CN207797726U - 一种脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，包含炉体和设置于炉体内的停留平台，炉体包含由上至下依次连通的预热室、燃烧室和熟料室，其中，预热室靠近顶部处的侧壁上设置有入料口，并且预热室通过第一烟道与外界环境连通；燃烧室呈圆槽状，并且燃烧室侧壁上设置有燃烧器，燃烧器沿水平方向喷射火焰；熟料室下端的出料口与冷却机连接；停留平台设置于燃烧器前端以及粉煤灰原料下落点的下方，围绕停留平台的四周留有第一物料下落通道。该脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉不仅实现了低能耗，还进一步提高了生产率。

Description

一种脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉

技术领域

本实用新型涉及火法冶金设备技术领域，尤其涉及一种脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉。

背景技术

目前粉煤灰提取氧化铝的方法主要有粉煤灰预脱硅-碱石灰烧结法、酸浸出法、硫酸铵焙烧法、碱石灰烧结法这几种方法。其中，粉煤灰预脱硅-碱石灰烧结法主要通过将粉煤灰和浓NaOH溶液混合进行高温脱硅，随后将脱硅后的粉煤灰和石灰石、碳酸钠混合制成的生料浆送入回转窑进行高温烧结生成含有铝酸钠和硅酸二钙的熟料，再经母液浸出获得铝酸钠溶液。然而，由于传统烧结工序采用的回转窑耗能高且产量低，在一定程度上限制了粉煤灰预脱硅-碱石灰烧结法的发展。

因此，如何提高降低能耗、提高生产率成为烧结工序亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于脱硅粉煤灰的半悬浮炉。

依据本实用新型的一种脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，包含炉体和设置于炉体内的停留平台，炉体包含由上至下依次连通的预热室、燃烧室和熟料室，其中，

预热室靠近顶部处的侧壁上设置有入料口，并且预热室通过第一烟道与外界环境连通；

燃烧室呈圆槽状，并且燃烧室侧壁上设置有燃烧器，燃烧器沿水平方向喷射火焰；

熟料室下端的出料口与冷却机连接；

停留平台设置于燃烧器前端以及粉煤灰原料下落点的下方，围绕停留平台的四周留有第一物料下落通道。

进一步地，燃烧器包含彼此相对设置的第一燃烧器和第二燃烧器，停留平台包含临近第一燃烧器设置的第一停留平台和临近第二燃烧器设置的第二停留平台，第一停留平台和第二停留平台之间留有第二物料下落通道。

进一步地，燃烧室的侧壁上设置有轨道，第一燃烧器和第二燃烧器可独立地沿轨道在垂直方向和水平方向上移动。

进一步地，第一燃烧器与第二燃烧器平行放置，第一燃烧器和第二燃烧器与炉体切线方向的夹角α均为30°-90°。

进一步地，入料口包含彼此相对设置的第一入料口和第二入料口。

进一步地，第一烟道设置成低于入料口。

进一步地，熟料室通过第二烟道与外界环境连通。

进一步地，第一烟道和第二烟道设置有用于调节烟气流量的蝶阀。

进一步地，燃烧器为煤粉燃烧器，通过调节煤粉流量调节火焰的长度。

一种使用上述半悬浮炉进行脱硅粉煤灰烧结的方法，包含以下步骤：

步骤一：将粉煤灰原料由入料口送入半悬浮炉内，粉煤灰原料在下落过程中于预热室内均匀预热；

步骤二：粉煤灰原料下落至停留平台上，由燃烧器加热至1200℃-1400℃进行高温烧结反应，其中，通过调整燃烧器的位置控制烧结区域，通过调节火焰长度控制烧结温度；

步骤三：烧结反应产物因粉煤灰原料的不断堆积下落至熟料室；以及

步骤四，烧结反应产物由熟料室进入冷却机中冷却至150℃以下。

由于采用于上技术方案，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)依据本实用新型的半悬浮炉采取双燃烧器配置，可以保证有一个较大的温场；

(2)在半悬浮炉的燃烧器前端、粉煤灰原料下料点下方，安装一个物料停留平台，粉煤灰原料落在平台上可停留一段时间再下落进冷却机，降低出现生烧、过烧熟料的比率；

(3)半悬浮炉属于静态炉，比目前通用的回转窑维护方便，投资建设成本低。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得显而易见和容易理解，其中：

图1是依据本实用新型的示例性脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉的示意图；

图2是图1所示脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉的截面图；

图3是依据本实用新型的示例性脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉的使用流程图。

附图标记说明：

1预热室，11第一入料口，12第二入料口，2燃烧室，21第一燃烧器，22第二燃烧器，3熟料室，31出料口，41第一停留平台，42第二停留平台，51第一物料下落通道，52第二物料下落通道，6第一烟道，7第二烟道，8冷却机。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，依据本实用新型的示例性脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉包含炉体和设置于炉体内的停留平台。具体地，炉体由上至下依次设置有预热室1、燃烧室2和熟料室3。粉煤灰原料从预热室1开始由上至下做自由落体运动，经过燃烧室2时在停留平台上做短暂停留，待烧结反应充分完成后落入熟料室3内。优选地，可以通过在停留平台下部安装液压装置等方式实现该停留平台在一定高度范围内的升降，以方便选择性地确定烧结区域。

预热室1靠近顶部处的侧壁上对称设置有第一入料口11和第二入料口12，两个入料口各自与例如螺旋输送机这样的输送装置连接，并由输送装置分别通过第一入料口11和第二入料口12将待烧结的粉煤灰原料送入半悬浮炉中。预热室1的侧壁上还设置有连通预热室1与外部环境的第一烟道6。该第一烟道6优选为下沉式烟道，操作者可以通过控制第一烟道6端部的蝶阀控制该烟道的烟气流量，从而控制粉煤灰原料的余热速度。优选地，该第一烟道6与预热室1的连接处设置成低于入料口11。该第一烟道6的高度低于入料口11，一方面可以防止烟气从入料口逸出，另一方面也可防止烟气损坏入料传送装置。在本实用新型的实施例中，预热室1可以设置成直径3m-4m、高度20m以上的圆柱体，本领域技术人员也可依据实际生产规模设计预热室1的直径及高度。

位于预热室1下方的燃烧室2总体呈圆槽状，即燃烧室2的直径大于预热室1和熟料室3的直径，燃烧室2包含直径逐渐增大的预热室-燃烧室过渡区、直径恒定的稳定区以及直径逐渐减小的燃烧室-熟料室过渡区。燃烧室2稳定部分的侧壁上彼此相对地设置有第一燃烧器21和第二燃烧器22，二者各自沿水平方向朝向燃烧室2的中心区域喷射火焰，以使炉膛内部具有高温火焰旋流，确保燃烧室2内有1200℃-1400℃的高温区。优选地，可以在燃烧室2的侧壁上设置导轨，以使第一燃烧器21和第二燃烧器22能够独立地沿着轨道在垂直方向上和水平方向上移动。

在本实用新型的实施例中，第一燃烧器21和第二燃烧器22可分别沿轨道水平移动至与炉体切线所呈夹角α为30°-90°的位置，以利于炉膛内部高温火焰旋流的生成。当第一燃烧器21和第二燃烧器22前端停留平台上的物料堆积过多时，可以降低第一燃烧器21和第二燃烧器22的高度，使停留平台上的物料落至熟料室3。优选地，第一燃烧器21和第二燃烧器22可以是煤粉燃烧器，操作者可以通过调节煤粉的流量控制火焰的长度，从而调节燃烧室2内的温度。燃烧室2稳定区的直径可以设置成20m，其最大高度处的高度可以设置成6m，本领域技术人员也可依据实际生产规模设计燃烧室2的直径及高度。

熟料室3的下端的出料口31与冷却机8连接，落入熟料室3的熟料由出料口31进入冷却机8中，经冷却机的旋转冷却降温至150℃以下。另外，熟料区3还可以设置与外界环境连通的第二烟道7，该第二烟道7优选为水平式烟道，操作者可以通过控制第二烟道7端部的蝶阀控制该烟道的烟气流量，从而控制熟料的下落速度。在本实用新型的实施例中，熟料室3可以设置成直径5m、高度5m的圆柱体，本领域技术人员也可依据实际生产规模设计熟料室3的直径及高度。

停留平台由彼此相互分离的第一停留平台41和第二停留平台42构成。其中，第一停留平台41位于第一燃烧器前端21与由第一入料口11进入的粉煤灰原料下落点的下方；同样地，第二停留平台42位于第二燃烧器42与由第二入料口12进入的粉煤灰原料下落点的下方。如图2所示，围绕第一停留平台41和第二停留平台42的四周留有环形的第一物料下落通道51，第一停留平台41和第二停留平台42之间留有直线型的第二物料下落通道52。当预热后的粉煤灰原料掉落至第一停留平台41和第二停留平台42上后会在燃烧室3的高温区做短暂停留，以使烧结反应充分进行，待物料堆积至一定高度后便会自动经第一物料下落通道51或第二物料下落通道52掉落至熟料室3。

依据本实用新型的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉的示例性使用方法如图3所示，主要包括以下步骤：

步骤一：将1t粉煤灰配1.68t石灰石，配碳酸钠463kg作为粉煤灰原料由入料口11送入半悬浮炉内，粉煤灰原料在下落过程中于预热室1内均匀预热。

步骤二：粉煤灰原料下落至停留平台上，由燃烧器加热至1200℃-1400℃进行高温烧结反应，其中，通过调整燃烧器的位置控制烧结区域，通过调节火焰长度控制烧结温度。在该步骤中，粉煤灰落入高温区域后，粒子当中的Al₂O₃与Na₂O、CaO与SiO₂高温反应成铝酸钠和硅酸二钙。

步骤三：烧结反应产物因粉煤灰原料的不断堆积下落至熟料室3。

步骤四，烧结反应产物由熟料室进入冷却机中冷却至150℃以下。

上述粉煤灰原料采用的高铝粉煤灰和石灰石成分如表1和表2所示：

表1高铝粉煤灰成分组成(wt％)

表2石灰石成分组成(wt％)

依据本实用新型的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉采用双燃烧器配制，可以保证炉内有一个较大的高温区，而双烟道配置则可以控制高温烟气的上升及下降流量，其不仅实现了低能耗，还进一步提高了生产率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，包含炉体和设置于所述炉体内的停留平台，所述炉体包含由上至下依次连通的预热室、燃烧室和熟料室，其中，

所述预热室靠近顶部处的侧壁上设置有入料口，并且所述预热室通过第一烟道与外界环境连通；

所述燃烧室呈圆槽状，并且所述燃烧室侧壁上设置有燃烧器，所述燃烧器沿水平方向喷射火焰；

所述熟料室下端的出料口与冷却机连接；

所述停留平台设置于所述燃烧器前端以及粉煤灰原料下落点的下方，围绕所述停留平台的四周留有第一物料下落通道。

2.根据权利要求1所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述燃烧器包含彼此相对设置的第一燃烧器和第二燃烧器，所述停留平台包含临近所述第一燃烧器设置的第一停留平台和临近所述第二燃烧器设置的第二停留平台，所述第一停留平台和所述第二停留平台之间留有第二物料下落通道。

3.根据权利要求2所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述燃烧室的侧壁上设置有轨道，所述第一燃烧器和所述第二燃烧器可独立地沿所述轨道在垂直方向和水平方向上移动。

4.根据权利要求3所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述第一燃烧器与所述第二燃烧器平行放置，所述第一燃烧器和所述第二燃烧器与炉体切线方向的夹角α均为30°-90°。

5.根据权利要求1所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述入料口包含彼此相对设置的第一入料口和第二入料口。

6.根据权利要求1所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述第一烟道设置成低于所述入料口。

7.根据权利要求1所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述熟料室通过第二烟道与外界环境连通。

8.根据权利要求7所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述第一烟道和所述第二烟道设置有用于调节烟气流量的蝶阀。

9.根据权利要求1所述的脱硅粉煤灰烧结用半悬浮炉，其特征在于，所述燃烧器为煤粉燃烧器，通过调节煤粉流量调节火焰的长度。