技术领域
[0001] 本
发明涉及一种烧结工艺及装置，确切地属于能降低
固体燃料消耗量及碳排放的烧结方法及装置。
背景技术
[0002]
钢铁行业是
能源消耗和环境污染的大户，
煤炭用量占我国能源总用量的70%以上，排放的
温室气体CO2占总有害气体量的98%。而烧结又是钢铁生产中的重要工序，其固体燃耗占整个烧结工序能耗的75%～80%。由固体燃料而产生的温室气体CO2占整个钢铁行业的10%左右。另外，若烧结过程中固体燃料与空气
接触不充分还容易产生有毒气体CO，对环境造成污染，因此降低烧结固体燃料消耗和碳排放也成为烧结急需解决的问题之一。
[0003] 传统的烧结工艺是：将烧结混合料（铁矿粉、熔剂、燃料、返矿等） 配以适量
水分，经混合、制粒后铺到烧结机上；后在下部
风箱的抽风作用下，在料层表面进行点火并
自上而下进行烧结反应，在烧结料层中的燃料燃烧产生高温的作用下，混合料发生一系列物理化学变化，最后变成烧结矿。
[0004] 烧结所用的燃料为
无烟煤或焦粉，固体燃料呈分散状分布在料层中，配比一般占混合料总重重的3% 5%，其燃烧所提供的热量占烧结总需热量的90%左右。在烧结烟气中的~CO2的
排放量与燃料的用量及燃料中固定碳含量呈正比关系，即燃料用量越大，燃料中固定碳含量越高，则CO2的排放量就越大。
[0005] 目前，降低烧结固体燃料消耗的主要措施是利用烧结的热废气进行热风烧结，通过引入冷却机上面的热废气，来提升通过烧结料层的气流
温度，使料层上部的温度升高，如国内的宝钢、鞍钢、包钢等均采用了热风烧结技术，其在降低烧结固体燃料消耗的同时，改善了表层烧结矿的强度，起到了较好的效果。
[0006] 但热风烧结技术对降低固体燃料的消耗是有限，其仅对改善表层烧结矿的强度有一定的效果，然而沿烧结料层高度方向上的热量仍然依靠烧结料中配用的固体燃料来提供。固体燃料在烧结过程中燃烧产生大量的“温室气体”CO2，若烧结过程透气性差，固体燃料与空气接触不充分，还会产生有毒气体CO，造成烧结烟气中的碳排放量居高不下，是目前烧结环保面临的一个主要问题。
发明内容
[0007] 本发明在于克服
现有技术存在固体燃料消耗大，排放的烟气中CO2含量高的不足，提供一种能在保证烧结工艺及烧结产品
质量稳定的前提下，还能降低固体燃料消耗，进而减少排放烟气的CO2含量至少10%的烧结方法及装置。
[0008] 实现上述目的的措施：
[0009] 一种能降低固体燃料消耗量及碳排放的烧结方法，其步骤：
[0010] 1）按常规铺设烧结料层；
[0011] 2）进行烧结：
[0012] A、在烧结机前端的热风烧结段，采用固体燃料与热废气共同对烧结料进行加热烧结；控制热废气温度不低于200℃；
[0013] 所述热风烧结段是自烧结机机头开始，其长度占烧结机台车总长度的40 50%；~
[0014] B、在热风烧结段后的台车中部设为
天然气烧结段，其长度占烧结机台车总长度的20 25%；在该段增加采用天然气对烧结料进行加热，天然气的通入量以补充固体燃料减少~
用量后使热量减少量的25 30%为原则；
~
[0015] C、天然气烧结段后余下的烧结机台车长度设为蓄热烧结段；该段仍采用抽风蓄热式进行烧结；
[0016] 3）对于烧结过程中所产生的烟气，除用于热风烧结段烧结外，多余烟气则进入烟道排放。
[0017] 一种能降低固体燃料消耗量及碳排放的烧结方法的装置，主要由烧结机台车、与烧结机台车连接的烟气汇总管、在烟气汇总管上安装的
除尘器、抽风机及排烟器、烧结机台车下方设置的冷却式接料器、与冷却式接料器连接的热废气管、热废气管上安装的热废气调节
阀、热废气除尘器及环冷
回热器、与烧结机台车头部连接的下料器组成，其在于：将烧结机台车自烧结机台车机头开始依次设分为热风烧结段、天然气烧结段及蓄热烧结段三段；
[0018] 热风烧结段为自烧结机台车机头开始，其长度占烧结机台车总长度的40 50%；热~废气管连接在热风烧结段；
[0019] 天然气烧结段设在热风烧结段后，其长度占烧结机台车总长度的20 25%；在天然~气烧结段连接有天然气管，天然气管并与天然气源连接；并在天然气管上装有安全系统、天然气调节阀、仪表校验器；
[0020] 余下的烧结机台车长度为蓄热烧结段。
[0021] 其在于：天然气管上至少连接一个天然气支管，在沿天然气烧结段高度方向连接天然气支管，并在天然气支管上装有天然气调节阀；在天然气管上安装天然气分配阀。
[0022] 其在于：热废气管上连接有至少一个热废气支管，热废气支管沿热风烧结段高度方向均布，并在热废气支管上装有热废气调节阀；在热废气管上装有热废气分配阀。
[0023] 本发明之所以将烧结机台车全长从空间上分为三段，即自烧结机台车机头开始依次设分为热风烧结段、天然气烧结段及蓄热烧结段，其分别对应烧结的上部料层，中部料层和下部料层，并将每段的长度进行了限定，是由于传统烧结料层从高度方向上热量由上到下逐渐升高，通过该措施可以在固体燃料消耗降低的条件下，根据烧结料层高度方向上热量不均衡的特点，有针对性地对热量较低的上部料层和中部料层进行热量补充，使料层高度方向上的热量最大化均衡，提高热量的利用效率。
[0024] 本发明与现有技术相比，能在保证烧结工艺及烧结产品质量稳定的前提下，且充分利用热废气余热的前提下，通过在烧结机台车中部料层喷吹高效、清洁的天然气，其补充了因固体燃料降低而损失的中部料层的热量，降低固体燃料消耗，进而减少排放烟气的CO2含量至少10%。
附图说明
[0025] 图1为本发明工艺装置的结构示意图；
[0026] 图中：1—烧结机台车，2—烟气汇总管，3—除尘器，4—抽风机，5—排烟器，6—冷却式接料器，7—热废气管，8—热废气调节阀，9—热废气除尘器，10—环冷回热器，11—下料器，12—热风烧结段，13—天然气烧结段，14—蓄热烧结段，15—天然气管，16—天然气源，17—安全系统，18—天然气调节阀，19—仪表校验器，20—天然气支管， 21—天然气分配阀，22—热废气支管，23—热废气分配阀。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图对本发明的装置予以详细描述：
[0028] 用于一种能降低固体燃料消耗量及碳排放的烧结方法的装置，主要由烧结机台车1、与烧结机台车1连接的烟气汇总管2、在烟气汇总管2上安装的除尘器3、抽风机4及排烟器
5、烧结机台车1下方设置的冷却式接料车6、与冷却式接料器6连接的热废气管7、热废气管上安装的热废气调节阀8、热废气除尘器9及环冷回热器10、与烧结机台车1头部连接的下料器11组成，其在于：将烧结机台车1自烧结机台车机头开始依次设分为热风烧结段12、天然气烧结段13及蓄热烧结段14三段；
[0029] 热风烧结段12为自烧结机台车1机头开始，其长度占烧结机台车1总长度的40~50%；热废气管7采用
焊接或接头连接在热风烧结段12处；
[0030] 天然气烧结段13设在热风烧结段12后，其长度占烧结机台车1总长度的20 25%；在~天然气烧结段采用焊接或接头连接有天然气管15，天然气管15并与天然气源16连接；并在天然气管15上装有安全系统17、天然气调节阀18、仪表校验器19；
[0031] 余下的烧结机台车1长度为蓄热烧结段14。
[0032] 天然气管15上采用焊接方式连通有至少一个天然气支管20，在沿天然气烧结段13高度方向焊接或接头链接天然气支管20，并在天然气支管20上装有天然气调节阀18；在天然气管15上安装天然气分配阀21。
[0033] 热废气管7上采用焊接方式连通有至少一个热废气支管22，热废气支管22沿热风烧结段12高度方向均布，并在热废气支管22上装有热废气调节阀8；在热废气管7上装有热废气分配阀23。
[0034] 以下各方法
实施例均采用以上所述装置进行。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例以220m2烧结机配套240m2环冷机为例对本发明进行说明，其烧结机台车总长度为55米；本实施例的固体燃料为
无烟煤。
[0037] 一种能降低固体燃料消耗量及碳排放的烧结方法，其步骤：
[0038] 1）按常规铺设烧结料层；
[0039] 2）进行烧结：
[0040] A、在烧结机前端的热风烧结段12，采用固体燃料与热废气共同对烧结料进行加热烧结；控制热废气温度251℃；
[0041] 所述热风烧结段12是自烧结机机头开始，取其长度占烧结机台车总长度的42%，即该段长度为23.1米；
[0042] B、在热风烧结段12后的烧结机台车1中部设为天然气烧结段13，取其长度占台车总长度的21%，即该段的长度为11.6米；在该段增加采用天然气对烧结料进行加热；天然气的通入量以补充固体燃料减少用量后使热量减少量的25%为原则；
[0043] C、天然气烧结段13后余下的烧结机台车1长度设为蓄热烧结段14；该段仍采用抽风蓄热式进行烧结；
[0044] 3）对于烧结过程中所产生的烟气，经从冷却式接料车6引出，并经热废气除尘器9及环冷回热器10后用于热风烧结段12烧结外，多余烟气则进入烟道排放；
[0045] 4）烧结结束后按常规出料。
[0046] 当采用传统烧结工艺时，无烟煤配用量为每吨烧结矿为60kg，本发明后无烟煤配用量降低到每吨烧结矿为49.5kg；按照无烟煤的发热值为30MJ/ kg计算，则无烟煤降低后每吨烧结矿所减少的热量为：（60 kg -49.5 kg）×30MJ/ kg=315MJ；采用喷吹发热值为35MJ/m3的天然气，那么天然气的喷吹量按无烟煤降低后所减少热量的25%计算，那么每吨烧结矿的喷吹量为：
[0047] 315MJ×25%÷35MJ/m3=2.25m3。
[0048] 实施例2
[0049] 本实施例以450m2烧结机配套460m2环冷机为例对本发明进行说明，其烧结机台车总长度为90米；本实施例的固体燃料为无烟煤。
[0050] 一种能降低固体燃料消耗量及碳排放的烧结方法，其步骤：
[0051] 1）按常规铺设烧结料层；
[0052] 2）进行烧结：
[0053] A、在烧结机前端的热风烧结段12，采用固体燃料与热废气共同对烧结料进行加热烧结；控制热废气温度270℃；
[0054] 所述热风烧结段12是自烧结机机头开始，取其长度占烧结机台车总长度的45%，即该段长度为40.5米；
[0055] B、在热风烧结段12后的烧结机台车1中部设为天然气烧结段13，取其长度占台车总长度的23%，即该段的长度为20.7米；在该段增加采用天然气对烧结料进行加热；天然气的通入量以补充固体燃料减少用量后使热量减少量的27%为原则；
[0056] C、天然气烧结段13后余下的烧结机台车1长度设为蓄热烧结段14；该段仍采用抽风蓄热式进行烧结；
[0057] 3）对于烧结过程中所产生的烟气，经从冷却式接料车6引出，并经热废气除尘器9及环冷回热器10后用于热风烧结段12烧结外，多余烟气则进入烟道排放；
[0058] 4）烧结结束后按常规出料。
[0059] 当采用传统烧结工艺时，无烟煤配用量为每吨烧结矿为60 kg，本发明后无烟煤配用量降低到每吨烧结矿为48 kg；按照无烟煤的发热值为30MJ/ kg计算，则无烟煤降低后每3
吨烧结矿所减少的热量为：（60 kg -48 kg）×30MJ/ kg=360MJ；采用喷吹发热值为35MJ/m的天然气，那么天然气的喷吹量按无烟煤降低后所减少热量的27%计算，那么每吨烧结矿的喷吹量为：
[0060] 360 MJ×27%÷35 MJ/m3=2.78m3。
[0061] 说明：各实施例中，其它在工艺中未谈及的结构部件按正常运行，无需赘述。
[0062] 本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。
