本發(fā)明涉及冶金設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于直接還原鐵的隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
在我國，煤基隧道窯罐式法生產(chǎn)還原鐵已經(jīng)發(fā)展了多年，其工藝技術(shù)比較穩(wěn)定、成熟，項目分布相對比較普遍；同時，其產(chǎn)能相應(yīng)得到了提高，目前，隧道窯還原窯爐年還原原礦的能力在10～20萬噸左右。
在隧道窯還原物料的過程中，為防止產(chǎn)品氧化，需要對還原段后端的窯尾溫度進行控制。然而，現(xiàn)有的隧道窯普遍存在冷卻降溫效果差的缺陷，還原過程中窯尾溫度高達1200℃左右，需要對窯尾進行降溫處理后再進行除塵、脫硫工藝，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，同時增加隧道窯無效利用的能源消耗，造成生產(chǎn)成本增加。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為有效降低能耗，實現(xiàn)隧道窯窯尾冷卻降溫，節(jié)約生產(chǎn)成本，本發(fā)明提出一種用于直接還原鐵的隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置。
為此，本發(fā)明的技術(shù)方案為：隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置，其特征在于：包括冷卻機構(gòu)、余熱回用機構(gòu)；
所述冷卻機構(gòu)沿窯尾前后方向設(shè)置，冷卻機構(gòu)包括第一、第二至少兩個換熱器，第一、第二兩個換熱器串接，第一換熱器的進口通過管道與窯尾前部側(cè)壁上設(shè)有的排氣口連通，第二換熱器的出口設(shè)有第一熱風(fēng)機，第一熱風(fēng)機的出風(fēng)口設(shè)有熱氣管三通，熱氣管三通的一個出口設(shè)有第一噴霧冷卻裝置，熱氣管三通的另一個出口設(shè)有第三換熱器，第三換熱器的出口設(shè)有第二熱風(fēng)機，第二熱風(fēng)機的出風(fēng)口設(shè)有第二噴霧冷卻裝置，所述第一噴霧冷卻裝置、第二噴霧冷卻裝置依次設(shè)于窯尾中部上方；使用時，在第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器中循環(huán)通有冷卻水；
所述余熱回用機構(gòu)與冷卻機構(gòu)逆向設(shè)置，余熱回用機構(gòu)包括第三熱風(fēng)機、助燃風(fēng)機；第三熱風(fēng)機進風(fēng)口與窯尾中間頂部設(shè)有的吸氣口連通，第三熱風(fēng)機的出風(fēng)口通過管道伸入窯尾內(nèi)部，使用時通過第三熱風(fēng)機使窯尾中部的多余熱氣逆向壓入窯尾前部重復(fù)利用；助燃風(fēng)機設(shè)于窯尾外部，助燃風(fēng)機出風(fēng)口通過管道與第二換熱器連通后延伸至還原燒嘴處，使用時通過助燃風(fēng)機使第二換熱器中的多余熱氣壓入還原燒嘴進行燃燒再利用。
對于上述技術(shù)方案的一種改進在于：為提高物料還原效果，所述冷卻機構(gòu)還包括設(shè)于窯尾后部的排煙風(fēng)機，排煙風(fēng)機通過管道與窯尾頂部連通，使用時通過排煙風(fēng)機使窯內(nèi)的氧化氣體排出窯外，防止還原后的物料被再次氧化。
工作原理：
在物料還原過程中，窯尾前部約900℃的高溫?zé)煔馔ㄟ^窯尾側(cè)壁上設(shè)有的排氣口進入第一換熱器經(jīng)冷卻后降溫至約650℃，約650℃的煙氣再進入第二換熱器經(jīng)冷卻后降溫至約400℃；約400℃的煙氣經(jīng)過第一熱風(fēng)機后一部分被引入第一噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻；另一部分被引入第三換熱器經(jīng)再次冷卻后降溫至約100℃，然后經(jīng)過第二熱風(fēng)機后背引入第二噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行進一步冷卻。同時，窯尾中后部內(nèi)的多余氣體通過窯尾中間頂部設(shè)有的吸氣口進入第三熱風(fēng)機，經(jīng)過第三熱風(fēng)機回收后逆向強行壓入窯尾前部，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻，如此與物料行進方向逆向往返循環(huán)交替運轉(zhuǎn)。此外，通過設(shè)置助燃風(fēng)機與第二換熱器連通，將換熱器內(nèi)的余熱氣回收后強行送入還原燒嘴處進行燃燒再利用。
有益效果：
本發(fā)明通過將多個換熱器、熱風(fēng)機、噴霧冷卻裝置串接構(gòu)成隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置的冷卻機構(gòu)，使用時將冷卻機構(gòu)的前端與窯尾前部側(cè)壁設(shè)有的排氣口連通，利用熱氣向上流動的特點使窯尾前部的高溫?zé)釟膺M入換熱器降溫后經(jīng)熱風(fēng)機引入窯尾中后部由噴霧冷卻裝置對物料進行冷卻，實現(xiàn)了熱量的回收再利用，同時使該段窯尾內(nèi)的溫度得到了有效降低；通過另外設(shè)置熱風(fēng)機及助燃風(fēng)機構(gòu)成余熱回用機構(gòu)，使用時利用熱風(fēng)機將窯尾中部的多余熱氣回收，然后逆向壓入窯尾前部，對該段窯尾內(nèi)的物料進行冷，同時通過助燃風(fēng)機將換熱器內(nèi)的多余高溫?zé)煔饣厥漳嫦驂喝脒€原燒嘴處進行燃燒再利用，實現(xiàn)了熱量的重復(fù)循環(huán)利用，降低了能量損耗。裝置中設(shè)置的熱風(fēng)機可對煙氣溫度及風(fēng)量的調(diào)節(jié)，熱損少、節(jié)能環(huán)保，方便對窯尾內(nèi)的溫度進行控制，提高物料還原效果。該裝置提高了能量利用率，能耗低，節(jié)約生產(chǎn)成本；降溫明顯，冷卻效果好，提高了產(chǎn)品還原質(zhì)量。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中標(biāo)號為：1、窯尾；2、第一換熱器；3、第二換熱器；4、排氣口；5、第一熱風(fēng)機；6、熱氣管三通；7、第一噴霧冷卻裝置；8、第三換熱器；9、第二熱風(fēng)機；10、第二噴霧冷卻裝置；11、第三熱風(fēng)機；12、助燃風(fēng)機；13、吸氣口；14、余熱管道；15、排煙風(fēng)機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，一種隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置，包括冷卻機構(gòu)、余熱回用機構(gòu)；所述冷卻機構(gòu)沿窯尾1的前后方向設(shè)置，冷卻機構(gòu)包括第一換熱器2、第二換熱器3，將第一換熱器2與第二換熱器3串接，將第一換熱器2的進口通過管道與窯尾1前部側(cè)壁上設(shè)有的排氣口4連通，在第二換熱器3的出口通過管道設(shè)有第一熱風(fēng)機5，在第一熱風(fēng)機5的出風(fēng)口通過管道設(shè)有熱氣管三通6，在熱氣管三通6的一個出口設(shè)有第一噴霧冷卻裝置7，在熱氣管三通6的另一個出口設(shè)有第三換熱器8，在第三換熱器8的出口通過管道設(shè)有第二熱風(fēng)機9，在第二熱風(fēng)機9的出風(fēng)口設(shè)有第二噴霧冷卻裝置10，使用時將所述第一噴霧冷卻裝置7、第二噴霧冷卻裝置10依次設(shè)于窯尾1的中部上方；使用時，在所述第一換熱器2、第二換熱器3、第三換熱器8中循環(huán)通有冷卻水，以提高冷卻效果；所述余熱回用機構(gòu)與冷卻機構(gòu)逆向設(shè)置，余熱回用機構(gòu)包括第三熱風(fēng)機11、助燃風(fēng)機12；第三熱風(fēng)機11的進風(fēng)口與窯尾1中間頂部設(shè)有的吸氣口13連通，第三熱風(fēng)機11的出風(fēng)口通過管道伸入窯尾內(nèi)部，使用時通過第三熱風(fēng)機11使窯尾1中部的多余熱氣逆向壓入窯尾前部進行重復(fù)利用；助燃風(fēng)機12設(shè)于窯尾1的外部，將助燃風(fēng)機12的出風(fēng)口通過余熱管道14與第二換熱器3連通后延伸至還原燒嘴處，使用時通過助燃風(fēng)機12使第二換熱器3中的多余熱氣逆向壓入還原燒嘴進行燃燒再利用。
如圖1所示，為了提高物料還原效果，所述冷卻機構(gòu)還包括設(shè)于窯尾1后部的排煙風(fēng)機15，將排煙風(fēng)機15通過管道與窯尾1的頂部連通，使用時通過排煙風(fēng)機15使窯尾內(nèi)部的氧化氣體排出到窯外，防止還原后的物料被再次氧化。
本發(fā)明所述的第一換熱器、第二換熱器、第三換熱器均為管殼式換熱器，使用時高溫?zé)煔膺M入換熱器殼體中與換熱器管束內(nèi)的冷卻水進行熱量交換，使高溫?zé)煔饫鋮s降溫后流出。
本發(fā)明所述的第一熱風(fēng)機、第二熱風(fēng)機、第三熱風(fēng)機可實現(xiàn)高溫?zé)煔獬掷m(xù)流入，能對溫度及風(fēng)量進行控制，方便操作。
本發(fā)明所述的第一噴霧冷卻裝置、第二噴霧冷卻裝置是通過將少量水混入壓力氣流中，形成霧狀的氣液兩相流體，通過噴霧產(chǎn)生射流，噴射到物料冷卻區(qū)，使還原后的物料得到充分冷卻和潤滑。
該冷卻循環(huán)裝置在物料還原過程中使用時，窯尾前部900℃的高溫?zé)煔馔ㄟ^窯尾側(cè)壁上設(shè)有的排氣口進入第一換熱器經(jīng)冷卻后降溫至650℃， 650℃的煙氣再進入第二換熱器經(jīng)冷卻后降溫至400℃； 400℃的煙氣經(jīng)過第一熱風(fēng)機后一部分被引入第一噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻；另一部分被引入第三換熱器經(jīng)再次冷卻后降溫至100℃，然后經(jīng)過第二熱風(fēng)機后背引入第二噴霧冷卻裝置，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行進一步冷卻。同時，窯尾中后部內(nèi)的多余氣體通過窯尾中間頂部設(shè)有的吸氣口進入第三熱風(fēng)機，經(jīng)過第三熱風(fēng)機回收后逆向強行壓入窯尾前部，對進入該階段窯尾內(nèi)的物料進行冷卻，如此與物料行進方向逆向往返循環(huán)交替運轉(zhuǎn)。此外，通過設(shè)置助燃風(fēng)機與第二換熱器連通，將換熱器內(nèi)的余熱氣回收后強行送入還原燒嘴處進行燃燒再利用。
本發(fā)明通過將多個換熱器、熱風(fēng)機、噴霧冷卻裝置串接構(gòu)成隧道窯窯尾冷卻循環(huán)裝置的冷卻機構(gòu)，使用時將冷卻機構(gòu)的前端與窯尾前部側(cè)壁設(shè)有的排氣口連通，利用熱氣向上流動的特點使窯尾前部的高溫?zé)釟膺M入換熱器降溫后經(jīng)熱風(fēng)機引入窯尾中后部由噴霧冷卻裝置對物料進行冷卻，實現(xiàn)了熱量的回收再利用，同時使該段窯尾內(nèi)的溫度得到了有效降低；通過另外設(shè)置熱風(fēng)機及助燃風(fēng)機構(gòu)成余熱回用機構(gòu)，使用時利用熱風(fēng)機將窯尾中部的多余熱氣回收，然后逆向壓入窯尾前部，對該段窯尾內(nèi)的物料進行冷，同時通過助燃風(fēng)機將換熱器內(nèi)的多余高溫?zé)煔饣厥漳嫦驂喝脒€原燒嘴處進行燃燒再利用，實現(xiàn)了熱量的重復(fù)循環(huán)利用，降低了能量損耗。裝置中設(shè)置的熱風(fēng)機可對煙氣溫度及風(fēng)量的調(diào)節(jié)，熱損少、節(jié)能環(huán)保，方便對窯尾內(nèi)的溫度進行控制，提高物料還原效果。該裝置提高了能量利用率，能耗低，節(jié)約成本；降溫明顯，冷卻效果好，提高了產(chǎn)品還原質(zhì)量。