CN103193255B - 降低氧化铝生料浆含水量的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低氧化铝生料浆含水量的方法，包含：将气态换热介质直接鼓入氧化铝生料浆里，在所述氧化铝生料浆内部形成气液涡流换热，从而降低所述氧化铝生料浆的含水量。本发明提供的降低氧化铝生料浆含水量的方法及其装置，将回转窑烟气先经盘管与料浆缓冲槽内的氧化铝生料浆换热，再经风包除去水汽后，然后在料浆缓冲槽底部通过风帽以倒伞状气流鼓入料浆内部，同时设置机械搅拌，因此氧化铝生料浆受热比较均匀，有效防止浓缩过程中料浆缓冲槽内壁上结疤的生成。
Description
技术领域
本发明涉及烧结法生产氧化铝的技术领域，特别涉及烧结法中降低氧化铝生料浆含水量的方法及其装置。
背景技术
烧结法生产氧化铝流程中熟料烧结是重要工序之一，从矿石到熟料需要和石灰、碱粉、煤等配制含水分41%左右的生料浆进回转窑烧结，每生产一吨氧化铝需要大约消耗28000万千焦的能量，占了烧结法总能耗的二分之一。同时回转窑窑尾烟气温度高达192℃，风量为300000Nm3/h，都直接排入大气，造成巨大浪费。由此可见，改变氧化铝生料浆水分将显著影响烧结能耗，进而降低烧结法的成本，若能结合窑尾烟气余热利用还会带来巨大经济与社会效益。
公开于2008年09月17日的中国专利披露了一种含碱铝硅酸盐料浆烘干及烧成方法，其方法包括雾化烘干和循环烧成两个步骤，首先将含碱铝硅酸盐料浆雾化，雾化后的料浆雾滴与垂直上升的干燥热气流接触进行干燥；在干燥后形成颗粒中，自然下落到烧成炉内与向上的烧成热气流接触，在悬浮状态下循环烧成长大；烧成的熟料从烧成炉底部排出，进入旋风冷却系统，冷却后的熟料进入下道工序。该方法通过烘干料浆，减少了烧结能耗，但是料浆在上述干燥过程中被烘干的料浆在设备上的结疤问题成了其广泛应用的最大瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低氧化铝生料浆含水量的方法及其装置，解决了现有的氧化铝烧结法生产中氧化铝生料浆在烘干过程中容易结疤的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低氧化铝生料浆含水量的方法，包含：
将气态换热介质直接通入氧化铝生料浆里，在所述氧化铝生料浆内部形成气液涡流换热，从而降低所述氧化铝生料浆的含水量。
进一步地，所述方法还包含控制氧化铝生料浆经过2-5小时湍动蒸发。
进一步地，所述方法还包含控制氧化铝生料浆的水分下降3-8个百分点。
进一步地，所述气态换热介质包含温度大于160℃、水分含量小于30%的碱性烟气。
进一步地，所述气态换热介质包含回转窑尾烟气。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了应用于降低氧化铝生料浆含水量的方法的装置，其包含：
两个风机，分别为普通风机和高压风机；
料浆缓冲槽，所述料浆缓冲槽用来装氧化铝生料浆；
所述普通风机分别通过管道与所述回转窑的收尘出口、风包连接；
所述高压风机分别通过管道与所述风包、设置在所述料浆缓冲槽底的风帽连接。
进一步地，所述风帽的形状呈伞状。
进一步地，所述普通风机与风包之间还连接有换热盘管，所述换热盘管与所述料浆缓冲槽连接。
进一步地，所述料浆缓冲槽顶部还设置有使槽内保持负压状态的设备。
进一步地，所述使槽内保持负压状态的设备包含拔气筒。
进一步地，所述料浆缓冲槽的直径Ф9×3米至Ф12.5×3米。
本发明提供的降低氧化铝生料浆含水量的方法及其装置，利用回转窑尾烟气在液相环境下与氧化铝生料浆换热，在料浆槽内通过风帽使烟气形成伞状气流搅动料浆，使高温烟气与生料浆充分接触，而浆液处于流动状态，受热比较均匀，在有效防止生料浆在烘干蒸浓时容易结疤的同时，还了降低料浆的含水量。
附图说明
图1为现有的烧结法中熟料烧结的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的降低氧化铝生料浆含水量的装置。
具体实施方式
如图1所示，现有的碱石灰烧结法工艺首先将矿石、石灰经皮带秤送入原料磨；碱粉经碱仓吹送至原料磨，三种物料在原料磨内粉碎、磨细，然后与碱液及赤泥一起成为料浆进入净化槽，再经过三次调配，制出的合格料浆送往位于烧结车间窑尾的料浆缓冲槽1，再利用高压泵2喷射入回转窑内。入窑的雾化料浆在窑尾排风机抽来的热风烘干下，一部分沉落窑内，一部分被热风带走，经旋风收尘器的粗窑灰沉落，返回窑内，细的窑灰通过电收尘收集，经窑灰管再入窑，高温废气经旋风收尘和电收尘器净化，最终通过烟囱排入大气。
本发明提供的降低氧化铝生料浆含水量的方法及其装置，基于快速降低碱石灰烧结法生产氧化铝的能耗，并利用现有流程设备，最大限度回收利用氧化铝生产过程中产生的三废，进而降低整体工艺成本的目的，本发明采用在液相环境下将熟料回转窑尾烟气与生料浆直接换热，将生料浆含水量从41%以上蒸浓至38%左右。
本发明实施例提供的降低氧化铝生料浆含水量的方法，应用在烧结法生产氧化铝中，在液相环境下，将回转窑尾烟气直接通往生料浆中，在浆液内部形成气液涡流换热，经过2-5小时湍动蒸发，料浆水分下降3-8个百分点。
同时，本发明实施例还提供了用于降低氧化铝生料浆含水量的方法的装置，如图2所示，主要对料浆缓冲槽进行改造，即：通过普通风机3与电收尘出口连接，从而引出部分含有大量热量的烟气，然后烟气经与料浆缓冲槽1外壁连接的盘管为料浆缓冲槽1加热，接着，烟气进入与盘管连接的风包，在该风包内除去一些水汽后，烟气被输送到料浆缓冲槽1的底部，最后被与风包连接的高压风机4利用设置在料浆缓冲槽1中的专门伞形风帽5鼓入料浆内部，同时在料浆缓冲槽1中还设置有机械搅拌，溢出料浆液面的尾气通过设置在料浆槽1顶部的拔气筒6排出。
本发明实施例提供的用于降低氧化铝生料浆含水量的方法的装置，只需增加两组风机并适当改造料浆缓冲槽，其它烧结工序流程设备均保持不变，即可使碱石灰烧结法生产氧化铝生料浆含水量从41%左右降低至38%以下。由于浓缩后的料浆仍为液态而不凝固，所以可有效防止蒸发过程中料浆缓冲槽内结疤问题，同时蒸浓槽顶部设置拔气筒，造成槽内水蒸汽不饱和状态，使蒸发效率大大提高。
以下是本发明提供的降低氧化铝生料浆含水量的方法及其装置的具体实例：
实例一：
如图2所示，在实验室进行模拟试验，按相同比例制作缩小，把料浆缓冲槽Ф6×8米改造成直径Ф12×3米，通过普通风机在电收尘出口处引出300000m3/h含有大量热量的烟气，经盘管为料浆缓冲槽保温，并在风包内除去10%水汽后，烟气温度降到155℃，再被输送到槽子底部，然后再被高压罗茨风机经过自制风帽鼓入料浆内部，在浆液内部形成气液涡流换热，经过3小时湍动蒸发，料浆水分下降4个百分点。料浆温度从80℃升高82℃，然后利用压力不低于1.2MPa泥浆泵将蒸浓料浆通过喷枪喷入窑内，溢出料浆液面的尾气通过料浆槽顶部的拔气筒排出。每隔一小时取样，通过烘干法测量水分。结果显示生料浆含水量从41.8%蒸浓至38.8%。
实例二：
如图2所示，在实验室进行模拟试验，按相同比例制作缩小，把料浆缓冲槽从直径Ф6×8米改造成直径Ф13×2.5米，通过普通风机在电收尘出口处引出200000m3/h温度达192℃烟气，经盘管为料浆缓冲槽保温，并在风包内除去13%水汽后，烟气温度降到150℃，再被输送到槽子底部，然后再被高压罗茨风机经过自制风帽鼓入料浆内部，在浆液内部形成气液涡流换热，经过3小时湍动蒸发，料浆水分下降4个百分点。料浆温度从80℃升高到81℃，然后利用压力不低于1.2MPa泥浆泵将蒸浓料浆通过喷枪喷入窑内，溢出料浆液面的尾气通过料浆槽顶部的拔气筒排出。每隔一小时取样，通过烘干法测量水分。结果显示生料浆含水量从41.8%蒸浓至38.0%。
实例三：
如图2所示，在实验室进行模拟试验，按相同比例制作缩小，把料浆缓冲槽直径Ф6×8米改造成直径Ф11×3米，通过普通风机在电收尘出口处引出200000m3/h温度达192℃烟气，经盘管为料浆缓冲槽保温，并在风包内除去其中8%水汽后，烟气温度降到153℃，再被输送到槽子底部，然后再被高压罗茨风机经自制风帽鼓入料浆内部，在浆液内部形成气液涡流换热，通过烟气蒸浓4小时，料浆温度从80℃升高到81℃，然后利用压力高于1.2MPa泥浆泵将蒸浓料浆通过喷枪喷入窑内，溢出料浆液面的尾气通过料浆槽顶部的拔气筒排出。通过烘干法测量水分，结果显示生料浆含水量从41.91%降低到38.45%。
实例四：
如图2所示，在实验室进行模拟试验，按相同比例制作缩小，把料浆缓冲槽直径Ф6×8米改造成直径Ф12.5×3米，通过普通风机在电收尘出口处引出200000m3/h温度达192℃烟气，经盘管为料浆缓冲槽保温，并在风包内除去其中11%水汽后，烟气温度降到153℃，再被输送到槽子底部，然后再被高压罗茨风机经自制风帽鼓入料浆内部，在浆液内部形成气液涡流换热，通过烟气蒸浓3.5小时，料浆温度从80℃升高到82℃，然后利用压力高于1.2MPa泥浆泵将蒸浓料浆通过喷枪喷入窑内，溢出料浆液面的尾气通过料浆槽顶部的拔气筒排出。通过烘干法测量水分，结果显示生料浆含水量从41.91%降低到37.92%。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.降低氧化铝生料浆含水量的方法，其特征在于，包含：
将气态换热介质直接通入氧化铝生料浆里，在所述氧化铝生料浆内部形成气液涡流换热，从而降低所述氧化铝生料浆的含水量；所述方法还包含控制氧化铝生料浆经过2-5小时湍动蒸发。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包含控制氧化铝生料浆的水分下降3-8个百分点。
3.如权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，所述气态换热介质包含水分含量小于30％的碱性烟气；所述气态换热介质包含温度大于160℃回转窑烟气。
4.一种用于如权利要求3所述的方法的装置，其特征在于，包含：
两个风机，分别为普通风机和高压风机；
料浆缓冲槽，所述料浆缓冲槽用来装氧化铝生料浆；
所述普通风机分别通过管道与所述回转窑的收尘出口、风包连接；
所述高压风机分别通过管道与所述风包、设置在所述料浆缓冲槽底的风帽连接；所述风帽的形状呈伞状。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述普通风机与风包之间还连接有换热盘管，所述换热盘管与所述料浆缓冲槽连接。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述料浆缓冲槽顶部还设置有使槽内保持负压状态的设备。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述使槽内保持负压状态的设备包含拔气筒。
8.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述料浆缓冲槽的直径Ф9×3米至Ф12.5×3米。
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