CN109970370A - 一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置以及生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置以及生产工艺，它包括U型干燥器、C1悬浮预热器、C2悬浮预热器、C3悬浮预热器、C4悬浮预热器、回转窑、单筒冷却机、窑头燃烧器、增湿塔、窑尾高温风机、窑尾收尘器、窑尾风机、窑尾烟囱、喂料口；本发明充分利用了窑尾烟气热能，将窑内产生的热烟气引入预热系统进行原料预热和预分解，使窑尾烟气排出温度由原来的600~700℃降低至200℃，且原料采用易取得的工业氢氧化铝代替工业氧化铝，活性石灰代替石灰石，大大减少了CO2排放。本发明从原料选取到预热烧结系统的开发都比现有纯铝酸钙水泥生产技术先进，具有经济、节能、降耗、减排的优势。
Description
技术领域
本发明涉及烧结法生产纯铝酸盐的技术领域，尤其是一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置以及生产工艺。
背景技术
纯铝酸钙水泥具有快凝、早强、耐高温、隔热等性能，并具有较高的耐磨性和耐剥落性，纯铝酸钙水泥弥补了一般高铝水泥在800℃温度下强度下降的缺陷，可与高耐火度的骨料组合在1700℃下使用。纯铝酸钙水泥做结合剂浇注的不定型耐火材料是高温窑炉炉衬的理想材料，广泛应用于建材、化工、石油、电力、航天等工程抢修作业中。
纯铝酸钙水泥的生产方法有电熔法、自蔓延合成法、烧结法。电熔法存在能耗高、生产能力小等缺点；自蔓延合成法存在成本高、台时产量低、合成过程难以控制等缺点，暂时无法应用于大规模生产；传统烧结法生产纯铝酸钙水泥采用中空窑，原料经球磨、配料后直接喂入窑内烧结，窑炉要完成原料预热、烧结两个功能，故长径比大，设备占地面积大、投资高，且中空窑窑尾烟气温度高达600~700℃，热损失较大。
目前纯铝酸钙水泥生产原料为工业氧化铝、重质碳酸钙或者优质石灰石。
工业氧化铝中α-Al2O3含量在30%~70%之间，α-Al2O3为所有晶型中最稳定的晶型，活性较差，造成铝酸钙水泥生成温度高。重质碳酸钙或者石灰石在加热过程中分解产生大量CO2，易造成CO2排放超标。
本发明所述预热器窑技术为回转窑和窑尾预热系统生产纯铝酸钙水泥的新方法，该方法将窑内产生的热烟气引入预热系统进行原料预热和预分解，窑尾烟气排出温度降低至200℃，充分利用了窑尾烟气热能，达到了节能降耗的目的。
本发明原料采用易取得的工业氢氧化铝代替工业氧化铝，活性石灰代替石灰石。国内工业氢氧化铝产能严重过剩，产能是需求量的2.3倍，目前氢氧化铝市场售价在1200～1600元/吨，原料供应有保证。工业氢氧化铝在300℃左右脱水分解为γ- Al2O3，新生成的γ- Al2O3晶体表面缺陷较多，活性大，易于和活性石灰反应生成铝酸钙，降低了铝酸钙的生成温度，节约了能耗；原料采用活性石灰代替重质碳酸钙或者优质石灰石，大大减少了CO2排放。本发明从原料选取到预热烧结系统的开发都比现有纯铝酸钙水泥生产技术先进，具有经济、节能、降耗、减排的优势。
发明内容
本发明是为了实现纯铝酸钙水泥制备节能、降耗、减排的目的，采用如下技术方案：所述的制备纯铝酸钙水泥的装置，是由U型干燥器、C1悬浮预热器、C2悬浮预热器、C3悬浮预热器、C4悬浮预热器、回转窑、单筒冷却机、窑头燃烧器、增湿塔、窑尾高温风机、窑尾收尘器、窑尾风机、窑尾烟囱、喂料口等构成；所述的回转窑窑头一侧设置单筒冷却机，所述的单筒冷却机下部一侧设置熟料输出管道，熟料输出管道另一端设置熟料库；所述的回转窑窑头设置窑头燃烧器，为铝酸钙合成提供热源；所述的回转窑的窑尾上方设置C4悬浮预热器，回转窑的窑尾端与C4悬浮预热器下口之间设置下料管道，窑尾上口与C4悬浮预热器一侧之间设置上升混合热气流管道。
所述的C4悬浮预热器上口与C3悬浮预热器上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的C4悬浮预热器上方设置C2悬浮预热器，所述的C2悬浮预热器上部一侧与C3悬浮预热器上口之间设置上升混合热气流管道。
所述的C3悬浮预热器下口与C4悬浮预热器一侧的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C3悬浮预热器上口与C2悬浮预热器一侧之间设置上升混合热气流管道，所述的C2悬浮预热器下口与C4悬浮预热器上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道；所述的C3悬浮预热器上方设置C1悬浮预热器，所述的C1悬浮预热器下口与C3悬浮预热器上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C1悬浮预热器上口与增湿塔上口之间设置废气输出管道。
所述的C1悬浮预热器一侧设置U型干燥器，所述的U型干燥器一侧与C1悬浮预热器上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的U型干燥器上部另一侧与C2悬浮预热器上方设置热气流进入管道；所述的U型干燥器设置上升混合热气流管道一侧下部设置原料喂料口。
所述的增湿塔一侧设置窑尾烟囱，所述的增湿塔与窑尾烟囱之间依次设置窑尾高温风机与窑尾收尘器和窑尾风机，所述的增湿塔下部与窑尾高温风机与窑尾收尘器和窑尾风机与窑尾烟囱之间设置串联管道；所述的窑尾收尘器下口设置窑灰输送管道，窑灰输送管道另一端设置窑灰库。
一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的生产工艺，A：将混合均匀的工业氢氧化铝、活性石灰经喂料口喂入U型干燥器，经干燥后，混合后的物料随热气流依次进入C1悬浮预热器、C2悬浮预热器、C3悬浮预热器、C4悬浮预热器，完成工业氢氧化铝的分解，相变，并与活性石灰充分结合成铝酸钙前驱体；B：将铝酸钙前驱体由C4悬浮预热器卸出至回转窑煅烧，生成纯铝酸钙水泥熟料，纯铝酸钙水泥熟料由回转窑卸入单筒冷却机，水泥熟料经冷却后送至熟料库储存；生产A和B时，启动窑尾高温风机通过管道抽排产生运行气流，冷却空气由单筒冷却机进入，与熟料换热后，热烟气做助燃空气，在窑头燃烧器燃烧后，热烟气由回转窑窑头至窑尾依次进入C4悬浮预热器、C3悬浮预热器、C2悬浮预热器，做为预热烟气用于工业氢氧化铝的分解，热烟气由C2悬浮预热器上方经热气管道进入U型干燥器干燥工业氢氧化铝，物料随烟气出U型干燥器进C1悬浮预热器，烟气由C1悬浮预热器上方出，依次经过增湿塔、窑尾高温风机、窑尾收尘器、窑尾风机、窑尾烟囱，除尘后达标排放。
有益效果：本发明采用预热器窑制备纯铝酸钙水泥，利用窑尾高温烟气预热、分解工业氢氧化铝、活性石灰，使窑尾烟气温度降低至200℃左右，充分利用了烟气热能，节约了能耗；工业氢氧化铝在300℃左右脱水分解为γ- Al2O3，新生成的γ- Al2O3晶体表面缺陷较多，活性大，易于和活性石灰反应生成铝酸钙，降低了铝酸钙的生成温度，降低了能耗；原料采用活性石灰代替石灰石，大大减少了CO2排放，节能、减排。
附图说明
图1是一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置的结构示意图。
图示：1、U型干燥器，2、C1悬浮预热器，3、C2悬浮预热器，4、C3悬浮预热器，5、C4悬浮预热器，6、回转窑，7、单筒冷却机，8、窑头燃烧器，9、增湿塔，10、窑尾高温风机，11、窑尾收尘器，12、窑尾风机，13、窑尾烟囱，14、喂料口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置，是由U型干燥器1、C1悬浮预热器2、C2悬浮预热器3、C3悬浮预热器4、C4悬浮预热器5、回转窑6、单筒冷却机7、窑头燃烧器8、增湿塔9、窑尾高温风机10、窑尾收尘器11、窑尾风机12、窑尾烟囱13、喂料口14构成；所述的回转窑6窑头一侧设置单筒冷却机7，所述的单筒冷却机7下部一侧设置熟料输出管道、熟料输出管道另一端设置熟料库；所述的回转窑6窑头设置窑头燃烧器8，为铝酸钙合成提供热源；所述的回转窑6的窑尾上方设置C4悬浮预热器5，回转窑6的窑尾端与C4悬浮预热器5下口之间设置下料管道，回转窑6窑尾上口与C4悬浮预热器5一侧之间设置上升混合热气流管道。
所述的C4悬浮预热器5上口与C3悬浮预热器4上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的C4悬浮预热器5上方设置C2悬浮预热器3，所述的C2悬浮预热器3上部一侧与C3悬浮预热器4上口之间设置上升混合热气流管道。
所述的C3悬浮预热器4下口与C4悬浮预热器5一侧的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C3悬浮预热器4上口与C2悬浮预热器3一侧之间设置上升混合热气流管道，所述的C2悬浮预热器3下口与C4悬浮预热器4上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道；所述的C3悬浮预热器4上方设置C1悬浮预热器2，所述的C1悬浮预热器2下口与C3悬浮预热器4上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C1悬浮预热器2上口与增湿塔9上口之间设置废气输出管道。
所述的C1悬浮预热器2一侧设置U型干燥器1，所述的U型干燥器1一侧与C1悬浮预热器2上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的U型干燥器1上部另一侧与C2悬浮预热器3上方设置热气流进入管道；所述的U型干燥器1设置上升混合热气流管道一侧下部设置原料喂料口14。
所述的增湿塔9一侧设置窑尾烟囱13，所述的增湿塔9与窑尾烟囱13之间依次设置窑尾高温风机10与窑尾收尘器11和窑尾风机12，所述的增湿塔9下部与窑尾高温风机10与窑尾收尘器11和窑尾风机12与窑尾烟囱13之间设置串联管道；所述的窑尾收尘器11下口设置窑灰输送管道，窑灰输送管道另一端设置窑灰库。
实施例2
如图1所示，一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置，是由U型干燥器1、C1悬浮预热器2、C2悬浮预热器3、C3悬浮预热器4、C4悬浮预热器5、回转窑6、单筒冷却机7、窑头燃烧器8、增湿塔9、窑尾高温风机10、窑尾收尘器11、窑尾风机12、窑尾烟囱13、喂料口14构成；所述的回转窑6窑头一侧设置单筒冷却机7，所述的单筒冷却机7下部一侧设置水泥熟料输出管道，水泥熟料输出管道另一端设置熟料库；所述的回转窑6窑头设置窑头燃烧器8，为铝酸钙合成提供热源；所述的回转窑6的窑尾上方设置C4悬浮预热器5，回转窑6的窑尾端与C4悬浮预热器5下口之间设置下料管道，回转窑6窑尾上口与C4悬浮预热器5一侧之间设置上升混合热气流管道。
所述的C4悬浮预热器5上口与C3悬浮预热器4上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的C4悬浮预热器5上方设置C2悬浮预热器3，所述的C2悬浮预热器3上部一侧与C3悬浮预热器4上口之间设置上升混合热气流管道。
所述的C3悬浮预热器4下口与C4悬浮预热器5一侧的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C3悬浮预热器4上口与C2悬浮预热器3一侧之间设置上升混合热气流管道，所述的C2悬浮预热器3下口与C4悬浮预热器4上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道；所述的C3悬浮预热器4上方设置C1悬浮预热器2，所述的C1悬浮预热器2下口与C3悬浮预热器4上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C1悬浮预热器2上口与增湿塔9上口之间设置废气输出管道。
所述的C1悬浮预热器2一侧设置U型干燥器1，所述的U型干燥器1一侧与C1悬浮预热器2上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的U型干燥器1上部另一侧与C2悬浮预热器3上方设置热气流进入管道；所述的U型干燥器1上设置上升混合热气流管道，一侧下部设置原料喂料口14。
所述的增湿塔9一侧设置窑尾烟囱13，所述的增湿塔9与窑尾烟囱13之间依次设置窑尾高温风机10与窑尾收尘器11和窑尾风机12，所述的增湿塔9下部与窑尾高温风机10与窑尾收尘器11和窑尾风机12与窑尾烟囱13之间设置串联管道；所述的窑尾收尘器11下口设置窑灰输送管道，窑灰输送管道另一端设置窑灰库。
一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的生产工艺：首先将混合均匀的工业氢氧化铝、活性石灰经喂料口14喂入U型干燥器1，经干燥后，混合后的物料随热气流依次进入C1悬浮预热器2、C2悬浮预热器3、C3悬浮预热器4、C4悬浮预热器5，完成工业氢氧化铝的分解，相变，并与活性石灰充分结合成铝酸钙前驱体；再将结合后的铝酸钙前驱体由C4悬浮预热器5卸出至回转窑6煅烧，生成纯铝酸钙水泥熟料，纯铝酸钙水泥熟料由回转窑6卸入单筒冷却机7，水泥熟料经冷却后送至熟料库储存；生产水泥熟料同时，启动窑尾高温风机10通过管道抽排产生运行气流，冷却空气由单筒冷却机7进入，与水泥熟料换热后，热空气做助燃空气，在窑头烧器8燃烧后，热烟气由回转窑6窑头至窑尾依次进入C4悬浮预热器5、C3悬浮预热器4、C2悬浮预热器3，做为预热烟气用于工业氢氧化铝的分解，热烟气由C2悬浮预热器3上方经热气管道进入U型干燥器1干燥工业氢氧化铝，干燥后的物料随热烟气出U型干燥器1进C1悬浮预热器2，热烟气由C1悬浮预热器2上方出，依次经过增湿塔9、窑尾高温风机10、窑尾收尘器11、窑尾风机12、窑尾烟囱13，除尘后达标排放。
Claims (6)
1.一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置，其特征在于：所述的制备纯铝酸钙水泥的装置，是由：U型干燥器（1）、C1悬浮预热器（2）、C2悬浮预热器（3）、C3悬浮预热器（4）、C4悬浮预热器（5）、回转窑（6）、单筒冷却机（7）、窑头燃烧器（8）、增湿塔（9）、窑尾高温风机（10）、窑尾收尘器（11）、窑尾风机（12）、窑尾烟囱（13）、喂料口（14）构成；所述的回转窑（6）窑头一侧设置单筒冷却机（7），所述的单筒冷却机（7）下部一侧设置熟料输出管道、熟料输出管道另一端设置熟料库；所述的回转窑（6）窑头设置窑头燃烧器（8），为铝酸钙合成提供热源；所述的回转窑（6）的窑尾上方设置C4悬浮预热器（5），回转窑（6）的窑尾端与C4悬浮预热器（5）下口之间设置下料管道，回转窑（6）窑尾上口与C4悬浮预热器（5）一侧之间设置上升混合热气流管道。
2.根据权利要求1所述的一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置，其特征在于：所述的C4悬浮预热器（5）上口与C3悬浮预热器（4）上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的C4悬浮预热器（5）上方设置C2悬浮预热器（3），所述的C2悬浮预热器（3）上部一侧与C3悬浮预热器（4）上口之间设置上升混合热气流管道。
3.根据权利要求1所述的一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置，其特征在于：所述的C3悬浮预热器（4）下口与C4悬浮预热器（5）一侧的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C3悬浮预热器（4）上口与C2悬浮预热器（3）一侧之间设置上升混合热气流管道，所述的C2悬浮预热器（3）下口与C4悬浮预热器（4）上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道；所述的C3悬浮预热器（4）上方设置C1悬浮预热器（2），所述的C1悬浮预热器（2）下口与C3悬浮预热器（4）上端的上升混合热气流管道之间设置下料管道，所述的C1悬浮预热器（2）上口与增湿塔（9）上口之间设置废气输出管道。
4.根据权利要求1所述的一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置，其特征在于：所述的C1悬浮预热器（2）一侧设置U型干燥器（1），所述的U型干燥器（1）一侧与C1悬浮预热器（2）上部一侧之间设置上升混合热气流管道；所述的U型干燥器（1）上部另一侧与C2悬浮预热器（3）上方设置热气流进入管道；所述的U型干燥器（1）设置上升混合热气流管道一侧下部设置原料喂料口（14）。
5.根据权利要求1所述的一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的装置，其特征在于：所述的增湿塔（9）一侧设置窑尾烟囱（13），所述的增湿塔（9）与窑尾烟囱（13）之间依次设置窑尾高温风机（10）与窑尾收尘器（11）和窑尾风机（12），所述的增湿塔（9）下部与窑尾高温风机（10）与窑尾收尘器（11）和窑尾风机（12）与窑尾烟囱（13）之间设置串联管道；所述的窑尾收尘器（11）下口设置窑灰输送管道，窑灰输送管道另一端设置窑灰库。
6.一种预热器窑技术制备纯铝酸钙水泥的生产工艺，其特征在于：
将混合均匀的工业氢氧化铝、活性石灰经喂料口喂入U型干燥器（1），经干燥后，混合后的物料随热气流依次进入C1悬浮预热器（2）、C2悬浮预热器（3）、C3悬浮预热器（4）、C4悬浮预热器（5），完成工业氢氧化铝的分解，相变，并与活性石灰充分结合成铝酸钙前驱体；
再将结合后的铝酸钙前驱体由C4悬浮预热器（5）卸出至回转窑（6）煅烧，生成纯铝酸钙水泥熟料，纯铝酸钙水泥熟料由回转窑（6）卸入单筒冷却机（7），水泥熟料经冷却后送至熟料库储存；
生产水泥熟料同时，启动窑尾高温风机（10）通过管道抽排产生运行气流，冷却空气由单筒冷却机（7）进入，与水泥熟料换热后，热空气做助燃空气，在窑头烧器（8）燃烧后，热烟气由回转窑（6）窑头至窑尾依次进入C4悬浮预热器（5）、C3悬浮预热器（4）、C2悬浮预热器（3），做为预热烟气用于工业氢氧化铝的分解，热烟气由C2悬浮预热器（3）上方经热气管道进入U型干燥器（1）干燥工业氢氧化铝，干燥后的物料随热烟气出U型干燥器（1）进C1悬浮预热器（2），热烟气由C1悬浮预热器（2）上方出，依次经过增湿塔（9）、窑尾高温风机（10）、窑尾收尘器（11）、窑尾风机（12）、窑尾烟囱（13），除尘后达标排放。
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| CN110734233A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-01-31 | 中铝中州铝业有限公司 | 一种氢氧化铝焙烧电收尘粉制备纯铝酸钙水泥的方法 |
Citations (3)
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| CN1397511A (zh) * | 2002-08-28 | 2003-02-19 | 中国长城铝业公司水泥厂 | 一种铝酸盐水泥制备方法及其预热装置 |
| CN108101084A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-06-01 | 浙江海翔净水科技有限公司 | 一种利用回转窑制备高纯铝酸钙的方法 |
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