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烧结过程余热资源回收与利用技术
贾冯睿;王恩刚;赫冀成;董辉;赵亚东
【期刊名称】《工业加热》
【年(卷),期】2014(043)004
【摘要】烧结余热的回收与利用是钢铁行业降低烧结工序能耗、提高烧结经济效益的有效途径之一.描述了烧结过程余热资源组成及特点;分析了影响烧结余热回收与利用的主要因素,包括冷却机冷却风速、冷却机料层厚度、进口冷却风温、发电附属设备、热风烧结和漏风等.在此基础上,得到了提高余热回收与利用的途径,为钢铁行业节能减排提供理论依据.
【总页数】4页(P45-48)
【作者】贾冯睿;王恩刚;赫冀成;董辉;赵亚东
【作者单位】东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室,辽宁沈阳110819;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001;东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室,辽宁沈阳110819;东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室,辽宁沈阳110819;东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺113001
【正文语种】中文
【中图分类】TK115
【相关文献】
1.加热炉余热资源回收循环利用集成系统的研究与应用 [J], 王浩;詹茂华;曹强;王雷
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4.钢铁企业余热资源回收利用技术现状综述 [J], 柯菲;高雅萱;张倩;李勋奇;刘璐
5.煤矿余热资源回收利用技术的特点分析 [J], 曹龙
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烧结过程余热利用现状及趋势XXX(单位，地址，邮编)摘要：烧结过程中难以避免会产生大量余热，本文从余热产生的各个方面阐述了余热利用的现状方案以余热利用面临的问题，总结了余热利用的趋势。
关键字：烧结余热利用节能减排1、前言节能减排是钢铁企业生产发展过程中重大的战略任务之一。
在长流程的钢铁联合企业的生产流程中，烧结工序生产过程中的能耗约占总能耗的10％-12％，仅次于炼铁工序。
[1]烧结余热利用是指将烧结生产工序中产生的废弃热量加以回收再利用的技术，主要分两部分：一是占带入热量约24％的烧结烟气显热，随着物理化学反应的进行，烧结烟气温度、成分不断变化，当烧结进行到最后烟气温度明显上升，机尾风箱高温段排出的废气温度可达300～400℃；二是占烧结过程带入总热量约45％的烧结矿显热，在烧结工序生产中，有近50％热能以烧结机烟气和冷却机废气的显热形式排人大气。
在当前各种原燃料紧缺的情况下，如何提高余能利用率已经成为钢铁生产节能降耗的重要课题。
目前对烧结过程中的余热利用，主要可以概括为两类：（1）烟道废气余热的利用；（2）冷却废气余热利用。
2、烟道废气余热利用现状烧结机烟气水分含量大，含有大量的粉尘、且含有SO2，等多种有害气体，烧结主抽风烟道总管内的烟气温度在100～160，余热难以回收，一般的烧结机烧结烟气经除尘后直接排人大气。
但是从烧结机点火器起沿着烧结机台车运行方向，各个抽风烟箱内的烟气温度不同且逐步升高，360 m2、400m2、500m2烧结机尾部6个烟箱内烟气温度为300～450℃(最高达495 ℃)。
[1]安钢400m2烧结主抽烟道废气温度针对此部分热资源的回收，有两种方式可以借鉴：一是采用热管技术，将热管换热器置于烧结主抽尾部烟道区域，由于受到技术和空间的限制，此技术对烧结主抽尾部烟气的热量利用不彻底，同时高密度布置热管阻力大，会减少主抽风量，进而影响烧结工艺的生产；二是设置余热锅炉，将烧结主抽尾部烟气引出来，通过余热锅炉换热后再送回主抽烟道，此技术可确保烧结主抽尾部烟道压力及风量，不影响烧结生产过程，同时相对于热管技术而言，此技术对烧结主抽尾部烟气的余热资源利用更彻底。
科技成果——烧结过程余热资源高效回收与利用技术所属行业钢铁技术开发单位东北大学、鞍山钢铁集团公司适用范围钢铁企业成果简介高效回收与利用烧结过程余热资源是降低烧结工序能耗的主要措施之一。
通过调节冷却机的冷却风量和料层厚度、降低烧结和冷却系统漏风率等措施实现烧结矿产品显热和烧结烟气显热的高效回收，然后将回收得到的余热梯级利用于：将温度较高的余热用于动力回收，即将温度较高的冷却废气（与热烧结矿进行热量交换后的冷却空气）和烧结烟气通入余热锅炉，再将余热锅炉产生的蒸汽通入汽机发电机组发电；将温度居中或较低的余热直接热回收，即将温度居中或较低的冷却废气和烧结烟气用于点火助燃、热风烧结和烧结混合料干燥等直接热回收。
关键技术（1）烧结矿“取热”技术；（2）烧结烟气显热利用技术；（3）烧结系统漏风控制技术；（4）冷却系统漏风控制技术；（5）余热锅炉国产化装备。
主要技术指标1、冷却废气60-70万m3/h；340℃-400℃60-70万m3/h；250℃-340℃2、烧结烟气用于热回收部分20万m3/h；260℃；SO2400mg/m3以下；O216%以上3、吨矿发电量15-20kWh技术水平1、该技术被列入“十一五”国家高技术研究发展计划（863计划），并获得目标导向类项目资助（承担单位：东北大学和鞍山钢铁集团公司）；2、该技术被列入2008年国家发改委科技重大专项（承担单位：鞍山钢铁集团公司和东北大学）；3、获得国家发明专利1项（2010年11月接到授权通知），申报国家发明专利1项；4、该技术被列入国家重点节能技术推广目录（第一批）。
典型案例该技术在国家863计划和国家发改委科技重大专项资助下，目前得以在鞍钢某360m2大型烧结机上逐步实施。
以该技术为核心的工程项目投资约为13000-15000万元（包括动力回收与直接热回收，不包括烧结-环冷系统本身）。
项目计划明年中期完成。
项目实施后，其技术指标处于国内领先水平，预计：吨矿发电量15-20kWh，年发电0.4-0.7亿kWh；降低烧结工序能耗3-5kgce，年节约1.2-1.9万tce；减排颗粒物20%，降低脱硫负荷30%-40%。
提高八钢烧结余热回收效率实践秦斌发布时间：2021-09-07T08:22:45.798Z 来源：《防护工程》2021年16期作者：秦斌刘晓勇[导读] 本文介绍了八钢烧结环冷机余热回收系统的组成和运行现状，分析了影响烧结余热回收效率的因素，制定并实施了整改措施，提高了烧结余热回收系统的蒸汽回收效率，取得了较好效果。
秦斌刘晓勇宝钢集团新疆八一钢铁股份有限公司炼铁厂新疆乌鲁木齐 830022摘要：本文介绍了八钢烧结环冷机余热回收系统的组成和运行现状，分析了影响烧结余热回收效率的因素，制定并实施了整改措施，提高了烧结余热回收系统的蒸汽回收效率，取得了较好效果。
关键词：环冷机余热利用；余热锅炉；蒸汽回收效率前言:八钢烧结厂两台265m2烧结机和一台430m2烧结机，对应的环冷机有效冷却面积分别为280m2、350m2 和520m2，为了回收利用环冷废气余热, 通过合同能源管理的方式，由上海宝钢节能环保技术有限公司中标总承包，西安思安新能源公司设计施工，投建1台30MW补气凝汽式汽轮发电机组配3台烧结余热锅炉的烧结余热回收发电机组系统，于2013年6月试生产，新建的烧结余热发电系统投入运行初期锅炉蒸汽回收效率提升缓慢，通过分析原因，提高烧结机自身生产能力，将烧结工艺与余热回收系统相结合，大力降低烧结事故频次和故障率，提升过程控制水平，优化烧结工艺及余热回收系统各项控制参数，烧结余热回收发电系统各项指标得到快速提升。
1、烧结余热发电系统介绍及运行分析1.1烧结余热发电系统设计特点（1）余热锅炉采用双通道烟气进气系统，在高温段和中温段设两个烟罩，分别进气。
（2）锅炉尾气采用再循环风机送进环冷机，实现烟气循环利用，并可采用补入新风有效调节烟气循环温度和流量。
烟气系统采用闭路循环，减少了外排污染，收集粉尘可返烧结利用。
（3）双压无补燃烟气循环锅炉，每个锅炉设一台烟气循环风机。
锅炉主蒸汽压力2MPa，温度350℃，低压蒸汽压力0.5MPa，温度200℃。
突破关键技术提升烧结余热利用水平钢铁行业一直是国家节能减排工作的重中之重，而烧结余热发电在钢铁企业众多节能项目中属于节能降耗幅度大、经济效益好、工艺相对成熟的技术之一。
从今年的“十二五”规划可以预见，政府将继续通过一系列的指导和优惠鼓励政策来推动烧结余热发电技术在全行业的推广。
随着我国节能减排力度的不断加大，以及余热发电技术的不断进步，近年来余热发电技术在钢铁等高能耗行业得以迅速推广应用。
受利用形式的限制，余热发电对于余热资源规模具有一定要求。
一般来说，装机规模越小，项目的经济性越差。
余热发电的最小机组规模基本为3MW，相应的要求烧结面积大于150m2，而国内烧结机的大型化转变基本上是在近10年完成的。
随着淘汰落后产能工作的不断开展，为烧结余热发电技术的推广奠定了基础。
发电量低成为烧结余热发电技术“瓶颈”烧结余热发电的技术路线，可从热力系统、取风工艺、余热锅炉形式几个大的方面来区分，按热力系统可分为单压、双压、闪蒸，按取风工艺可分为开式系统、循环风系统，在余热锅炉形式方面拥有双通道、炉内除氧、自然循环等局部特征技术。
以往，由于烧结余热发电处于起步阶段，行业内呈现多种技术并存的局面。
技术壁垒尚未形成。
近年来，余热发电设计方案呈现高度趋同态势，大量新建项目采用类似技术路线。
一方面，这是市场竞争的结果，先进、合理的技术逐步得到广泛认同；另一方面，行业的技术创新不足，技术壁垒尚未形成，也是导致目前尴尬境地的重要原因。
装备国产化取得一定成效。
余热发电属于小型机组，其装备水平要求低于常规火力发电，但由于不属于电力行业的主要发展方向，加之余热锅炉等部分设备结合对象行业具有一定的特殊性，长期以来，国内设备厂家对该领域关注较少。
直至2005年左右，伴随水泥余热发电市场的迅速扩大，该技术才有了长足的发展。
余热发电的主要装备为余热锅炉、汽轮机、发电机，这些装备经过近年来的发展，在国产化方面取得一定突破，形成了一些自主品牌。
金属材料热处理工艺及技术发展趋势王勇摘要：近几年，伴随着我国先进技术的快速发展，在热处理金属材料和采用技术上也得到了快速发展。
一方面由于对热处理金属材料时，不可避免会造成金属资源的大量浪费，更会对环境造成污染。
另一方面在金属制品中，它的质量直接与金属材料的热处理技术水平高低有关。
所以，在当前阶段，随着金属热材料的技术的快速发展，我们更应该重视如何在热处理中做到节能减排等问题。
基于此本文先对金属材料进行简要概述，然后具体分析了金属材料热处理新工艺与技术，并提出了热处理工艺与技术展望，以供参考。
关键词：金属材料；热处理工艺；技术发展金属材料的热处理工艺和技术的质量对金属产品的最终质量有着重要的保障作用。
金属材料的热处理工艺和技术所造成的环境污染和原材耗费较大，使得金属材料的生产和加工产业成本投入较大，不利于其长期稳定的发展。
因此，要对热处理技术进行不断的优化改善，在热处理工艺技术的节能方面深入分析，为金属材料的热处理工艺和技术长期发展探讨一个可行的道路。
1.金属材料热处理工艺概述热处理是金属材料通过一系列手段改变其性质及性能的处理过程，主要包括加热、保温及降温等处理方式。
当前在生产生活中各个层面均离不开热处理。
通过热处理后的金属材料，其表面的硬度得以增强，同时，采用热处理能够极大提高金属材料的柔韧性，使金属材料的抗磨损及抗疲劳能力得以增强，将热处理后的材料制成金属零件，延长了金属零件的使用时间，在一定程度上实现了节能减排的目的。
因此，现阶段热处理的作用被人们多广泛认知，与传统热处理不同的是，现代热处理技术转变了加热-保温-降温的简单流程，而是采用更为高级与先进的技术对金属材料进行处理，这种热处理技术能够更为大幅度提升金属材料的硬度，并降低金属材料脆性，其现实意义较高。
2.金属材料的类型2.1多孔金属材料金属材料有多种类型，多孔金属是使用最为普遍，它也是最受人们青睐的一种金属材料。
多孔金属材料之所以应用广泛，主要是因为这种材料具有良好的渗透性。
烧结过程余热资源回收利用技术进步与展望摘要：烧结过程余热资源回收利用是清洁生产中非常重要的一项环节，环冷机余热回收利用技术的应用可将烧结环冷机一､二段风箱排出的气体作为余热锅炉的热源进行回收利用，产生蒸汽推动汽轮机做功达到作为主抽风机动力的目的，实现了机械能→机械能直接转化的过程。
通过SHRT系统从而提高钢铁企业能源利用率，节约了大量的能源，项目的经济效益十分可观。
关键词：余热回收；汽轮机；烧结主抽风机；节能前言：现有环冷机余热回收利用技术多为产生蒸汽或发电并网，而烧结主抽风机电机功率高，电耗高达烧结厂总用电量的50%。
若将二者有机结合，环冷机余热回收利用产生蒸汽，推动汽轮机做功，作为主抽风机的动力，则可实现机械能→机械能直接转化的过程，可节约大量的能源。
烧结工艺过程中，冷却机中的废气与烧结废气，能够产生占总耗能50%的热量，充分回收利用这两部分产生的余热，能够显著降低烧结工艺的能源消耗。
一是在烧结矿冷却系统中安装余热锅炉，利用余热生产蒸汽进行发电、供热等。
二是积极推广余热废气烧结技术。
该技术可以充分利用余热进行热风烧结，热风烧结能够降低消耗固体燃料，提高烧结矿质量。
1技术特点烧结是钢铁生产工艺中的重要环节，是将铁矿粉、石灰和燃料（无烟煤、焦粉）等原材料按照一定的比例混合均匀后，经过烧结而形成的有足够的强度和粒度的烧结矿作为炼铁的熟料。
所谓烧结，就是粉状物料加热到熔点以下而粘结成固体的现象。
简单来说，就是把品味满足要求，但粒度却不满足的精矿与其它辅助原料混合后在烧结机上点火燃烧，重新造块，以满足高炉的要求。
利用烧结熟料炼铁能够提高高炉利用系数、降低焦比、提高高炉透气性，以保证高炉正常运行。
正确使用钢铁厂烧结工艺能够达到提高产品质量以及节能环保的目的。
（1）布置合理，废气利用范围及热力系统技术可靠实用，利用率高，运行安全可靠，成本低，投资省，效率高。
余热锅炉烟气系统采用烟气再循环方式，在不影响烧结料冷却工艺前提下，尽量提高余热锅炉进口废气温度，提高热能利用率。
烧结过程余热资源回收利用技术进步与展望王勇
发表时间：2019-02-25T15:48:59.623Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：王勇1 王大鹏2 [导读] 还有助于钢铁生产过程中节能减排实现，实现绿色发展。
但是中国的烧结预热回收技术和利用率相比西方的一些国家还有待提高。
1五矿营口中板有限责任公司辽宁省营口市 115000；2营口连营重工机械有限公司辽宁省营口市 115000 摘要：在烧结生产的过程中要降低烧结工序的耗能，就要将余热充分的回收和利用。
本文详细描述了现代社会在烧结过程中余热回收和利用的技术以及未来的发展前景，并对我国烧结生产余热回收和利用存在的问题进行了分析。
从工艺、流程、技术三个角度总结了烧结矿余热竖罐回收、烧结过程预热资源分级回收和梯级余热利用三种技术，奠定了中国烧结生产过程中节能减排、保护环境的基础。
关键词：烧结余热；发电；竖罐式回收；分级回收；梯级利用
我国烧结生存过程中所消耗的能量，约占我国钢铁生产消耗能量的七分之一，烧结生产过程中会产生两种余热形式，第一种烧结矿显热，第二种烧结烟显热。
烧结矿显热是从烧结矿环式冷却机上部排出的冷却废气，占烧结工序总热量回收的百分之四十左右，烧结烟显热是烧结机下部抽出的烧结烟气，占烧结工序总热量回收的百分之二十左右。
目前我国多数钢铁企业在烧结工序回收的余热占余热总比的百分之四十左右，大量的余热资源没有的到回收和利用。
可见，烧结工序余热回收的技术还有很大的提升空间。
也能看出，高效的余热回收和利用，可以降低烧结工序所消耗的总能量。
自踏入二十一世纪以来，我国钢铁行业的发展不断加快步伐，为了降低钢铁生产过程的耗能。
烧结工序余热的回收和利用技术也得到了飞速的发展，二十一世纪初，我国就开始生产烧结余热回收发电机，这使得我国烧结余热回收技术更进一步的发展。
1 发达国家余热回收与利用技术的发展现状从进入二十一世纪开始，发达国家的钢铁生产量开始出现缓慢增长甚至降低的趋势，纵观烧结余热的国外发展史，烧结余热的回收利用技术发展的意义已经开始发生改变，从开始以纯粹的节约能源为目标，转向了以环境保护为目标。
1.1最具有代表性烧结余热回收技术动力回收及烟气再循环回收利用技术是由日本住友金属工业公司尝试研发的，这个技术是基于和歌山4号360 m 2 烧结机系统上进行开发的，主要是将冷却机与烧结机相结合，在烧结生产过程中将烧结矿产生的废气冷却后与烧结烟气一起进入锅炉内产生水蒸气，再采用烟气再循环的方式使锅炉内的温度升高，通过这种方式可以使烧结过程消耗的总能源减少三层。
1.2EPOSINT技术EPOSINT技术是由奥地利一家公司开发的，EPOSINT技术的关键就再于可以保持烧结烟气的排放量不变的情况下，将风箱内的高温度废弃进行循环运用。
为了防止助燃空气种的氧气含量过低，将烧结矿产生的废气冷却后与烧结烟气进行混合从而生成水蒸气再遇热分解成氧气进行补充。
EPOSINT技术的产生提高了烧结生产总量的同时降低了污染的排放，实现了也能减排。
1.3烧结烟气分区选择性再循环技术烧结烟气分区选择性再循环技术也是由日本发明的，生产于1992年主要作业方式是将烧结机的机头部和尾部部分的烧结烟气进行循环利用，再经过烧结机的中间部分和尾部进行脱硫排放。
烧结烟气分区选择性再循环技术再技能环保效果上有显著的提升。
1.4 LEEP技术
由德国克虏伯·曼内斯曼钢铁公司开发的，在2001年开始使用。
其原理是烧结烟气在进入除尘器之前，不管是来自烧结机的前半段还是后半段，为了能够使传统烧结工艺中的排风机可以使用，都要通过气换热器换热，同时确保前半段低温烟气比露点区域限制在换热器之前得管道低，冷却后得后半段热烟气能保持烧结质量，再循环的气体通过除尘器和排风机被返回到烧结机。
LEEP技术是的产生，更高效的提高了环保效果，并且降低了燃料的消耗。
2 国内烧结余热回收与利用的技术发展于现状国内烧结余热回收与利用的技术相较于过外起步时比较晚的，80年代由宝钢从日本引进的技术和设备，通过改造升级建成中国第一台现代化烧结余热回收的设备。
在二十世纪初，日本川崎技术与设备被马钢再次引入中国，这是我国第一套烧结余热发电系统在两台三百多平米的烧结上初步建成。
后来随着引入国外的先进技术和设备，依托国际化烧结机产业链，济钢再07年建成国内第二套烧结余热发电系统，在2009年末国家工信部出台的烧结余热发电技术方案中，在推广烧结余热发电技术的基础上，提高钢铁行业的烧结余热发电比例。
在2012年，我国烧结余热回收与利用技术显著提升，烧结余热回收利用率也有了很大程度的提高，主要用于发电、热风烧结、点火助燃等动力回收和直接热回收。
2.1动力收回
动力回收也叫烧结余热发电，是把烧结预热资源转换成蒸汽后再发电。
按照循环介质的类型可以把余热发电分为余热锅炉法、有机媒体法和加压热水法。
例如，余热锅炉法是指把锅炉循环水转化为蒸汽，再通过蒸汽推动汽轮机带动发电机进行发电，其原理是利用环冷机高温段的冷却废弃在锅炉内进行热交换。
2.2热风烧结
在实际生产应用中，宝钢、鞍钢、马钢等大部分钢铁企业都采用热风烧结的模式，用热风的物理热作为固体燃料的烧结热，不仅能够使烧结层的热量和温度达到均匀的效果，又能够在节约固体燃料的同时又能克服烧结料表层热量不够的缺点，从而改善烧结矿的强度。
例如，把环冷机尾部（二段）部分废气通过管道直接引入烧结机台面使热风烧结面积大概在十五平方米左右。
但国外的热风烧结技术就比较发达，例如，日本的部分烧结公司在上个世纪九十年代初期就采用了烧结烟气分区工艺，从而降低固体燃料消耗。
再比如说，日本的住友工业公司把部分冷却废料作为热风烧结的热源。
再国外热风烧结中把烧结烟气作为热源比较常见，并且需要严格控制二氧化硫的含量避免腐蚀。
2.3热风点火助燃
冷却废气被引入到烧结机的点火装置里，使点火煤气速度和温度加快上升，促使点火煤气与助燃空气的混合物更容易被点着，从而在节约点火煤气的同时也改善了点火的质量，进一步使表层返矿量减少。
例如，一个将近四百平米的烧结机采用热值为3140 kJ/m3的高炉煤气点火，如果环冷三段废气经过引风机加压后点火助燃则能够降低点火燃料消耗量，节约烧结矿。
在生产应用中，很少把温度较低的环冷废气作为点火助燃空气，主要是因为如果环冷废气直接作为助燃空气，若未经过除尘将堵塞点火烧嘴。
如果助燃空气是通过预热进行的那么就需要对环冷废弃加压，利用换热器但也很难保证换热效果。
因种种困难和问题的出现导致点火助燃在我国机会未被推广。
2.4烧结混合料干燥
把烧结混合料干燥处理不仅能够使混合料温度提高，也可使混合料层过湿的现象得以改善，增加料层的孔隙率减少气流的阻力，都能够帮助改善料层的透气性，进一步提高混合料的温度，从而使燃料消耗降到最低。
譬如说，烧结机的干燥带长度为2.3米，时间为51秒，如果环冷废气作为干燥热源经过引风机加压后能够使烧结混合料的含水量降低。
但是，在实际应用中，现场烧结布料位置的局限性，导致在配备烧结混合料装置的时候困难增加。
加之经济的因素如果环冷废气未被加压也没有进行监控其流量和温度，那么作为干燥热源的环冷废气的干燥效果就无从考究了。
结束语
在烧结生产的过程重将余热回收合理利用不但有助于降低烧结工序的能耗，还有助于钢铁生产过程中节能减排实现，实现绿色发展。
但是中国的烧结预热回收技术和利用率相比西方的一些国家还有待提高。
参考文献：
[1]孙用军，董辉，冯军胜，张琦，王爱华，李磊.烧结-冷却-余热回收系统热力学分析[J].钢铁研究学报，2015，2701：16-21.
[2]贾冯睿，王恩刚，赫冀成，董辉，赵亚东.烧结过程余热资源回收与利用技术[J].工业加热，2014，4304：45-48.
[3]张树刚.烧结余热回收利用现状与发展[J].天津冶金，2018，03：67-69.。
