一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置的制造方法
一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于氧化铝的生产领域，具体为一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置。
【背景技术】
[0002]在氧化铝的生产及其它工业生产过程中，在某些特定的工艺技术要求下，需使用间接加热式烧结系统对物料进行加热，此种加热系统可保证被加热物料处在一个封闭空间内，免受外来杂质的污染。但此种加热方式的换热效率较低，将产生大量的高温燃烧烟气和窑炉内尾气，如不对其进行余热回收，将导致大量能量的浪费，增加整个生产系统的能源消耗与生产成本；同时，如果不对上述烟气或尾气进行降温处理，也将对其达标排放造成困难。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供的一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置，其目的是回收燃烧室烟气和窑炉内尾气的部分热量，既可用来预热进入窑炉的生料，亦可用来预热进入燃烧室的燃气或助燃空气，同时还可以通过与低温水换热制备饱和水或饱和蒸汽，供全厂其它工艺流程使用。另外，通过换热也可使上述烟气及尾气的温度降低，利于进行进一步收尘处理及排放。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种间接加热式烧结系统的余热利用方法，包括如下步骤:
[0006](1)窑炉燃烧室排出的高温烟气经管道送至气水换热器，在其中与低温水进行热交换，将水加热至0.1MPa?8.6MPa饱和状态的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，饱和水则送去其它工艺流程利用或通过管道进入闪蒸器及其饱和水循环泵产生0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，送去其它工艺流程利用；
[0007](2)窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。
[0008]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽。
[0009]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气水换热器、生料预热器换热降温后的燃烧室烟气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0010]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经生料预热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0011]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器、气体换热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。
[0012]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经生料预热器、气体换热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0013]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气体换热器换热升温后的新鲜空气，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室用作助燃空气。
[0014]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气体换热器换热升温后的气体燃料，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室进行燃烧。
[0015]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气水换热器换热生成的
0.1MPa?8.6MPa饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。
[0016]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经生料预热器换热升温后的生料，去其它预热系统继续预热或直接进入窑炉内进行加热。
[0017]所述方法专用的间接加热式烧结系统的余热利用装置，该装置包括:燃烧室、气水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵、生料预热器，具体结构如下:
[0018]燃烧室烟气出口管道连至气水换热器进气口，其烟气连接管道上设支管与生料预热器相连接，气水换热器饱和水出口管道连至闪蒸器，闪蒸器与饱和水循环泵之间用管道连接，饱和水循环泵的进口端与闪蒸器底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵的出口端与气水换热器的饱和水进口端相通，形成闪蒸器的饱和水自循环；窑炉尾气出口管道连至生料预热器，生料预热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，生料预热器生料出口连接至窑炉进料口。
[0019]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，还包括气体换热器，燃烧室的烟气连接管道上设支管与气体换热器相连接；窑炉尾气出口管道连至气体换热器，气体换热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，气体换热器热空气或燃气出口连接至燃烧室助燃空气或燃气进口。
[0020]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，烧结系统是通过燃烧室对窑炉进行间接加热的烧结设备。
[0021]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，烧结系统内的被加热窑炉为回转窑或竖式炉。
[0022]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，烧结系统为一段窑炉系统或两段以上窑炉系统。
[0023]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，燃烧室烟气出口为一个或两个以上。
[0024]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，气水换热器为一级换热器或两级以上换热器。
[0025]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，生料预热器生料出口与间接加热式烧结系统窑炉进料口通过溜槽、溜管或给料系统连接。
[0026]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，气体换热器为一级换热器或两级以上换热器。
[0027]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，气体换热器为管壳式换热器或热管式换热器。
[0028]本发明的设计思想是:
[0029]本发明间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置，包括间接加热式烧结系统、生料预热器、气体换热器(空气或燃气换热器)、气-水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵以及设备之间连通的管道。在间接加热式烧结系统中，通过气-水换热器使用燃烧室排出的高温烟气加热低温水，制备0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，并降低烟气排放温度，同时也可使用高温烟气结合窑或炉内产生的高温尾气共同预热进入窑炉的生料，亦可使用高温烟气结合窑炉内产生的高温尾气共同预热燃烧室所需助燃空气或气体燃料。
[0030]本发明的优点和有益效果是:
[0031]1、在本发明中，燃烧烟气通过气-水换热器与低温水进行换热，利用高温燃烧烟气的热量，制备饱和水或饱和水蒸气，用于生产流程，有效提高能源利用效率 ，降低全厂能源消耗及生产成本，同时也使烟气自身温度降低，利于收尘及排放处理。
[0032]2、在本发明中，窑炉内尾气和部分燃烧烟气通过生料预热器、气体换热器和进入窑炉的生料和燃气或助燃空气换热，可提高生料、燃气或助燃空气的温度，降低加热温差，减少燃料消耗，同时也使尾气及烟气自身温度降低，利于收尘及排放处理。
[0033]总之，本发明可有效地回收上述燃烧烟气、窑炉内尾气中的部分热量，制备饱和蒸汽供全厂使用，提高整个烧结系统的能源利用效率，降低生产成本，同时也可降低烟(尾)气的自身温度，利于收尘处理及排放。该方法流程简单、设备投资低。
【附图说明】
[0034]图1为本发明实施例1烧结系统的余热利用装置示意图；
[0035]图中:11、窑炉；12、燃烧室；13、气水换热器；14、生料预热器；15、闪蒸器；16、饱和水循环泵。
[0036]图2为本发明实施例2烧结系统的余热利用装置示意图；
[0037]图中:21、一段窑炉；22、二段窑炉；23、一段燃烧室；24、二段燃烧室；25、气水换热器；26、生料预热器；27、气体换热器；28、闪蒸器；29、饱和水循环泵。
【具体实施方式】
[0038]在【具体实施方式】中，本发明间接加热式烧结系统的余热利用方法，窑炉燃烧室排出的高温烟气经管道送至气水换热器，在其中与低温水进行热交换，将水加热至0.1MPa?
8.6MPa饱和状态的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，饱和水则送去其它工艺流程利用或通过管道进入闪蒸器及其饱和水循环泵产生0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，送去其它工艺流程利用；窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器、气体换热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，可抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。其中，
[0039](1)经气水换热器或生料预热器、气体换热器换热降温后的燃烧室烟气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0040](2)经生料预热器、气体换热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。经生料预热器换热升温后的生料，去其它预热系统继续预热或直接进入窑炉内进行加热。
[0041](3)经气体换热器换热升温后的新鲜空气，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室用作助燃空气。
[0042](4)经气体换热器换热升温后的气体燃料，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室进行燃烧。
[0043]以下结合附图对本发明进一步详细说明。
[0044]实施例1:
[0045]如图1所示，本实施例间接加热式烧结系统的余热利用装置主要包括:窑炉11、燃烧室12、气水换热器13、生料预热器14、闪蒸器15、饱和水循环泵16等，具体结构如下:
[0046]燃烧室12位于窑炉11的外侧，为窑炉(回转窑或竖式炉)内的物料进行间接加热，燃烧烟气出口经管道连至气水换热器13 ;气水换热器13设有低温水进口和饱和水出口，饱和水出口经管道连接至闪蒸器15，生成的饱和蒸汽则通过闪蒸器15的饱和蒸汽出口经管道去往其它工序；饱和水循环泵16的进口端与闪蒸器15底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵16的出口端与气水换热器13的饱和水进口端相通，形成闪蒸器15的饱和水自循环，增加余热利用效率；窑炉11的窑炉尾气出口经管道连至生料预热器14，同时生料预热器14设有燃烧烟气进口，由尾气和燃烧烟气为生料加热。
[0047]本实施例间接加热式烧结系统的余热利用方法如下:
[0048]燃烧室12排出的高温燃烧烟气经管道送至气水换热器13，在其中与低温水进行热交换，制备饱和水的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空，饱和水则经管道送至其它工序进行利用或经管道送至闪蒸器15制备成饱和蒸汽送至其它工序进行利用；同时，燃烧烟气可通过支路管道送至生料预热器14，在其中与生料进行热交换，使生料温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；窑炉11内排出的高温窑炉尾气经管道送至生料预热器14，在其中与生料进行热交换，使生料温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；加热后的生料则通过溜槽、溜管或给料系统送至窑炉11内进行加热。本实施例中，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。
[0049]实施例2:
[0050]如图2所示，本实施例间接加热式烧结系统的余热利用装置主要包括一段窑炉
21、二段窑炉22、一段燃烧室23、二段燃烧室24、气水换热器25、生料预热器26、气体换热器27 (空气或燃气)、闪蒸器28、饱和水循环泵29等，具体结构如下:
[0051]一段燃烧室23、二段燃烧室24分别位于一段窑炉21、二段窑炉22的外侧，对窑炉(一段窑炉21、二段窑炉22)内的物料进行间接加热，燃烧烟气(一段燃烧室烟气、二段燃烧室烟气)分别经管道连至气水换热器25，同时气水换热器25分出一条支路管道连接至气体换热器27 ;由气水换热器25加热生成的饱和水出口经管道连接至闪蒸器28，生成的饱和蒸汽则通过闪蒸器28的饱和蒸汽出口经管道去往其它工序；饱和水循环泵29的进口端与闪蒸器28底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵29的出口端与气水换热器25的饱和水进口端相通，形成闪蒸器28的饱和水自循环，增加余热利用效率；
[0052]一段窑炉21的一段窑炉尾气(一段尾气)出口经管道连至生料预热器26，为生料加温；二段窑炉22的二段窑炉尾气(二段尾气)出口经管道连至气体换热器27，同时气体换热器27设有燃烧烟气进口，由尾气和燃烧烟气共同为助燃空气(或燃气)进行加温。
[0053]本实施例间接加热式烧结系统的余热利用方法如下:
[0054]一段燃烧室23、二段燃烧室24排出的高温烟气经管道送至气水换热器25，在其中与低温水进行热交换，制备饱和水的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空，饱和水则经管道送至其它工序进行利用或经管道送至闪蒸器28制备成饱和蒸汽送至其它工序进行利用；同时，燃烧烟气可通过支路管道送至气体换热器27，在其中与助燃空气或燃气进行热交换，使助燃空气或燃气温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；一段窑炉21内排出的一段窑炉尾气经管道送至生料预热器26，在其中与生料进行热交换，使生料温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；加热后的生料则通过溜槽、溜管或给料系统送至窑炉21内进行加热；二段窑炉22 内排出的二段窑炉尾气经管道送至气体换热器27，在其中与助燃空气或燃气进行热交换，使助燃空气或燃气温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；加热后的助燃空气或燃气经管道送至一段燃烧室23和二段燃烧室24进行燃烧。本实施例中，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。
[0055]实施例结果表明，本发明可以有效地回收上述窑炉尾气和燃烧烟气中的部分热量，产生饱和水或饱和蒸汽供全厂使用，降低全厂能源消耗，节约生产成本，同时也能够降低烟(尾)的自身温度以有利于进一步处理或收尘排放。
【主权项】
1.一种间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)窑炉燃烧室排出的高温烟气经管道送至气水换热器，在其中与低温水进行热交换，将水加热至0.1MPa?8.6MPa饱和状态的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，饱和水则送去其它工艺流程利用或通过管道进入闪蒸器及其饱和水循环泵产生0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，送去其它工艺流程利用； (2)窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。2.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽。3.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气水换热器、生料预热器换热降温后的燃烧室烟气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。4.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经生料预热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。5.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器、气体换热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。6.按照权利要求5所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经生料预热器、气体换热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。7.按照权利要求5所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气体换热器换热升温后的新鲜空气，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室用作助燃空气。8.按照权利要求5所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气体换热器换热升温后的气体燃料，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室进行燃烧。9.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气水换热器换热生成的0.1MPa?8.6MPa饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。10.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经生料预热器换热升温后的生料，去其它预热系统继续预热或直接进入窑炉内进行加热。11.一种权利要求1到10之一所述方法专用的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，该装置包括:燃烧室、气水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵、生料预热器，具体结构如下: 燃烧室烟气出口管道连至气水换热器进气口，其烟气连接管道上设支管与生料预热器相连接，气水换热器饱和水出口管道连至闪蒸器，闪蒸器与饱和水循环泵之间用管道连接，饱和水循环泵的进口端与闪蒸器底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵的出口端与气水换热器的饱和水进口端相通，形成闪蒸器的饱和水自循环；窑炉尾气出口管道连至生料预热器，生料预热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，生料预热器生料出口连接至窑炉进料口。12.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，还包括气体换热器，燃烧室的烟气连接管道上设支管与气体换热器相连接；窑炉尾气出口管道连至气体换热器，气体换热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，气体换热器热空气或燃气出口连接至燃烧室助燃空气或燃气进口。13.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，烧结系统是通过燃烧室对窑炉进行间接加热的烧结设备。14.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，烧结系统内的被加热窑炉为回转窑或竖式炉。15.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，烧结系统为一段窑炉系统或两段以上窑炉系统。16.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，燃烧室烟气出口为一个或两个以上。17.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，气水换热器为一级换热器或两级以上换热器。18.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，生料预热器生料出口与间接加热式烧结系统窑炉进料口通过溜槽、溜管或给料系统连接。19.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，气体换热器为一级换热器或两级以上换热器。20.按照权利要求19所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，气体换热器为管壳式换热器或热管式换热器。
【专利摘要】本发明属于氧化铝的生产领域，具体为一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置。该装置包括燃烧室、生料预热器、气体换热器、气水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵以及设备之间连通的管道，通过气水换热器使用燃烧室排出的高温烟气加热低温水，制备0.1MPa～8.6MPa饱和蒸汽，并降低烟气排放温度，同时也可使用高温烟气结合窑炉内产生的高温尾气共同预热进入窑炉的生料，亦可使用高温烟气结合窑炉内产生的高温尾气共同预热燃烧室所需助燃空气或气体燃料。本发明可有效地回收上述燃烧烟气、窑炉内尾气中的部分热量，制备饱和蒸汽供全厂使用，提高整个烧结系统的能源利用效率，降低生产成本，同时也可降低烟(尾)气的自身温度，利于收尘处理及排放。
【IPC分类】F27D17/00
【公开号】CN105486096
【申请号】CN201410479807
【发明人】张文, 李志国, 廖新勤
【申请人】沈阳铝镁设计研究院有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
【技术领域】
[0001]本发明属于氧化铝的生产领域，具体为一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置。
【背景技术】
[0002]在氧化铝的生产及其它工业生产过程中，在某些特定的工艺技术要求下，需使用间接加热式烧结系统对物料进行加热，此种加热系统可保证被加热物料处在一个封闭空间内，免受外来杂质的污染。但此种加热方式的换热效率较低，将产生大量的高温燃烧烟气和窑炉内尾气，如不对其进行余热回收，将导致大量能量的浪费，增加整个生产系统的能源消耗与生产成本；同时，如果不对上述烟气或尾气进行降温处理，也将对其达标排放造成困难。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明提供的一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置，其目的是回收燃烧室烟气和窑炉内尾气的部分热量，既可用来预热进入窑炉的生料，亦可用来预热进入燃烧室的燃气或助燃空气，同时还可以通过与低温水换热制备饱和水或饱和蒸汽，供全厂其它工艺流程使用。另外，通过换热也可使上述烟气及尾气的温度降低，利于进行进一步收尘处理及排放。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]一种间接加热式烧结系统的余热利用方法，包括如下步骤:
[0006](1)窑炉燃烧室排出的高温烟气经管道送至气水换热器，在其中与低温水进行热交换，将水加热至0.1MPa?8.6MPa饱和状态的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，饱和水则送去其它工艺流程利用或通过管道进入闪蒸器及其饱和水循环泵产生0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，送去其它工艺流程利用；
[0007](2)窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。
[0008]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽。
[0009]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气水换热器、生料预热器换热降温后的燃烧室烟气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0010]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经生料预热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0011]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器、气体换热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。
[0012]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经生料预热器、气体换热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0013]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气体换热器换热升温后的新鲜空气，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室用作助燃空气。
[0014]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气体换热器换热升温后的气体燃料，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室进行燃烧。
[0015]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经气水换热器换热生成的
0.1MPa?8.6MPa饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。
[0016]所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，经生料预热器换热升温后的生料，去其它预热系统继续预热或直接进入窑炉内进行加热。
[0017]所述方法专用的间接加热式烧结系统的余热利用装置，该装置包括:燃烧室、气水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵、生料预热器，具体结构如下:
[0018]燃烧室烟气出口管道连至气水换热器进气口，其烟气连接管道上设支管与生料预热器相连接，气水换热器饱和水出口管道连至闪蒸器，闪蒸器与饱和水循环泵之间用管道连接，饱和水循环泵的进口端与闪蒸器底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵的出口端与气水换热器的饱和水进口端相通，形成闪蒸器的饱和水自循环；窑炉尾气出口管道连至生料预热器，生料预热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，生料预热器生料出口连接至窑炉进料口。
[0019]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，还包括气体换热器，燃烧室的烟气连接管道上设支管与气体换热器相连接；窑炉尾气出口管道连至气体换热器，气体换热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，气体换热器热空气或燃气出口连接至燃烧室助燃空气或燃气进口。
[0020]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，烧结系统是通过燃烧室对窑炉进行间接加热的烧结设备。
[0021]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，烧结系统内的被加热窑炉为回转窑或竖式炉。
[0022]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，烧结系统为一段窑炉系统或两段以上窑炉系统。
[0023]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，燃烧室烟气出口为一个或两个以上。
[0024]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，气水换热器为一级换热器或两级以上换热器。
[0025]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，生料预热器生料出口与间接加热式烧结系统窑炉进料口通过溜槽、溜管或给料系统连接。
[0026]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，气体换热器为一级换热器或两级以上换热器。
[0027]所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，气体换热器为管壳式换热器或热管式换热器。
[0028]本发明的设计思想是:
[0029]本发明间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置，包括间接加热式烧结系统、生料预热器、气体换热器(空气或燃气换热器)、气-水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵以及设备之间连通的管道。在间接加热式烧结系统中，通过气-水换热器使用燃烧室排出的高温烟气加热低温水，制备0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，并降低烟气排放温度，同时也可使用高温烟气结合窑或炉内产生的高温尾气共同预热进入窑炉的生料，亦可使用高温烟气结合窑炉内产生的高温尾气共同预热燃烧室所需助燃空气或气体燃料。
[0030]本发明的优点和有益效果是:
[0031]1、在本发明中，燃烧烟气通过气-水换热器与低温水进行换热，利用高温燃烧烟气的热量，制备饱和水或饱和水蒸气，用于生产流程，有效提高能源利用效率 ，降低全厂能源消耗及生产成本，同时也使烟气自身温度降低，利于收尘及排放处理。
[0032]2、在本发明中，窑炉内尾气和部分燃烧烟气通过生料预热器、气体换热器和进入窑炉的生料和燃气或助燃空气换热，可提高生料、燃气或助燃空气的温度，降低加热温差，减少燃料消耗，同时也使尾气及烟气自身温度降低，利于收尘及排放处理。
[0033]总之，本发明可有效地回收上述燃烧烟气、窑炉内尾气中的部分热量，制备饱和蒸汽供全厂使用，提高整个烧结系统的能源利用效率，降低生产成本，同时也可降低烟(尾)气的自身温度，利于收尘处理及排放。该方法流程简单、设备投资低。
【附图说明】
[0034]图1为本发明实施例1烧结系统的余热利用装置示意图；
[0035]图中:11、窑炉；12、燃烧室；13、气水换热器；14、生料预热器；15、闪蒸器；16、饱和水循环泵。
[0036]图2为本发明实施例2烧结系统的余热利用装置示意图；
[0037]图中:21、一段窑炉；22、二段窑炉；23、一段燃烧室；24、二段燃烧室；25、气水换热器；26、生料预热器；27、气体换热器；28、闪蒸器；29、饱和水循环泵。
【具体实施方式】
[0038]在【具体实施方式】中，本发明间接加热式烧结系统的余热利用方法，窑炉燃烧室排出的高温烟气经管道送至气水换热器，在其中与低温水进行热交换，将水加热至0.1MPa?
8.6MPa饱和状态的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，饱和水则送去其它工艺流程利用或通过管道进入闪蒸器及其饱和水循环泵产生0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，送去其它工艺流程利用；窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器、气体换热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，可抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。其中，
[0039](1)经气水换热器或生料预热器、气体换热器换热降温后的燃烧室烟气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。
[0040](2)经生料预热器、气体换热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。经生料预热器换热升温后的生料，去其它预热系统继续预热或直接进入窑炉内进行加热。
[0041](3)经气体换热器换热升温后的新鲜空气，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室用作助燃空气。
[0042](4)经气体换热器换热升温后的气体燃料，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室进行燃烧。
[0043]以下结合附图对本发明进一步详细说明。
[0044]实施例1:
[0045]如图1所示，本实施例间接加热式烧结系统的余热利用装置主要包括:窑炉11、燃烧室12、气水换热器13、生料预热器14、闪蒸器15、饱和水循环泵16等，具体结构如下:
[0046]燃烧室12位于窑炉11的外侧，为窑炉(回转窑或竖式炉)内的物料进行间接加热，燃烧烟气出口经管道连至气水换热器13 ;气水换热器13设有低温水进口和饱和水出口，饱和水出口经管道连接至闪蒸器15，生成的饱和蒸汽则通过闪蒸器15的饱和蒸汽出口经管道去往其它工序；饱和水循环泵16的进口端与闪蒸器15底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵16的出口端与气水换热器13的饱和水进口端相通，形成闪蒸器15的饱和水自循环，增加余热利用效率；窑炉11的窑炉尾气出口经管道连至生料预热器14，同时生料预热器14设有燃烧烟气进口，由尾气和燃烧烟气为生料加热。
[0047]本实施例间接加热式烧结系统的余热利用方法如下:
[0048]燃烧室12排出的高温燃烧烟气经管道送至气水换热器13，在其中与低温水进行热交换，制备饱和水的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空，饱和水则经管道送至其它工序进行利用或经管道送至闪蒸器15制备成饱和蒸汽送至其它工序进行利用；同时，燃烧烟气可通过支路管道送至生料预热器14，在其中与生料进行热交换，使生料温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；窑炉11内排出的高温窑炉尾气经管道送至生料预热器14，在其中与生料进行热交换，使生料温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；加热后的生料则通过溜槽、溜管或给料系统送至窑炉11内进行加热。本实施例中，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。
[0049]实施例2:
[0050]如图2所示，本实施例间接加热式烧结系统的余热利用装置主要包括一段窑炉
21、二段窑炉22、一段燃烧室23、二段燃烧室24、气水换热器25、生料预热器26、气体换热器27 (空气或燃气)、闪蒸器28、饱和水循环泵29等，具体结构如下:
[0051]一段燃烧室23、二段燃烧室24分别位于一段窑炉21、二段窑炉22的外侧，对窑炉(一段窑炉21、二段窑炉22)内的物料进行间接加热，燃烧烟气(一段燃烧室烟气、二段燃烧室烟气)分别经管道连至气水换热器25，同时气水换热器25分出一条支路管道连接至气体换热器27 ;由气水换热器25加热生成的饱和水出口经管道连接至闪蒸器28，生成的饱和蒸汽则通过闪蒸器28的饱和蒸汽出口经管道去往其它工序；饱和水循环泵29的进口端与闪蒸器28底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵29的出口端与气水换热器25的饱和水进口端相通，形成闪蒸器28的饱和水自循环，增加余热利用效率；
[0052]一段窑炉21的一段窑炉尾气(一段尾气)出口经管道连至生料预热器26，为生料加温；二段窑炉22的二段窑炉尾气(二段尾气)出口经管道连至气体换热器27，同时气体换热器27设有燃烧烟气进口，由尾气和燃烧烟气共同为助燃空气(或燃气)进行加温。
[0053]本实施例间接加热式烧结系统的余热利用方法如下:
[0054]一段燃烧室23、二段燃烧室24排出的高温烟气经管道送至气水换热器25，在其中与低温水进行热交换，制备饱和水的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空，饱和水则经管道送至其它工序进行利用或经管道送至闪蒸器28制备成饱和蒸汽送至其它工序进行利用；同时，燃烧烟气可通过支路管道送至气体换热器27，在其中与助燃空气或燃气进行热交换，使助燃空气或燃气温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；一段窑炉21内排出的一段窑炉尾气经管道送至生料预热器26，在其中与生料进行热交换，使生料温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；加热后的生料则通过溜槽、溜管或给料系统送至窑炉21内进行加热；二段窑炉22 内排出的二段窑炉尾气经管道送至气体换热器27，在其中与助燃空气或燃气进行热交换，使助燃空气或燃气温度升高的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空；加热后的助燃空气或燃气经管道送至一段燃烧室23和二段燃烧室24进行燃烧。本实施例中，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。
[0055]实施例结果表明，本发明可以有效地回收上述窑炉尾气和燃烧烟气中的部分热量，产生饱和水或饱和蒸汽供全厂使用，降低全厂能源消耗，节约生产成本，同时也能够降低烟(尾)的自身温度以有利于进一步处理或收尘排放。
【主权项】
1.一种间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)窑炉燃烧室排出的高温烟气经管道送至气水换热器，在其中与低温水进行热交换，将水加热至0.1MPa?8.6MPa饱和状态的同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，饱和水则送去其它工艺流程利用或通过管道进入闪蒸器及其饱和水循环泵产生0.1MPa?8.6MPa饱和蒸汽，送去其它工艺流程利用； (2)窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。2.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，燃烧室排出的高温烟气温度为400°C?1200°C，窑炉内部排出的尾气温度为120°C?1200°C，低温水通过气水换热器加热生成0.1MPa?8.6MPa的饱和水或饱和蒸汽。3.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气水换热器、生料预热器换热降温后的燃烧室烟气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。4.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经生料预热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。5.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，窑炉内部排出的尾气经管道送至生料预热器、气体换热器，在其中与进入窑炉前的生料或进入燃烧室前的助燃空气或进入燃烧室前的气体燃料进行热交换，使生料或助燃空气或气体燃料得到升温，同时降低自身温度，进入下一步工序继续利用或收尘后排空，预热后的生料或助燃空气或气体燃料则进入窑炉或燃烧室内，根据工况需要，抽出部分燃烧室排出的高温烟气与窑炉尾气混合共同余热生料或助燃空气或气体燃料，以提高预热温度。6.按照权利要求5所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经生料预热器、气体换热器换热降温后的窑炉内尾气，进入下一步工序继续利用或经收尘后排空。7.按照权利要求5所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气体换热器换热升温后的新鲜空气，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室用作助燃空气。8.按照权利要求5所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气体换热器换热升温后的气体燃料，去其它预热系统继续预热或直接进入间接加热式烧结系统的燃烧室进行燃烧。9.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经气水换热器换热生成的0.1MPa?8.6MPa饱和水或饱和蒸汽，去其它换热系统继续升温或去其它工艺流程进行利用。10.按照权利要求1所述的间接加热式烧结系统的余热利用方法，其特征在于，经生料预热器换热升温后的生料，去其它预热系统继续预热或直接进入窑炉内进行加热。11.一种权利要求1到10之一所述方法专用的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，该装置包括:燃烧室、气水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵、生料预热器，具体结构如下: 燃烧室烟气出口管道连至气水换热器进气口，其烟气连接管道上设支管与生料预热器相连接，气水换热器饱和水出口管道连至闪蒸器，闪蒸器与饱和水循环泵之间用管道连接，饱和水循环泵的进口端与闪蒸器底部的饱和水出口连通，饱和水循环泵的出口端与气水换热器的饱和水进口端相通，形成闪蒸器的饱和水自循环；窑炉尾气出口管道连至生料预热器，生料预热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，生料预热器生料出口连接至窑炉进料口。12.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，还包括气体换热器，燃烧室的烟气连接管道上设支管与气体换热器相连接；窑炉尾气出口管道连至气体换热器，气体换热器上设有与燃烧室连通的烟气入口，气体换热器热空气或燃气出口连接至燃烧室助燃空气或燃气进口。13.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，烧结系统是通过燃烧室对窑炉进行间接加热的烧结设备。14.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，烧结系统内的被加热窑炉为回转窑或竖式炉。15.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，烧结系统为一段窑炉系统或两段以上窑炉系统。16.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，燃烧室烟气出口为一个或两个以上。17.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，气水换热器为一级换热器或两级以上换热器。18.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，生料预热器生料出口与间接加热式烧结系统窑炉进料口通过溜槽、溜管或给料系统连接。19.按照权利要求11所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，气体换热器为一级换热器或两级以上换热器。20.按照权利要求19所述的间接加热式烧结系统的余热利用装置，其特征在于，气体换热器为管壳式换热器或热管式换热器。
【专利摘要】本发明属于氧化铝的生产领域，具体为一种间接加热式烧结系统的余热利用方法及装置。该装置包括燃烧室、生料预热器、气体换热器、气水换热器、闪蒸器、饱和水循环泵以及设备之间连通的管道，通过气水换热器使用燃烧室排出的高温烟气加热低温水，制备0.1MPa～8.6MPa饱和蒸汽，并降低烟气排放温度，同时也可使用高温烟气结合窑炉内产生的高温尾气共同预热进入窑炉的生料，亦可使用高温烟气结合窑炉内产生的高温尾气共同预热燃烧室所需助燃空气或气体燃料。本发明可有效地回收上述燃烧烟气、窑炉内尾气中的部分热量，制备饱和蒸汽供全厂使用，提高整个烧结系统的能源利用效率，降低生产成本，同时也可降低烟(尾)气的自身温度，利于收尘处理及排放。
【IPC分类】F27D17/00
【公开号】CN105486096
【申请号】CN201410479807
【发明人】张文, 李志国, 廖新勤
【申请人】沈阳铝镁设计研究院有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月18日
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