烧结余热资源回收利用是提高钢铁产业的能源利用效率的有效途径之一。借鉴干熄炉的结构形式和工艺流程提出的一种新型烧结矿显热回收装置——竖罐式余热回收系统是目前烧结余热回收研究的重点方向。其研究核心是余热回收罐体内冷却段的气固传热和流动阻力特性问题，是决定烧结竖罐余热回收技术可行性的重要因素。因此本文针对竖罐式烧结余热系统气固传热过程的优化设计以及料层阻力特性展开研究。
　　首先将烧结床层视为多孔介质，并建立基于多孔介质模型和局部热力学非平衡的稳态模型对气固传热过程进行数值模拟研究。为了更全面地评价该系统的余热回收性能，采用一种新的评价指标——传热?损和流动?损分别表征余热回收过程中不可逆热损失和不可逆机械功损失的大小。并以此分析空气质量流率(1kg/s~1.75kg/s)、烧结矿质量流率(1kg/s~1.6kg/s)、烧结矿粒径(15mm~45mm)等因素对罐体冷却段内气固传热性能的影响规律。
　　而后采用BP神经网络与多目标遗传算法相结合的优化方法，以传热?损和流动?损为优化目标，对竖罐式余热回收系统各参数进行优化设计，并得到使得传热和流动综合性能最佳的参数组合。当设置空气质量流率、烧结矿质量流率、设置烧结颗粒粒径的初始范围分别为0.3kg/s~3kg/s、0.3kg/s~3kg/s和3mm~50mm时，得到的传热?损和流动?损最优解分别为251.16W/m3和232.53W/m3，对应的参数取值分别是2.99kg/s、0.61kg/s和32.8mm。
　　为了进一步探究烧结颗粒填充床内流动阻力特性，搭建了竖罐式固定填充床阻力特性实验台架，研究空气流率、颗粒粒径对流动阻力的影响规律。结果表明，空气流量的增加和填充颗粒粒径的减小都会增大空气在床层内的流动阻力，增加填充床进出口压降。并将实验数据拟合得到了对应的阻力关系式mfv=174.38+1.22Re。