CN103787391B - 一种用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备 - Google Patents

一种用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,通过将多个旋风筒通过连接风管逐级连通,使其内部形成一个使高温气体向上运动的通路,使高温气体在该通路向上运动过程中与生料充分接触进行生料预热,另外,通过在分解炉的第二进风口处设置除尘器,使进入该通路的气体得到除尘处理。通过设置锁风装置,能够有效防止旋风筒的漏风,通过在旋风筒侧壁增加反吹风管,以及在其下料管处设置空气炮,能够对旋风筒及连接风管内壁附着物进行及时清理,防止堵塞,具有分解预热效率高、不易堵塞、能够有效防止漏风、减少有害气体排放等优点。

Description

一种用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备
技术领域
[0001] 本发明涉及氧化铝熟料的生产技术领域,尤其涉及一种将氧化铝生料进行预热和分解制备成熟料的新型干法设备。
背景技术
[0002] 旋风预热器和分解炉是熟料煅烧的主要设备之一,是预分解窑系统中的重要设备,在水泥生料煅烧领域,它已被世界水泥同仁公识为水泥工业的新技术,被称为新型干法生产设备。但在氧化铝生料煅烧领域,该设备尚属行业空白项目,国内外也未见有先例。
[0003] 目前,传统的氧化铝熟料生产中采用碱一石灰湿法配料、湿法窑煅烧生成氧化铝熟料,而传统的湿法设备无法应用于粉煤灰氧化铝生料煅烧。
[0004] 另外,现有的旋风预热器中,旋风筒的下料管易出现漏风现象,将引起分离出的物料出现二次飞扬,造成分离效率降低,一般漏风量< 1.85%,分离效率下降不明显;当漏风量大于1.85%时,分离效率下降迅速;当漏风量大于8%时,则分离效率为零。所述,如何避免旋风筒的下料管漏风现象的出现,对旋风预热器的分离效率起到至关重要的作用。
[0005] 除此之外,由于旋风预热器内长期接触大量高温粉尘颗粒,易在其内壁形成堆积,如不进行清理,将直接影响旋风预热器的使用效率和使用寿命,由于一般为高空作业,一般旋风预热器的清理工作尤为复杂,如何实现旋风预热器的自动清理具有很强的现实意义。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于针对一般氧化铝生料预处理设备的不足,提供一种用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,本发明通过将多个旋风筒通过连接风管逐级连通,使其内部形成一个使高温气体向上运动的通路,使高温气体在该通路向上运动过程中与生料充分接触进行生料预热,另外,通过在分解炉的第二进风口处设置耐火耐高温的过滤网,使进入该通路的气体得到除尘处理,一方面大大减少粉尘的排放,降低最高层旋风筒所连接的除尘器的负荷,另一方面有效防止该通路的堵塞。
[0007] 本发明的另一个目的是通过在所述旋风筒的下料口处设置锁风装置,能够有效防止旋风筒的漏风;另外,通过在旋风筒侧壁增加反吹风管,以及在其下料管处设置空气炮,能够对旋风筒及连接风管内壁附着物进行及时清理,防止堵塞。本发明使生料在进入回转窑之前已经基本完成了分解,能够使回转窑的产量提高20%以上,并降低了单位熟料热耗,具有分解预热效率高、不易堵塞、能够有效防止漏风、减少有害气体排放等优点。
[0008] 本发明的技术方案为:
[0009] 一种用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,包括:
[0010] 旋风筒,所述旋风筒上部为柱体,下部为锥体,所述柱体顶部设置有出风口,其侧壁设置有第一进风口,所述锥体底部设置有下料口,所述旋风筒的数量为η个,其中η大于等于3,且第η个旋风筒设置于最低层,其他旋风筒按照递减的顺序逐层升高排列;所述旋风筒的下料口处设置有储灰斗,所述储灰斗下端设置有锁风装置,所述锁风装置从上至下顺次包括气动闸板、切换室和联动闸板,其中所述气动闸板与一气动阀连接,所述联动闸板与所述气动闸板进行联动;
[0011] 热交换管,其包括连接风管和下料管,其中所述连接风管上设置有与所述下料管相匹配的第一进料口,所述热交换管通过以下方式将所述旋风筒逐个连通:所述连接风管连通第η个旋风筒的出风口和第n-ι个旋风筒的第一进风口,第η-2个旋风筒的下料管连通至第n-Ι个旋风筒和第η个旋风筒之间连接风管的进料口 ;
[0012] 分解炉,所述分解炉设置有第二进料口和出料口,其中第n-Ι个旋风筒的下料管与所述分解炉的第二进料口连通,第η个旋风筒的第一进风口与所述分解炉的出料口连通。
[0013] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,多个所述旋风筒逐层升高排列,并且与所述连接风管形成一个使高温气体向上运动的通路,另外位于最高层的旋风筒的出风口与一除尘器连接。
[0014] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述分解炉还设置有第二进风口,所述旋风筒和分解炉之间设置有回转窑和窑尾烟室,其中所述第η个旋风筒的下料管与所述回转窑的第一端连接,所述回转窑的第二端与窑尾烟室连接,所述窑尾烟室与所述分解炉的第二进风口连通;
[0015]另外,所述回转窑还连接有篦式冷却机,所述篦式冷却机设置有将所述回转窑中所出料的热量转化为热气的第二出风口,该第二出风口与也所述分解炉的第二进风口连通。
[0016] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述分解炉的第二进风口处设置有用于降低窑烟尾气和所述篦式冷却机所产生热气中的粉尘的过滤网,并且该过滤网采用耐热耐高温纤维材料。
[0017] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述旋风筒的侧壁设置有多个反吹风管,所述反吹风管的第一端开设于所述旋风筒的内壁并伸入所述旋风筒内部一定的长度,其端口部设置有挡板和锁风板,所述挡板为中空锥体,其中轴线与所述端口垂直;所述锁风板与所述端口以可开合的方式连接并能够覆盖所述端口为准,其与一气动阀连接,并由其控制进行开启和闭合;所述反吹风管的第二端设置于所述旋风筒外部并与一空气压缩机连接。
[0018] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述最高层的旋风筒的出风口还设置有使所述旋风筒与所述连接风管所形成的通路产生负压的抽气泵。
[0019] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述下料管与所述连接风管的交接处在所述连接风管1/2以下位置;另外,所述连接风管与所述旋风筒侧壁存在一定角度。
[0020] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述旋风筒的下料管设置有空气炮。
[0021] 优选的是,所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述η个旋风筒锥角为34〜38度,所述η个旋风筒的高径比为2.3〜3.5,所述旋风筒下料口的直径为
0.6 〜0.8 米。
[0022] 本发明具有以下有益效果:本发明所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备通过将多个旋风筒通过连接风管逐级连通,使其内部形成一个使高温气体向上运动的通路,使高温气体在该通路向上运动过程中与生料充分接触进行生料预热,另外,通过在分解炉的第二进风口处设置耐火耐高温的过滤网,大大减少了粉尘的排放,降低最高层旋风筒所连接的除尘器的负荷,另外有效防止该通路的堵塞。
[0023] 本发明通过在所述旋风筒的下料口处设置锁风装置,有效防止旋风筒的漏风,通过在旋风筒侧壁增加反吹风管,以及在其下料管处设置空气炮,能够对旋风筒及连接风管内壁附着物进行及时清理,防止堵塞。本发明使生料在进入回转窑之前已经基本完成了分解,能够使回转窑的产量提高20%以上,并降低了单位熟料热耗,具有分解预热效率高、不易堵塞、能够有效防止漏风、减少有害气体排放等优点。
附图说明
[0024]图1为本发明所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备的系统外形图;
[0025] 图2为本发明所述旋风筒的结构示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图对本发明做详细说明,以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。
[0027] 如图1和图2所示,本发明所述用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备包括:旋风筒1,所述旋风筒I上部为柱体,下部为锥体,所述柱体顶部设置有出风口,其侧壁设置有第一进风口,所述锥体底部设置有下料口,所述旋风筒I的数量为η个,其中η大于等于3,且第η个旋风筒I设置于最低层,其他旋风筒I按照递减的顺序逐层升高排列;热交换管,其包括连接风管2和下料管3,其中所述连接风管2上设置有与所述下料管3相匹配的第一进料口 4,所述热交换管通过以下方式将所述旋风筒I逐个连通:所述连接风管2连通所述第η个旋风筒I的出风口和所述第n-Ι个旋风筒I的第一进风口,所述第η-2个旋风筒I的下料管3连通至所述第n-Ι个旋风筒I和所述第η个旋风筒I之间连接风管2的第一进料口 4 ;分解炉5,所述分解炉5设置有第二进料口和出料口,其中所述第n-Ι个旋风筒I的下料管3与所述分解炉5的第二进料口连通,所述第η个旋风筒I的第一进风口与所述分解炉5的出料口连通。
[0028] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,多个所述旋风筒I逐层升高排列,并且与所述连接风管2形成一个使高温气体向上运动的通路,另外位于最高层的旋风筒I的出风口与一除尘器连接。氧化铝生料从最高层旋风筒I所连接的连接风管2的第二进料口进入,在该通路中从上至下运动,并与其内相反方向运动的高温气体充分接触,进行充分的预热,然后通过第n-Ι个旋风筒I进入所述分解炉5内,其内的燃料和被预热的氧化铝生料在其内由高速气流携带悬浮于炉内,一方面旋流向上运动,一方面进行燃烧和分解,使生料在进入回转窑6之前已经基本完成了分解,大大提高了回转窑6的产量,能够使其产量提高20%以上,并降低了单位熟料热耗。
[0029] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述分解炉5还设置有第二进风口,所述旋风筒I和分解炉5之间设置有回转窑6和窑尾烟室7,其中所述第η个旋风筒I的下料管3与回转窑6的第一端连接,所述回转窑6的第二端与窑尾烟室7连接,所述窑尾烟室7与所述分解炉5的第二进风口连通;另外,所述回转窑6还连接有篦式冷却机8,所述篦式冷却机8设置有将所述回转窑6中所出料的热量转化为热气的第二出风口,该第二出风口与也所述分解炉5的第二进风口连通。生料进行充分的热交换并在所述分解炉5内进行分解后,经第η个旋风筒I的下料管3进入所述回转窑6,所述窑尾烟室7中的高温烟气和来自所述篦式冷却机8的高温气体汇集并进入所述分解炉5内,从而进入所述旋风筒I与所述连接风管2形成的通路中与生料进行热交换。
[0030] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述分解炉5的第二进风口处设置有用于降低窑烟尾气和所述篦式冷却机8产生热气中的粉尘的耐火耐高温过滤网,该过滤网可采用碳纤维布、陶瓷纤维等耐火耐高温材料。所述过滤网能够对进入所述通路的高温热气进行过滤和净化,一方面可减轻所述最高层旋风筒I所连接的除尘器的负荷,另一方面能够有效防止所述通路的堵塞。
[0031] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述旋风筒I的下料口处设置有储灰斗11,所述储灰斗11下端设置有锁风装置,所述锁风装置从上至下顺次包括气动闸板12、切换室13和联动闸板14,其中所述气动闸板12与一气动阀连接,所述联动闸板14与所述气动闸板12进行联动。所述氧化铝生料在所述储灰斗11内聚积,当达到一定量时,所述气动阀自动启动,并带动所述气动闸板12开启,其内所聚积的生料进入切换室13,在所述气动闸板12自动关闭的同时所述联动闸板14自动开启,使其内氧化铝生料由所述下料口排出,并在此过程中,因气压的存在而产生一定的冲击力,对所述下料口及所述下料管3进行一定程度的清理,有效防止粉尘的附着造成堵塞。
[0032] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述旋风筒I的侧壁设置有多个反吹风管9,所述反吹风管9的第一端开设于所述旋风筒I的内壁并伸入所述旋风筒I内部一定的长度,其端口部设置有挡板10和锁风板,所述挡板10为中空锥体,其中轴线与所述端口垂直;所述锁风板与所述端口以可开合的方式连接并能够覆盖所述端口为准,其也与一气动阀连接,并由其控制进行开启和闭合;所述反吹风管9的第二端设置于所述旋风筒I外部并与一空气压缩机连接。当开启所述空气压缩机后,所述反吹风管9的第二端喷射出高压气流,所述锁风板自动开启,此高压气流遇到所述挡板10进行回流和分流,形成相对于所述旋风筒I内壁的高压气流,可有效清除其上所附着的粉尘,从而完成自动清理,清理完成后,所述锁风板自动关闭。
[0033] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述最高层的旋风筒I的出风口还设置有使所述旋风筒I与所述连接风管2所形成的通路产生负压的抽气泵,该抽气泵能够保证其内形成一定速度的气流。
[0034] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述下料管3与所述连接风管2的交接处在所述连接风管1/2以下位置;另外,所述连接风管2与所述旋风筒I侧壁存在一定角度,使气流能够切向进入所述旋风筒I内,减少其内涡流干扰。
[0035] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述旋风筒I的下料管3设置有空气炮。通过在此处增加所述空气炮,能够有效防止所述下料管3的堵塞。
[0036] 所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备中,所述η个旋风筒I锥角为34〜38度,比传统旋风筒的锥角增加了 5%,所述η个旋风筒I的高径比为2.3〜3.5,比传统旋风筒的高径比增加了 8%,所述旋风筒I下料口的直径为0.6〜0.8米,比传统旋风筒下料口直径增加了 20%,本发明通过改良所述旋风筒I的高径比、所述椎体的锥角及所述下料口的直径,使所述旋风筒I的分离效率提高13%以上,并且对于消除传统旋风筒的堵料状况有良好的效果。
[0037] 尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其特征在于,包括: 旋风筒,所述旋风筒上部为柱体,下部为锥体,所述柱体顶部设置有出风口,其侧壁设置有第一进风口,所述锥体底部设置有下料口,所述旋风筒的数量为η个,其中η大于等于3,且第η个旋风筒设置于最低层,其他旋风筒按照递减的顺序逐层升高排列;所述旋风筒的下料口处设置有储灰斗,所述储灰斗下端设置有锁风装置,所述锁风装置从上至下顺次包括气动闸板、切换室和联动闸板,其中所述气动闸板与一气动阀连接,所述联动闸板与所述气动闸板进行联动; 热交换管,其包括连接风管和下料管,其中所述连接风管上设置有与所述下料管相匹配的第一进料口,所述热交换管通过以下方式将所述旋风筒逐级连通:所述连接风管连通第η个旋风筒的出风口和第η-1个旋风筒的第一进风口,第η-2个旋风筒的下料管连通至第η-1个旋风筒和第η个旋风筒之间连接风管的进料口 ; 分解炉,所述分解炉设置有第二进料口和出料口,其中第η-1个旋风筒的下料管与所述分解炉的第二进料口连通,第η个旋风筒的第一进风口与所述分解炉的出料口连通。
2.如权利要求1所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,多个所述旋风筒逐层升高排列,并且与所述连接风管形成一个使高温气体向上运动的通路,另外位于最高层的旋风筒的出风口与一除尘器连接。
3.如权利要求1所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其中所述分解炉还设置有第二进风口,所述旋风筒和分解炉之间设置有回转窑和窑尾烟室,其中所述第η个旋风筒的下料管与所述回转窑的第一端连接,所述回转窑的第二端与窑尾烟室连接,所述窑尾烟室与所述分解炉的第二进风口连通; 另外,所述回转窑还连接有篦式冷却机,所述篦式冷却机设置有将所述回转窑中所出料的热量转化为热气的第二出风口,该第二出风口也与所述分解炉的第二进风口连通。
4.如权利要求3所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其中所述分解炉的第二进风口处设置有用于降低窑烟尾气和所述篦式冷却机所产生热气中的粉尘的过滤网,并且该过滤网采用耐火耐高温纤维材料。
5.如权利要求1、2、3或4所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其中所述旋风筒的侧壁设置有多个反吹风管,所述反吹风管的第一端开设于所述旋风筒的内壁并伸入所述旋风筒内部一定的长度,其端口部设置有挡板和锁风板,所述挡板为中空锥体,其中轴线与所述端口垂直;所述锁风板与所述端口以可开合的方式连接并能够覆盖所述端口为准,其与一气动阀连接,并由其控制进行开启和闭合;所述反吹风管的第二端设置于所述旋风筒外部并与一空气压缩机连接。
6.如权利要求2所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其中所述最高层的旋风筒的出风口还设置有使所述旋风筒与所述连接风管所形成的通路产生负压的抽气栗O
7.如权利要求1、2、3或4所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其中所述下料管与所述连接风管的交接处在所述连接风管1/2以下位置;另外,所述连接风管与所述旋风筒侧壁存在一定角度。
8.如权利要求1、2、3或4所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其中所述旋风筒的下料管设置有空气炮。
9.如权利要求1、2、3或4所述的用于生产粉煤灰氧化铝熟料的新型干法设备,其中所述η个旋风筒锥角为34〜38度,所述η个旋风筒的高径比为2.3〜3.5,所述旋风筒下料口的直径为0.6〜0.8米。
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG YAOHUA HAO YAOJIN LIU ZENGQUAN LI JUN ZHAO XIONGHUI ZHANG ZHIHAO ZHANG JIYUN REN LIXIN ZHAO HONGYUN GAO BOCUN ZHENG QIQUAN ZHOU KAI LU YINKUN WANG HAIRONG WANG WANYONG TO: ZHANG YAOHUA YANG BING WEI DONG HAO YAOJIN LIU ZENGQUAN LI JUN ZHANG ZHIHAO ZHANG JIYUN REN LIXIN ZHAO HONGYUN GAO BOCUN ZHENG QIQUAN ZHOU KAI LU YINKUN WANG HAIRONG WANG WANYONG

CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Yaohua

Inventor after: Zhao Hongyun

Inventor after: Gao Bocun

Inventor after: Zheng Qiquan

Inventor after: Zhou Kai

Inventor after: Lu Yinkun

Inventor after: Wang Hairong

Inventor after: Wang Wanyong

Inventor after: Yang Bing

Inventor after: Wei Dong

Inventor after: Hao Yaojin

Inventor after: Liu Zengquan

Inventor after: Li Jun

Inventor after: Zhang Zhihao

Inventor after: Zhang Jiyun

Inventor after: Ren Lixin

Inventor before: Zhang Yaohua

Inventor before: Gao Bocun

Inventor before: Zheng Qiquan

Inventor before: Zhou Kai

Inventor before: Lu Yinkun

Inventor before: Wang Hairong

Inventor before: Wang Wanyong

Inventor before: Hao Yaojin

Inventor before: Liu Zengquan

Inventor before: Li Jun

Inventor before: Zhao Xionghui

Inventor before: Zhang Zhihao

Inventor before: Zhang Jiyun

Inventor before: Ren Lixin

Inventor before: Zhao Hongyun

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
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Denomination of invention: A new dry process equipment for producing fly ash alumina clinker

Effective date of registration: 20200807

Granted publication date: 20150819

Pledgee: Ordos Rural Commercial Bank Co., Ltd

Pledgor: INNER MONGOLIA MENGXI ORDOS ALUMINUM Co.,Ltd.

Registration number: Y2020150000040

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
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Date of cancellation: 20200814

Granted publication date: 20150819

Pledgee: Ordos Rural Commercial Bank Co., Ltd

Pledgor: INNER MONGOLIA MENGXI ORDOS ALUMINUM Co.,Ltd.

Registration number: Y2020150000040

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Denomination of invention: A new dry process equipment for producing fly ash alumina clinker

Effective date of registration: 20200818

Granted publication date: 20150819

Pledgee: Ordos Rural Commercial Bank Co., Ltd

Pledgor: INNER MONGOLIA MENGXI ORDOS ALUMINUM Co.,Ltd.

Registration number: Y2020150000042

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