中，带式冷却技术被淘汰，余下的环式冷却与盘式冷却技术均各有其优缺点。但综合比较，盘冷比环冷的余热利用率更好(所有烧结矿显热均得到回收利用)，故盘冷机在国外市场应用非常广泛，本专利亦围绕盘冷机技术进行阐述。

盘冷机技术从70年代开始发展，最开始为横向式盘冷，即冷却风是从盘冷机的内环向外环流动，横向穿过待冷却料层与其换热，换热完后的冷却风直接外排至大气。这样做既不经济也不环保，经过多年来的不断研究优化，最新的盘冷机技术是日本三菱日立与中盛钢铁提出的“抽风式纵向盘冷技术”。此技术采用抽风，将冷却风从大气抽入待冷却料底部，然后往上纵向穿过料层，最后从料层上部吹出进入后续工序。该方案与最开始的方案相比，已经有了非常大的优化与进步，下面针对该方案进行详细介绍。

JP2008232519A(三菱日立与中盛钢铁，下称D1)公开了抽风式纵向盘冷技术，参见其中的图1：热烧结矿从烧结机尾部落入进料溜槽，在溜槽内堆积成一定高度的料柱，这样一方面是起到均匀下料的作用，另一方面是起到料封防止进料口串风的作用。矿料继续向下经过机罩后进入盘冷机箱体内，推挤成一定高度的料柱。与此同时，受抽风机的负压影响，盘冷机附近的空气会经由百叶进风装置被吸入料柱内，从下往上穿过料柱与之换热，换热完毕后的空气从料柱顶面穿出进入出风口，被送往重力除尘器与余热锅炉，最后经过抽风机后被外排。被空气冷却后的烧结料在盘冷机下部托盘处形成横截面为37度堆积角三角形的环形堆积区，当被转动至卸料区时，烧结料被刮料板装置刮落，完成冷却工序进入下一个工序环节。

三菱日立与中盛钢铁的“抽风式纵向盘冷技术”虽然较常规技术有显著进步，但仍然存在以下五点缺陷：