烧结过程余热资源回收利用技术进步与展望王勇

烧结过程余热资源回收利用技术进步与展望王勇

王勇1王大鹏2

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360m2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。

1.4LEEP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3140kJ/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：

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[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.