CN105036169B - 低钠α-氧化铝煅烧工艺设备 - Google Patents

Abstract

本发明低钠α‑氧化铝煅烧工艺设备，属于a‑氧化铝工业化生产煅烧工艺技术领域；所要解决的技术问题是提供一种低钠α‑氧化铝煅烧工艺设备，降低产品α‑氧化铝中的钠含量，连续规模生产，实现产业升级；采用的技术方案是：供料仓、文丘里干燥器、三个旋风分离器、焙烧炉、回转窑以及余热锅炉以一定次序串联连通，形成一道直接以原料生产α‑氧化铝的煅烧工艺设备，生产过程中产生的热空气大部分可通过余热锅炉进行热量回收使用，且余热锅炉将热空气中的钠回收，含钠的气流不会再次进入生产线，使产品含钠低，连续规模生产，实现产业升级，产品质量稳定。

Description

低钠α-氧化铝煅烧工艺设备

技术领域

本发明低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，属于a-氧化铝工业化生产煅烧工艺技术领域。

背景技术

a-氧化铝有优良的物化性能，主要应用在特种陶瓷、耐火材料、磨料抛光等行业领域，在国民经济中的机械加工、电子、电力、钢铁、石油、化工、建材、航空等方面应用，是一种用途广泛、性能独特、市场前景很好的无机非金属材料。

a-氧化铝中氧化钠的含量直接影响其制品的应用，因此氧化钠含量成为表征a-氧化铝质量品级的重要技术指标，目前规模生产的a-氧化铝中氧化钠的含量通常在0.3~0.4%之间。中华人民共和国有色金属行业标准YS/T89-1995在低钠产品中氧化钠要求小于0.2%。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，降低产品α-氧化铝中的钠含量，连续规模生产，实现产业升级。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，包括供料仓、文丘里干燥器、第一旋风分离器、第二旋风分离器、第三旋风分离器、焙烧炉、回转窑、余热锅炉、除尘器和引风机，供料仓底部出口与文丘里干燥器进料端连接，文丘里干燥器的顶端与第一旋风分离器的进风口连通且其底端与第二旋风分离器的顶端连通，第一旋风分离器的顶端通过排风管道与除尘器连通且其底端与第二旋风分离器的进风口连通，第二旋风分离器的底端与焙烧炉连通，焙烧炉的上部与第三旋风分离器的进风口连通，所述焙烧炉内部安装有与燃气供应源连通的第一燃烧器，第三旋风分离器的上端与第二旋风分离器的进风口连通且其下端连通回转窑的窑尾，所述回转窑两端分别设有窑尾烟室和窑头罩，物料落入回转窑经过煅烧烧成后从窑头罩落出，窑头罩内安装有与燃气供应源连通的第二燃烧器，回转窑的窑尾烟室与余热锅炉的进风口连通，换热后的烟气从余热锅炉下侧通过排风管道与除尘器连通，余热锅炉的上端安装有蒸汽管道连通用热装置，余热锅炉底部安装有供软水泵且其下端出口还安装有高碱粉收集装置，所述除尘器与引风机相连接。

所述焙烧炉内部安装有与燃气供应源连通的第一燃烧器，窑头罩上安装有与燃气供应源连通的第二燃烧器。

所述第三旋风分离器的上端与第二旋风分离器的进风口连通且其下端连通回转窑的窑尾，物料落入回转窑经过煅烧烧成后从窑头罩落出系统。

所述回转窑的窑尾烟室与余热锅炉的进风口连通，换热后的烟气从其下侧通过排风管道进入除尘器。

所述回转窑的窑尾烟室与余热回收装置连通。

所述回转窑的窑头罩通过落料管道与冷却机的入料端连通，冷却机的出风口通过热风回收管向焙烧炉和回转窑内供应热风。

所述的供料仓底部出口与文丘里干燥器底部通过供料螺旋连接，所述的除尘器底端安装有收尘螺旋，所述高碱粉收集装置也是螺旋式收集装置。

所述文丘里干燥器、旋风分离器、焙烧炉和回转窑之间的所有连通管道均为保温通道。

本发明同现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明利用悬浮焙烧后排出的热气流，对加入系统的湿氢氧化铝进行气流干燥，干燥后的氢氧化铝物料以结晶时形成的独立团聚颗粒，悬浮于燃气燃烧反应出的高热温气流中，固体颗粒与热气流充分混合接触，并均匀分布其中，氢氧化铝在数秒内迅速转化为γ-氧化铝，并开始向α-氧化铝转晶，焙烧后的γ-氧化铝进入回转窑内实现向α-氧化铝的转晶，生成的α-氧化铝粒度分布窄，转化率均匀，质量稳定，可显著降低能耗并提高生产规模；生产过程自动化控制，操作流程简单，提高了生产效率。

2、本发明在生产过程中原料中附着的氧化钠或其他钠盐在回转窑高温段升华气化于烟气中，回转窑尾排出的含氧化钠或其他钠盐烟气进入余热锅炉，随烟气温度降低氧化钠或其他钠盐凝结于烟气夹带的α-氧化铝尘粒上，而后沉降于余热锅炉下的集灰斗内进高碱粉收集螺旋，排出系统加工处理，极大降低了α-氧化铝产品中氧化钠的含量，提高产品质量和生产效率，实现了产业升级。

3、本发明在除尘器、余热锅炉及回转窑都设置了回收装置，回收的材料可再次投入生产，降低了原料成本和能耗浪费。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明低钠α-氧化铝煅烧工艺设备的结构示意图。

图中：1为供料仓，2为文丘里干燥器，3为第一旋风分离器，4为第二旋风分离器，5为第三旋风分离器，6为焙烧炉，7为回转窑，8为余热锅炉，9为除尘器，10为引风机，11为燃气供应源，12为冷却机，13为供料螺旋，14为窑尾烟室，15为窑头罩，17为供软水泵，18为高碱粉收集装置，19为落料管道，20为热风回收管，21为收尘螺旋。

具体实施方式

如图1所示，本发明低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，包括供料仓1、文丘里干燥器2、第一旋风分离器3、第二旋风分离器4、第三旋风分离器5、焙烧炉6、回转窑7、余热锅炉8、除尘器9和引风机10，供料仓1底部出口与文丘里干燥器2进料端连接，文丘里干燥器2的顶端与第一旋风分离器3的进风口连通且其底端与第二旋风分离器4的顶端连通，第一旋风分离器3的顶端通过排风管道与除尘器9连通且其底端与第二旋风分离器4的进风口连通，第二旋风分离器4的底端与焙烧炉6连通，焙烧炉6的上部与第三旋风分离器5的进风口连通，所述焙烧炉6内部安装有与燃气供应源11连通的第一燃烧器，第三旋风分离器5的上端与第二旋风分离器4的进风口连通且其下端连通回转窑7的窑尾，所述回转窑7两端分别设有窑尾烟室14和窑头罩15，物料落入回转窑7经过煅烧烧成后从窑头罩15落出，窑头罩15内安装有与燃气供应源11连通的第二燃烧器，回转窑7的窑尾烟室14与余热锅炉8的进风口连通，换热后的烟气从余热锅炉8下侧通过排风管道与除尘器9连通，余热锅炉8的上端安装有蒸汽管道连通用热装置，余热锅炉8底部安装有供软水泵17且其下端出口还安装有高碱粉收集装置18，所述除尘器9与引风机10相连接。

所述焙烧炉6内部安装有与燃气供应源11连通的第一燃烧器，窑头罩15上安装有与燃气供应源11连通的第二燃烧器。

所述第三旋风分离器5的上端与第二旋风分离器4的进风口连通且其下端连通回转窑7的窑尾，物料落入回转窑7经过煅烧烧成后从窑头罩15落出系统。

所述回转窑7的窑尾烟室14与余热锅炉8的进风口连通，换热后的烟气从其下侧通过排风管道进入除尘器9。

所述回转窑7的窑尾烟室14与余热回收装置连通，回转窑7中的热空气不仅可以供向余热锅炉8，也可以供向其他任何余热回收装置使用。

所述回转窑7的窑头罩15通过落料管道19与冷却机12的入料端连通，冷却机12的出风口通过热风回收管20向焙烧炉6和回转窑7内供应热风。

所述的供料仓1底部出口与文丘里干燥器2底部通过供料螺旋13连接，所述的除尘器9底端安装有收尘螺旋21，所述高碱粉收集装置18也是螺旋式收集装置。

所述文丘里干燥器2、旋风分离器、焙烧炉6和回转窑7之间的所有连通管道均为保温通道。

所述除尘器9为袋式除尘器或电除尘器。

本发明加工原料为拜耳法（或烧结法、串联法）生产的的湿氢氧化铝（有5%左右的附着水）或预处理后的氢氧化铝。

本发明低钠α-氧化铝煅烧工艺设备的工作流程：

焙烧炉6内的热气流依次流经第三旋风分离器5、第二旋风分离器4、文丘里干燥器2和第一旋风分离器3，原料分解按照如下步骤进行：

a．原料送入供料仓1，经计量后送入文丘里干燥器2内与第二旋风分离器顶流过来的温度在300~400℃、流速28~30 m/s 热气流进行载流传质、传热，脱去原料的附着水，并随热气流进入第一旋风分离器3；

b．第一旋风分离器3内的粉料分离后，顶流气体通过排风管道流进除尘器9，经除尘处理后烟气由引风机10送烟囱排空，除尘器9底端的收尘螺旋21回收细氧化铝混合物；

c．第一旋风分离器3底流落下的粉料与来自第三旋风分离器5顶流温度在950~1150℃的热气流，在第二旋风分离器4内进行载流预热至300℃左右，脱除原料中的大部分结晶水；

d．第二旋风分离器4底流落下的粉料与第一燃烧器所产生的高温气流相混合在焙烧炉6和第三旋风分离器5内完成脱除结晶水和完成氢氧化铝向γ-氧化铝晶型转变的过程，并开始有α-氧化铝生成，粉料再由第三旋风分离器5底流落入回转窑7；

e．回转窑7在第二燃烧器的作用下窑内达到转晶和氧化钠气化条件温度，从第三旋风分离器5底流落下的γ-氧化铝进入回转窑7窑尾，斜置安装的回转窑7以0.5~4.5rpm的转速旋转，物料在回转窑7内随窑的旋转上下旋线运动实现翻动混合，由窑尾缓慢向窑头移动，在1300~1600℃条件下，在窑内经过20~90min，完成向α-氧化铝转晶，达到产品需要的转化率和原晶粒度，原料中附着的氧化钠或其他钠盐，在回转窑7高温段1450℃以上，部分升华气化于窑内烟气中，降低了附着于α-氧化铝中的氧化钠及其他钠盐的含量，达到低钠α-氧化铝产品标准要求，低钠α-氧化铝在回转窑7内完成转晶及部分脱出氧化钠之后，从窑头罩15内顺着落料管道10进入冷却机12，

g．回转窑7排出的含氧化钠或其他钠盐烟气由窑尾烟室14汇集后进入余热锅炉8，随余热锅炉8换热进行烟气温度降低，氧化钠或其他钠盐凝结于烟气夹带的α-氧化铝尘粒上，而后沉降于余热锅炉8下的高碱粉收集装置18做回收处理，余热锅炉8换热后尾气进入排风管道经除尘器9除尘后排空。

所述的冷却机12内的冷空气对物料进行冷却后，携带热量的气流流入热风回收管20，一部分进窑头罩15助燃第二燃烧器，另一部分进焙烧炉6助燃第一燃烧器，有效利用热能，降低能耗。

所述步骤a中送入供料仓的原料配入硼酸、氯化铵、氯化镁、氟化铝等矿化剂并充分均匀化。

利用本发明的设备和工艺产出的α-氧化铝，不添加矿化剂所生产的原晶粒度D50分别在0.8~2um间，氧化钠含量在0.18%以下，转化率在93~95%；添加不同矿化剂配方后：原晶粒度D50分别在2~5um间，Na2O含量分别在0.09~0.15%间，转化率95%以上，晶体形貌根据需要可控制为类球状或片状。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，其特征在于：包括供料仓（1）、文丘里干燥器（2）、第一旋风分离器（3）、第二旋风分离器（4）、第三旋风分离器（5）、焙烧炉（6）、回转窑（7）、余热锅炉（8）、除尘器（9）和引风机（10），供料仓（1）底部出口与文丘里干燥器（2）进料端连接，文丘里干燥器（2）的顶端与第一旋风分离器（3）的进风口连通且其底端与第二旋风分离器（4）的顶端连通，第一旋风分离器（3）的顶端通过排风管道与除尘器（9）连通且其底端与第二旋风分离器（4）的进风口连通，第二旋风分离器（4）的底端与焙烧炉（6）连通，焙烧炉（6）的上部与第三旋风分离器（5）的进风口连通，所述焙烧炉（6）内部安装有与燃气供应源（11）连通的第一燃烧器，第三旋风分离器（5）的上端与第二旋风分离器（4）的进风口连通且其下端连通回转窑（7）的窑尾，所述回转窑（7）两端分别设有窑尾烟室（14）和窑头罩（15），物料落入回转窑（7）经过煅烧烧成后从窑头罩（15）落出，窑头罩（15）内安装有与燃气供应源（11）连通的第二燃烧器，回转窑（7）的窑尾烟室（14）与余热锅炉（8）的进风口连通，换热后的烟气从余热锅炉（8）下侧通过排风管道与除尘器（9）连通，余热锅炉（8）的上端安装有蒸汽管道连通用热装置，余热锅炉（8）底部安装有供软水泵（17）且其下端出口还安装有高碱粉收集装置（18），所述除尘器（9）与引风机（10）相连接，所述除尘器（9）为袋式除尘器或电除尘器。

2.根据权利要求1所述的低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，其特征在于：所述回转窑（7）的窑尾烟室（14）与余热回收装置连通。

3.根据权利要求1或2所述的低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，其特征在于：所述回转窑（7）的窑头罩（15）通过落料管道（19）与冷却机（12）的入料端连通，冷却机（12）的出风口通过热风回收管（20）向焙烧炉（6）和回转窑（7）内供应热风。

4.根据权利要求1或2所述的低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，其特征在于：所述的供料仓（1）底部出口与文丘里干燥器（2）底部通过供料螺旋（13）连接，所述的除尘器（9）底端安装有收尘螺旋（21），所述高碱粉收集装置（18）也是螺旋式收集装置。

5.根据权利要求1或2所述的低钠α-氧化铝煅烧工艺设备，其特征在于：所述文丘里干燥器（2）、旋风分离器、焙烧炉（6）和回转窑（7）之间的所有连通管道均为保温通道。