基本信息
- 項目名稱：
- 燒結過程中余熱資源高效回收與綜合利用方法及裝置
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 冶金過程余熱資源回收與利用領域基于節(jié)能減排的燒結過程中余熱資源高效回收與利用的方法及裝置。本發(fā)明有效減少生產投入，成本比現有的裝置要節(jié)省約6000萬元；具有較高的余熱回收利用率，余熱發(fā)電機組的噸礦發(fā)電量將達到50 kW?h；有效降低燒結工序能耗，促進資源節(jié)約，每年單套設備在燒結工序中的減少能耗2.321萬噸標準煤，CO2減排量達到5.787萬噸，減排顆粒物20%，降低脫硫負荷30%~40%。
- 詳細介紹：
- 本課題屬于冶金過程余熱資源回收與利用領域，基于節(jié)能減排的燒結過程中余熱資源高效回收與利用的方法及裝置，主要針對燒結過程中燒結礦石、冷卻廢氣和燒結廢氣余熱資源高效回收與利用。 本發(fā)明與現有技術相比，創(chuàng)新點在于將燒結余熱的回收與利用有機結合；從源頭上避免了冷卻機的漏風問題，實現燒結礦顯熱大部分回收。裝置改變了燒結余熱“回收”方式、“利用”方式及回收利用方式的優(yōu)先次序，同時避免了燒結礦冷卻顆粒污染，實現對余熱資源的高效回收及利用[1,2]。 本發(fā)明可明顯提高資源循環(huán)利用，提高經濟增長質量和效益，扎實推進節(jié)能減排、生態(tài)建設和環(huán)境保護。本發(fā)明有效減少生產投入，成本比現有的裝置要節(jié)省約6000萬元；具有較高的余熱回收利用率，余熱發(fā)電機組的噸礦發(fā)電量將達到50 kW?h；有效降低燒結工序能耗，促進資源節(jié)約，每年單套設備在燒結工序中的減少能耗2.321萬噸標準煤，CO2減排量達到5.787萬噸，減排顆粒物20%，降低脫硫負荷30%~40%。 本技術已被列入“十一五”國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃），2008年國家發(fā)改委科技重大專項，國家重點節(jié)能技術推廣目錄（第一批），并獲得目標導向類項目資助，2010年12月21東北大學與中冶長天國際工程有限公司、中冶焦耐工程技術有限公司簽署了三方“燒結過程余熱資源豎罐式回收與利用工藝技術及裝備開發(fā)”框架合作協(xié)議。 目前，本作品的煙氣梯級回收裝置已經在鞍山鋼鐵集團得到了應用。相信本課題的推廣應用，將為國家實現“十二五”確定的節(jié)能減排目標，加快鋼鐵工業(yè)結構調整，做好鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排和結構調整有關工作，進一步強化節(jié)能減排若干計劃做出重要貢獻。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 發(fā)明目的: 本課題屬于冶金過程余熱資源回收與利用領域，基于節(jié)能減排的燒結過程中余熱資源高效回收與利用的方法及裝置，主要針對燒結過程中燒結礦石、冷卻廢氣和燒結廢氣余熱資源高效回收與利用。 創(chuàng)新點: 將燒結余熱的回收與利用有機結合；并從源頭上克服了現有冷卻機的先天不足，可以有效避免了冷卻機的漏風問題，實現燒結礦顯熱大部分回收；既考慮了燒結礦的冷卻，又考慮了燒結礦顯熱高效回收。 裝置改變了燒結余熱“回收”方式、“利用”方式及燒結余熱各種回收利用方式的優(yōu)先次序，使得燒結礦的冷卻設備結構簡單，運行便利，同時避免了燒結礦冷卻顆粒污染，為后續(xù)生產蒸汽品質從而提高噸燒結發(fā)電量打下良好基礎，并實現對溫度較低余熱的高效回收及利用。 技術關鍵: （1）燒結礦“取熱”技術； （2）燒結煙氣顯熱利用技術； （3）燒結系統(tǒng)漏風控制技術； （4）冷卻系統(tǒng)漏風控制技術； （5）余熱鍋爐國產化裝備。
科學性、先進性
- 技術性分析: 第一部分：與現有燒結余熱回收與利用技術相比，創(chuàng)新點在于將燒結余熱的回收與利用有機結合，并實現對溫度較低余熱的高效回收及利用：（1）改變了燒結余熱“回收”方式，對高中低溫的分級回收，擴大了燒結余熱回收利用的范圍；（2）改變了燒結余熱“利用”方式，按“溫度對口”原則的梯級利用，減小了余熱利用過程中的能量損失；（3）改變了燒結余熱各種回收利用方式的優(yōu)先次序，由以生產蒸汽為主改為優(yōu)先考慮直接回收然后在用于生產蒸汽的利用方式。 第二部分：與現有利用技術相比，創(chuàng)新點有效避免了冷卻機漏風問題，實現燒結礦顯熱大部分回收：（1）避免了冷卻機的漏風問題，使燒結礦的冷卻設備結構簡單，運行便利，避免了燒結礦冷卻顆粒污染。 （2）實現了燒結礦顯熱幾乎全部回收； （3）提高了攜帶燒結礦全部顯熱空氣品質及溫度，克服了傳統(tǒng)冷卻機生產品質較低且流量不穩(wěn)定的弊端，提高后續(xù)生產蒸汽品質。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年12月21，中冶長天和中冶焦耐對課題表示肯定，并且東北大學、中冶長天和中冶焦耐簽署了三方“燒結過程余熱資源豎罐式回收與利用工藝技術及裝備開發(fā)”框架合作協(xié)議。 2010年863計劃中期驗收
作品所處階段
- 投產階段，已經現場應用，待開發(fā)部分東北大學、中冶長天和中冶焦耐已簽署了合作協(xié)議
技術轉讓方式
- 專利
作品可展示的形式
- 實物、產品、圖紙、現場演示、錄像、圖片、模型
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 使用說明： 適于在冶金過程余熱資源回收與利用領域推廣使用，主要針對燒結過程中燒結礦石、冷卻廢氣和燒結廢氣余熱資源高效回收與利用。 技術特點和優(yōu)勢： 可以提高資源循環(huán)利用，改善能源結構，方法合理、高效、設備簡潔易操作，具有較高的余熱回收利用率，有效降低燒結工序能耗，促進資源節(jié)約，降低單位產值的能耗，增加企業(yè)的效益。改善燒結工藝條件、高效回收與利用余熱資源和減少大氣污染等優(yōu)點。 技術性說明及市場分析和經濟效益預測： 采用本套裝置，在經濟投資上整個燒結機配套系統(tǒng)的總投資約11.7億元，比現有的裝置要節(jié)省約5000萬元；余熱發(fā)電機組的噸礦發(fā)電量將達到50kW?h,相對于現有的設備基礎，每年在燒結工序中的減少能耗1565萬噸標準煤，CO2減排量達到3901.55萬噸，減排顆粒物20%，降低脫硫負荷30%～40%。課題在減少了廢熱對大氣的污染的同時，獲得了顯著的經濟效益和社會環(huán)保效益。 課題推廣應用，將為國家實現“十二五”節(jié)能減排目標，加快鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排和結構調整工作做出重要貢獻。
同類課題研究水平概述
- 國內外同類課題研究水平： 我國燒結工序能耗約占鋼鐵企業(yè)總能耗15%，僅次于煉鐵工序而居第二位，比國外先進指標高出19%以上。國內外技術指標對比：國外平均余熱回收與利用普及率90%以上，余熱回收利用率30%以上，噸礦回收電力20KWh，工序可比能耗50kgce/t；2006年，我國年產燒結礦3.8億噸，余熱回收與利用普及率不足10%，熱回收利用率10%，噸礦蒸汽回收約30kg，工序能耗46~60kgce/t。雖然目前國內有極少數企業(yè)采用了國外先進技術，但只是成套引進了余熱發(fā)電設備，即余熱鍋爐——發(fā)電機組部分，致使余熱資源的“取熱”技術與裝備等成為了制約環(huán)節(jié)。 技術瓶頸： 第一部分：目前燒結礦顯熱在顯熱回收方面存在以下弊端，主要表現為： （1）冷卻機漏風存在使得燒結礦顯熱大量散失，同時使得用于鼓風冷卻機電耗增加。冷卻機的漏風主要存在兩個部位：一個部位是冷卻臺車與鼓風機管道之間的縫隙，常溫空氣向冷卻系統(tǒng)外泄漏，漏風率約為20%～35%，這將使鼓風機的電機所消耗的功率約增加25%～35%；另外冷卻臺車與集風罩之間的縫隙，攜帶燒結礦顯熱的熱空氣向系統(tǒng)外泄漏，漏風率約為10%～15%，這將使得燒結發(fā)電量降低10%～15%。 （2）冷卻機帶式結構進對溫度較高部分燒結礦顯熱進行回收，浪費掉了溫度較低部分的燒結礦顯熱資源。目前，燒結礦與空氣之間是移動錯流氣固傳熱，沿著冷卻機上燒結礦運行方向上，燒結溫度局部降低，熱空氣溫度也逐步降低。當空氣溫度低于250℃甚至低于300℃時，其被用于發(fā)電的經濟性亦難以確保。經初步估算，僅有45%～55%的燒結礦顯熱得以回收，其余約一半的余熱資源白白浪費。 第二部分：現有燒結余熱利用存在的主要問題是： 回收與利用嚴重脫節(jié)，控制與調節(jié)水平低造成余熱放散嚴重、回收利用模式單一問題，使得燒結余熱回收利用率低下，具體表現為： （1）忽視較低余熱回收利用，僅對溫度較高部分冷卻氣進行回收，對溫度較低的燒結廢氣和冷卻廢氣不加以回收，造成燒結余熱資源浪費較大； （2）忽視改善燒結工藝條件的直接熱回收，將回收得到的預熱僅通過熱鍋爐生產蒸汽，造成燒結余熱資源利用模式單一； （3）余熱鍋爐生產蒸汽技術水平低下，使得蒸汽的“量”“質”波動較大，難以并入蒸汽管網，造成非供暖季節(jié)時蒸汽放散。
