一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，包括與轉(zhuǎn)底爐頂端連接的沉降室和與轉(zhuǎn)底爐底端連接的DRI冷卻爐，所述沉降室通過沉降管與余熱鍋爐連接，余熱鍋爐內(nèi)的煙氣進(jìn)入空氣換熱器中，空氣換熱器中的煙氣經(jīng)布袋除塵器進(jìn)入引風(fēng)機(jī)中，引風(fēng)機(jī)的煙氣進(jìn)入排煙煙囪；排煙煙囪通過管道與高壓風(fēng)機(jī)連接，在高壓風(fēng)機(jī)與排煙煙囪之間的管道上依次設(shè)有氧檢測裝置、氧處理裝置和補(bǔ)氣裝置，高壓風(fēng)機(jī)吸入的冷卻風(fēng)進(jìn)入DRI冷卻爐的冷卻風(fēng)環(huán)道，穿過風(fēng)道與DRI冷卻爐內(nèi)的熱料進(jìn)行換熱，換熱后的氣體通過管道進(jìn)入沉降室。本實(shí)用新型同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)底爐工藝產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂蜔崃线M(jìn)行余熱回收，凈化后的部分低溫?zé)煔饪勺匝h(huán)，作為冷卻介質(zhì)，送入熱DRI冷卻爐中，對熱料進(jìn)行換熱降溫，運(yùn)行成本低。
【專利說明】
一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)底爐(Rotary Hearth Furnace)工藝可以用來預(yù)還原鐵礦石，也可以處理冶金廠產(chǎn)生的粉塵，以及其它含鐵、鉻、鋅的冶金廢棄物等。轉(zhuǎn)底爐以內(nèi)配碳球團(tuán)或團(tuán)塊為原料，在1250?1350 °C高溫環(huán)境下，含碳球團(tuán)中的金屬氧化物被碳快速還原，生成金屬化球團(tuán)。轉(zhuǎn)底爐工藝生產(chǎn)的預(yù)還原爐料排料溫度一般在100tC左右，由螺旋出料機(jī)推出爐外。轉(zhuǎn)底爐工藝同時(shí)還產(chǎn)生高溫?zé)煔猓鋷ё吡宿D(zhuǎn)底爐?50%的熱量，出爐煙氣溫度一般在IlOOcC左右，且煙氣量較大，顯熱含量高。由于轉(zhuǎn)底爐的高溫?zé)煔夂透邷匚锪隙紟ё吡溯^多的能量，從降低轉(zhuǎn)底爐工藝能耗角度考慮，實(shí)現(xiàn)充分有效的回收兩部分的能量，將對轉(zhuǎn)底爐工藝的節(jié)能降耗有重要的發(fā)展意義。
[0003]現(xiàn)階段對于轉(zhuǎn)底爐余熱回收，過多集中于對高溫?zé)煔獾膬艋c余熱回收方面，以期降低轉(zhuǎn)底爐能耗消耗指標(biāo)，如專利CN 202361822U，CN 103063044A，CN 105135898A等所述，主要通過余熱鍋爐回收煙氣熱量，產(chǎn)生高溫蒸汽，并利用汽輪機(jī)發(fā)電。在此基礎(chǔ)上考慮對轉(zhuǎn)底爐熱料進(jìn)行回收的方案，較多局限于傳統(tǒng)的臥式圓筒冷卻器，由于綜合回收熱效率低，工序能耗較高，設(shè)備占地和投資大，難以滿足節(jié)能降耗的低碳環(huán)保的生產(chǎn)目標(biāo)要求。
[0004]考慮轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)的熱料需要防止二次氧化，并且排料溫度較高，余熱回收價(jià)值高，對比目前成熟的干熄焦工藝，有技術(shù)人員提出以氮?dú)庾鳛槔鋮s風(fēng)介質(zhì)，在立式逆流冷卻器中實(shí)現(xiàn)換熱，經(jīng)過除塵，高溫氮?dú)庠谟酂徨仩t中進(jìn)行換熱，產(chǎn)生的高溫蒸汽，用汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電回收能量，氮?dú)庋h(huán)利用，如專利CN 102183154A所述。在該技術(shù)路線下，需要為熱料實(shí)施氮?dú)饫鋮s換熱，另新增設(shè)置一次除塵、余熱鍋爐及汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，以及二次除塵設(shè)施，設(shè)備投資高，回收成本高。
[0005]目前關(guān)于轉(zhuǎn)底爐余熱回收主要集中在對高溫?zé)煔獾哪芰炕厥辗矫?利用余熱鍋爐回收煙氣熱量，產(chǎn)生高溫蒸汽，用汽輪機(jī)發(fā)電的方式回收熱量。轉(zhuǎn)底爐熱料可以通過臥式圓筒冷卻器進(jìn)行余熱回收，但臥式圓筒冷卻器熱回收效率較低，且占地和投資較大，實(shí)用效果較差，難以實(shí)現(xiàn)提高轉(zhuǎn)底爐的綜合熱效率和降低工序能耗的目標(biāo)要求。
[0006]在對高溫?zé)煔獾哪芰炕厥盏幕A(chǔ)上，借鑒干熄焦工藝技術(shù)路線特點(diǎn)一一以氮?dú)庾鳛槔鋮s風(fēng)介質(zhì)，在立式逆流冷卻器中實(shí)現(xiàn)對熱料的換熱，經(jīng)過除塵，高溫氮?dú)庠谟酂徨仩t中進(jìn)行換熱，產(chǎn)生的高溫蒸汽，用汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電回收能量，氮?dú)庋h(huán)利用；以期對熱料進(jìn)行能量回收，盡管工藝路線較為成熟，對余熱利用程度較高，但兩套除塵、凈化及余熱鍋爐換熱系統(tǒng)投資較大，且氮?dú)馍a(chǎn)投入成本高，經(jīng)濟(jì)性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)底爐工藝產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂蜔崃线M(jìn)行余熱回收，凈化后的部分低溫?zé)煔饪勺匝h(huán)，作為冷卻介質(zhì)，送入熱DRI冷卻爐中，對熱料進(jìn)行換熱降溫，冷卻介質(zhì)來源方便，運(yùn)行成本低。
[0008]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，包括與轉(zhuǎn)底爐頂端連接的沉降室和與轉(zhuǎn)底爐底端連接的DRI冷卻爐，所述沉降室通過沉降管與余熱鍋爐連接，余熱鍋爐內(nèi)的煙氣進(jìn)入空氣換熱器中，空氣換熱器中的煙氣經(jīng)布袋除塵器進(jìn)入引風(fēng)機(jī)中，引風(fēng)機(jī)的煙氣進(jìn)入排煙煙囪；排煙煙囪通過管道與高壓風(fēng)機(jī)連接，在高壓風(fēng)機(jī)與排煙煙囪之間的管道上依次設(shè)有氧檢測裝置、氧處理裝置和補(bǔ)氣裝置，高壓風(fēng)機(jī)吸入的冷卻風(fēng)進(jìn)入DRI冷卻爐的底端，與DRI冷卻爐內(nèi)的熱料進(jìn)行換熱，換熱的氣體通過管道進(jìn)入?/L降室。
[0009]作為優(yōu)選，所述余熱鍋爐內(nèi)換熱后的水蒸氣送入汽輪機(jī)中，汽輪機(jī)中冷卻的水進(jìn)入冷疑器中，冷凝器通過動力栗將冷凝水送入余熱鍋爐中。
[0010]作為優(yōu)選，所述氧處理裝置與高壓風(fēng)機(jī)之間設(shè)有第一電磁閥，補(bǔ)氣裝置與高壓風(fēng)機(jī)之間設(shè)有第二電磁閥，第一電磁閥與第二電磁閥與控制器連接，通過控制器控制第一電磁閥和第二電磁閥，使得高壓風(fēng)機(jī)吸入的氣體氧含量要求控制在2%以下；當(dāng)氧含量超過5%時(shí)，通過第一電磁閥連接的氧處理裝置對冷卻氣進(jìn)行燃燒、再換熱冷卻(換熱后溫度<130°C )，以期實(shí)現(xiàn)降低氣體的氧含量目的；當(dāng)氧含量介于2?5%時(shí)，通過第二電磁閥連接的補(bǔ)氣裝置，從外部氮?dú)夤芫W(wǎng)輸入氮?dú)?，?shí)現(xiàn)稀釋冷卻氣中氧含量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)整總壓力的目的。
[0011]作為優(yōu)選，所述DRI冷卻爐包括進(jìn)料口、與進(jìn)料口連接的下料段和冷卻段，所述冷卻段的側(cè)上方設(shè)有與排風(fēng)環(huán)道相通的排風(fēng)管，實(shí)現(xiàn)換熱后熱氣通過排風(fēng)管能夠進(jìn)入沉降室，冷卻段內(nèi)設(shè)有冷料床，冷料床通過支撐裝置支撐，冷卻段的下端設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)入的進(jìn)風(fēng)口 ；熱料通過進(jìn)料口進(jìn)入冷卻段，落入到冷料床上，在冷料床上的熱料進(jìn)一步熱交換后從排料口排出，在熱料下落的過程中，冷卻風(fēng)自下向上與熱料進(jìn)行熱交換后通過排風(fēng)管排出。
[0012]作為優(yōu)選，所述冷卻床為類柵欄式篦板鋼結(jié)構(gòu)，材質(zhì)特點(diǎn)為耐熱耐磨;柵欄式篦板便于氮?dú)庾韵露线\(yùn)行;冷卻效果好，后續(xù)冷料排料設(shè)備選型成本低，便于冷料的輸送。
[0013]循環(huán)冷卻煙氣中氧含量要求控制在2%以下，以避免冷卻氣中氧含量過高，在DRI冷卻爐中對熱DRI造成二次氧化，使DRI中金屬鐵重新生成FeO，降低了 DRI金屬化率，并對后續(xù)DRI的熔煉工藝能耗造成影響，增加了熔煉系統(tǒng)的焦炭耗量和電耗。當(dāng)氧含量較高時(shí)，可通過第一電磁閥連接的氧處理裝置對冷卻氣進(jìn)行燃燒、再換熱冷卻(換熱后溫度<130°C)，以期實(shí)現(xiàn)降低氣體的氧含量目的；當(dāng)氧含量介于2?5%時(shí)，可通過第二電磁閥連接的補(bǔ)氣裝置，從外部氮?dú)夤芫W(wǎng)輸入氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)稀釋冷卻氣中氧含量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)整總壓力的目的。
[0014]1000°C左右的熱DRI料在冷卻裝置中自上而下運(yùn)行，冷卻用煙氣自下而上運(yùn)行，在冷卻床上進(jìn)行強(qiáng)制換熱，冷卻床為類柵欄式篦板鋼結(jié)構(gòu)，材質(zhì)特點(diǎn)為耐熱耐磨;柵欄式篦板便于氮?dú)庾韵露线\(yùn)行；由于冷卻效果好，后續(xù)冷料排料設(shè)備選型成本較低，便于冷料的輸送。
[0015]有益效果:本發(fā)明的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016](I)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)底爐工藝產(chǎn)生的高溫?zé)煔夂蜔崃线M(jìn)行余熱回收，凈化后的部分低溫?zé)煔饪勺匝h(huán)，作為冷卻介質(zhì)，送入熱DRI冷卻爐中，對熱料進(jìn)行換熱降溫，冷卻介質(zhì)來源方便，運(yùn)行成本低；
[0017](2)在熱DRI冷卻爐對熱料進(jìn)行換熱的低溫循環(huán)煙氣，通過管路并入轉(zhuǎn)底爐主煙道與沉降室入口的聯(lián)通管中，利用轉(zhuǎn)底爐主煙道高溫?zé)煔獾囊淮纬龎m、二次除塵、布袋除塵器進(jìn)行凈化，減少了單獨(dú)利用氮?dú)庋h(huán)冷卻情況下的除塵、凈化設(shè)備投資；
[0018](3)在熱DRI冷卻爐對熱料進(jìn)行換熱的低溫循環(huán)煙氣，并入轉(zhuǎn)底爐主煙道與沉降室入口的聯(lián)通管中，利用轉(zhuǎn)底爐主煙道高溫?zé)煔獾挠酂徨仩t和汽輪機(jī)發(fā)電設(shè)施，減少了單獨(dú)利用氮?dú)庋h(huán)冷卻情況下的余熱回收和發(fā)電、并網(wǎng)設(shè)備的投資；
[0019](4)在熱DRI冷卻爐對熱料進(jìn)行換熱的低溫循環(huán)煙氣，由煙氣流量調(diào)節(jié)裝置控制流量，以滿足冷卻爐對低溫循環(huán)煙氣冷卻強(qiáng)度要求;通過對煙氣殘氧分析和氧處理裝置，可有效避免了低溫?zé)煔庵袣堁鯇崃系亩窝趸?br>[0020](5)在煙氣量較不穩(wěn)定時(shí)，通過補(bǔ)氮和調(diào)壓裝置與外部氮?dú)夤芫W(wǎng)連接，輸入氮?dú)饫鋮s熱DRI冷卻爐中的熱料，并在與主煙道相連的高溫?zé)煔獬龎m、凈化及余熱回收發(fā)電設(shè)施中實(shí)施除塵、凈化和余熱發(fā)電。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的原理不意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0023]圖3為DRI冷卻爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，包括與轉(zhuǎn)底爐I頂端連接的沉降室3和與轉(zhuǎn)底爐I底端連接的DRI冷卻爐2，所述沉降室3通過沉降管4與余熱鍋爐5連接，余熱鍋爐5內(nèi)的煙氣進(jìn)入空氣換熱器6中，空氣換熱器6中的煙氣進(jìn)過布袋除塵器7進(jìn)入引風(fēng)機(jī)8中，引風(fēng)機(jī)8的煙氣進(jìn)入排煙煙囪9;排煙煙囪通過管道與高壓風(fēng)機(jī)12連接，在高壓風(fēng)機(jī)12與排煙煙囪9之間的管道上依次設(shè)有氧檢測裝置、氧處理裝置10和補(bǔ)氣裝置11，高壓風(fēng)機(jī)12吸入的冷卻風(fēng)進(jìn)入DRI冷卻爐2的底端，與DRI冷卻爐2內(nèi)的熱料進(jìn)行換熱，換熱的氣體通過管道進(jìn)入沉降室3。
[0025]在本發(fā)明中，所述余熱鍋爐5內(nèi)換熱后的水蒸氣送入汽輪機(jī)5-1中，汽輪機(jī)5-1與發(fā)電機(jī)組5-2連接，汽輪機(jī)5-1中冷卻的水進(jìn)入冷疑器5-3中，冷疑器5-3中的冷凝水進(jìn)入冷凝塔5-5中，冷凝塔5-5通過冷卻栗5-6將冷凝水送入到冷凝器5-3中，冷凝器5-3通過動力栗5-4將冷凝水送入余熱鍋爐5中。
[0026]在本發(fā)明中，所述氧處理裝置10與高壓風(fēng)機(jī)12之間設(shè)有第一電磁閥，補(bǔ)氣裝置11與高壓風(fēng)機(jī)12之間設(shè)有第二電磁閥，第一電磁閥與第二電磁閥與控制器連接，通過控制器控制第一電磁閥和第二電磁閥，使得高壓風(fēng)機(jī)12吸入的氣體氧含量在2%以下；當(dāng)氧含量超過5%時(shí)，通過第一電磁閥連接的氧處理裝置對冷卻氣進(jìn)行燃燒、再換熱冷卻；當(dāng)氧含量介于2?5%時(shí)，通過第二電磁閥連接的補(bǔ)氣裝置，從外部氮?dú)夤芫W(wǎng)輸入氮?dú)鈱⒀踹M(jìn)行稀釋。
[0027]在本發(fā)明中，所述DRI冷卻爐包括進(jìn)料口21、與進(jìn)料口 21連接的下料段和冷卻段，所述冷卻段的側(cè)方設(shè)有與排風(fēng)環(huán)道24相通的排風(fēng)管，換熱后熱氣通過排風(fēng)管進(jìn)入沉降室3，冷卻段內(nèi)設(shè)有冷料床23，冷卻床23為類柵欄式篦板鋼結(jié)構(gòu)，冷料床23通過支撐裝置支撐，冷卻段的下端設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)入的進(jìn)風(fēng)口 ；熱料通過進(jìn)料口進(jìn)入冷卻段，落入到冷料床23上，在冷料床上的熱料進(jìn)一步熱交換后從排料口 22排出，在熱料下落的過程中，冷卻風(fēng)自下向上與熱料進(jìn)行熱交換后通過排風(fēng)管排出。
[0028]本發(fā)明在使用時(shí)，轉(zhuǎn)底爐I中的高溫?zé)煔馔ㄟ^管道進(jìn)入沉降室3，經(jīng)過沉降管4后進(jìn)入余熱鍋爐5中，與余熱鍋爐5中的循環(huán)水換熱，在余熱鍋爐5中產(chǎn)生水蒸氣，水蒸氣進(jìn)入汽輪機(jī)中發(fā)電，余熱鍋爐5中換熱后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入控制換熱器，對空氣換熱器6中的冷助燃空氣加熱成熱助燃空氣，使得高溫?zé)煔獾臏囟冉抵?60°C以下，煙氣進(jìn)過布袋除塵器7除塵后進(jìn)入排煙煙囪9，排煙煙囪9中的煙氣一部分經(jīng)過管道通過高壓風(fēng)機(jī)12進(jìn)入DRI冷卻爐2對熱料進(jìn)行換熱，換熱后的氣體通過管道進(jìn)入沉降室3。
[0029]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，其特征在于:包括與轉(zhuǎn)底爐頂端連接的沉降室和與轉(zhuǎn)底爐底端連接的DRI冷卻爐，所述沉降室通過沉降管與余熱鍋爐連接，余熱鍋爐內(nèi)的煙氣進(jìn)入空氣換熱器中，空氣換熱器中的煙氣經(jīng)布袋除塵器進(jìn)入引風(fēng)機(jī)中，引風(fēng)機(jī)的煙氣進(jìn)入排煙煙囪；排煙煙囪通過管道與高壓風(fēng)機(jī)連接，在高壓風(fēng)機(jī)與排煙煙囪之間的管道上依次設(shè)有氧檢測裝置、氧處理裝置和補(bǔ)氣裝置，高壓風(fēng)機(jī)吸入的冷卻風(fēng)進(jìn)入DRI冷卻爐的底端，與DRI冷卻爐內(nèi)的熱料進(jìn)行換熱，換熱的氣體通過管道進(jìn)入沉降室。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，其特征在于:所述余熱鍋爐內(nèi)換熱后的水蒸氣送入汽輪機(jī)中，汽輪機(jī)中冷卻的水進(jìn)入冷疑器中，冷凝器通過動力栗將冷凝水送入余熱鍋爐中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，其特征在于:所述氧處理裝置與高壓風(fēng)機(jī)之間設(shè)有第一電磁閥，補(bǔ)氣裝置與高壓風(fēng)機(jī)之間設(shè)有第二電磁閥，第一電磁閥與第二電磁閥與控制器連接，通過控制器控制第一電磁閥和第二電磁閥，使得高壓風(fēng)機(jī)吸入的氣體氧含量要求控制在2%以下；當(dāng)氧含量超過5%時(shí)，通過第一電磁閥連接的氧處理裝置對冷卻氣進(jìn)行燃燒、再換熱冷卻；當(dāng)氧含量介于2?5%時(shí)，通過第二電磁閥連接的補(bǔ)氣裝置，從外部氮?dú)夤芫W(wǎng)輸入氮?dú)狻?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，其特征在于:所述DRI冷卻爐包括進(jìn)料口、與進(jìn)料口連接的下料段和冷卻段，所述冷卻段的側(cè)上方設(shè)有與排風(fēng)環(huán)道相通的排風(fēng)管，實(shí)現(xiàn)換熱后熱氣通過排風(fēng)管能夠進(jìn)入沉降室，冷卻段內(nèi)設(shè)有冷料床，冷料床通過支撐裝置支撐，冷卻段的下端設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)入的進(jìn)風(fēng)口；熱料通過進(jìn)料口進(jìn)入冷卻段，落入到冷料床上，在冷料床上的熱料進(jìn)一步熱交換后從排料口排出，在熱料下落的過程中，冷卻風(fēng)自下向上與熱料進(jìn)行熱交換后通過排風(fēng)管排出。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)底爐聯(lián)合余熱回收系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻床為類柵欄式篦板鋼結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F27D19/00GK205642033SQ201620358676
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】汪朋, 王敏花, 黃強(qiáng)
【申請人】江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司