CN208700591U - 一种氧化铝联合焙烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于氧化铝生产技术领域，具体公开了一种氧化铝联合焙烧系统。该氧化铝联合焙烧系统包括γ‐氧化铝焙烧装置和α‐氧化铝焙烧装置，α‐氧化铝焙烧装置包括窑尾一级旋风分离器，窑尾一级旋风分离器通过供料管路与第一预热旋风筒供料连接，窑尾一级旋风分离器底部出料口连通至回转煅烧窑窑尾的物料进口，回转煅烧窑窑头的物料出口与窑头一级旋风分离器的进风口连通，窑头一级旋风分离器、窑头二级旋风分离器的底部出料口连通至单筒冷却机。本实用新型采用回转窑与氢氧化铝悬浮焙烧炉结合方式进行煅烧，可同时得到γ‐氧化铝和α‐氧化铝产品，氧化铝生产企业投资少；γ‐氧化铝和α‐氧化铝生产中的热量得到综合合理利用，节能降耗。

Description

一种氧化铝联合焙烧系统

技术领域

本实用新型涉及氧化铝生产技术领域，特别是涉及一种氧化铝联合焙烧系统。

背景技术

生产氧化铝的最后一道工序是焙烧除去氢氧化铝附水和结晶水。经分解而得的氢氧化铝料浆经过过滤即得到含水率为10％左右的氢氧化铝滤饼，通过焙烧以后得到合格的氧化铝产品，焙烧过程主要发生的变化有如下四个过程：

1、氢氧化铝被加热至100℃完成附水的去除；

2、温度升高至500℃时，氢氧化铝失去两个结晶水分子变成一水软铝石；

3、温度升高至600℃后一水软铝石将再失去剩余的结晶水而变成γ‐Al₂O₃，脱水结束；

4、温度升高至900℃以上时，开始发生晶型改变，即γ‐Al₂O₃变成α‐Al₂O₃。

α‐Al₂O₃属于六方晶系，其原子排列紧密，原子间距小，密度大，稳定性好，不吸水，流动性能好。

现有的氧化铝生产企业，生产γ‐氧化铝和α‐氧化铝是采用两套设备分别生产。目前常见的γ‐氧化铝焙烧工艺是流态化焙烧工艺，采用的气体悬浮焙烧炉的系统及设备主要包括：氢氧化铝喂料系统、文丘里干燥器、气态悬浮焙烧炉、多级旋风筒冷却器、第二级流态化冷却器、除尘及粉尘循环系统、输送系统、燃烧系统等。结合图1，现有的γ‐氧化铝焙烧工艺基本流程是：含水分10％左右的氢氧化铝通过螺旋输送机进入文丘里干燥器A02，在干燥器内干燥了的氢氧化铝由烟气及水蒸汽的气流带入上部第一预热旋风筒P01，在P01中干氢氧化铝和废气进行分离，废气经过电收尘之后排空，干氢氧化铝卸入第二热旋风筒P02的上升管，在此与副焙烧炉P03来的1000‐1200℃的热气体汇合，完成预焙烧过程后进入第二热旋风筒P02旋风分离，废气用于处理下一批氢氧化铝，分离出来的氧化铝以310‐350℃的温度进入主焙烧炉P04，在P04中氧化铝呈悬浮状态进行焙烧，之后和热气一起进入副焙烧炉P03进行旋风分离，分离下来的氧化铝则依次经过一级旋风冷却器C01、二级旋风冷却器C02、三级旋风冷却器C03、四级旋风冷却器C04进行冷却，之后进入流化床用循环冷却水进行冷却，最后冷却至80℃以下进入氧化铝大仓，制备得到γ‐Al₂O₃产品。生产α‐Al₂O₃时，需要另外一套独立的装置，例如公开号为CN 105036169A的专利文献中公开了一种低钠α‐氧化铝煅烧工艺设备，通过焙烧炉提供热量，经过三级旋风分离器预热，脱除氢氧化铝原料中的结晶水得到γ‐Al₂O₃，之后再送入回转窑焙烧得到α‐氧化铝。

现有的氧化铝生产企业，由于生产γ‐氧化铝和α‐氧化铝需要投资两套设备，投资成本高；且生产γ‐氧化铝和α‐氧化铝过程中的热量没有综合合理利用，造成了生产成本高。众所周知，氧化铝的焙烧过程需要消耗大量的热能，一般使用的热能物质有重油、煤气、天然气等。然而近年由于能源物质的价格不断上升，给氧化铝的焙烧技术，特别是节能技术提出了非常紧迫的经济诉求。因此对现有的氧化铝焙烧技术进行探讨改进有着非常重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种氧化铝联合焙烧系统，可以同时生产γ‐氧化铝和α‐氧化铝两种产品，以降低氧化铝生产企业投资成本，并将生产γ‐氧化铝和α‐氧化铝过程中的热量综合合理利用，以节能降耗，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种氧化铝联合焙烧系统，包括γ‐氧化铝焙烧装置，所述γ‐氧化铝焙烧装置包括文丘里干燥器、第一预热旋风筒、第二热旋风筒、副焙烧炉、主焙烧炉、一级旋风冷却器、二级旋风冷却器、三级旋风冷却器、四级旋风冷却器，所述氧化铝联合焙烧系统还包括α‐氧化铝焙烧装置，所述α‐氧化铝焙烧装置包括窑尾一级旋风分离器，所述窑尾一级旋风分离器通过供料管路与所述第一预热旋风筒供料连接，所述窑尾一级旋风分离器的出风口与窑尾二级旋风分离器的进风口连通，所述窑尾二级旋风分离器的出风口连通至窑尾三级旋风分离器的进风口，所述窑尾一级旋风分离器、窑尾二级旋风分离器、窑尾三级旋风分离器的底部出料口均连通至回转煅烧窑窑尾的物料进口，所述回转煅烧窑窑头的物料出口与窑头一级旋风分离器的进风口连通，所述窑头一级旋风分离器的出风口与窑头二级旋风分离器的进风口连通，所述窑头一级旋风分离器、窑头二级旋风分离器的底部出料口均连通至单筒冷却机，单筒冷却机的卸料端口设置有风机；

窑头二级旋风分离器的出风口与所述一级旋风冷却器的出风口均连通至所述主焙烧炉的燃烧器的助燃风进口；

单筒冷却机的进料端热风出口连通至所述回转煅烧窑的燃烧器助燃风进口；

所述回转煅烧窑窑尾的烟气出口连通至所述窑尾一级旋风分离器的进风口，所述窑尾三级旋风分离器的出风口与所述第二热旋风筒的出风口均连通至所述文丘里干燥器的烘干热源进口。

作为一种优选的实施方式，所述窑尾一级旋风分离器的进风口与所述第一预热旋风筒出料口之间的供料管路上依次串设有星型给料机、窑尾给料缓冲仓、双杆螺旋秤，所述星型给料机靠近所述第一预热旋风筒设置。

作为一种优选的实施方式，所述窑尾一级旋风分离器、窑尾二级旋风分离器、窑尾三级旋风分离器的底部出料口通过混合器连通至回转煅烧窑窑尾的物料进口。

本实用新型提供的氧化铝联合焙烧系统，包括γ‐氧化铝焙烧装置和α‐氧化铝焙烧装置，α‐氧化铝焙烧装置从γ‐氧化铝焙烧装置的第一预热旋风筒取料，第一预热旋风筒下降管中约180℃的氢氧化铝进入α‐氧化铝焙烧装置中的窑尾一级旋风分离器，作为α‐氧化铝焙烧原料，本实用新型的氧化铝联合焙烧系统相比现有的独立α‐氧化铝焙烧装置，减少了原料氢氧化铝的加热程序，节约了大量的热能；回转煅烧窑窑尾的烟气经所述窑尾一级旋风分离器、窑尾二级旋风分离器、窑尾三级旋风分离器分离后的出风与所述第二热旋风筒的出风混合用于文丘里干燥器的烘干热源，通过合理利用这部分热量，可保证第一预热旋风筒的烘干能力，降低主焙烧炉温度；回转煅烧窑窑头出料α-氧化铝的热量通过所述窑头一级旋风分离器、窑头二级旋风分离器回收，与γ‐氧化铝的一级旋风冷却器的出风混合用作主焙烧炉的燃烧器的助燃风，解决了系统能量平衡的问题，降低了主焙烧炉的燃料消耗；回转煅烧窑出料的α-氧化铝的冷却采用热旋风和单筒冷却机串联冷却，经窑头一级旋风分离器、窑头二级旋风分离器旋风冷却后的α-Al₂O₃温度在进入单筒冷却机前已经大幅度降低，有利于减少冷却机的热负荷，可以降低设备规格，减少能量损失；单筒冷却机的进料端热风送至回转煅烧窑，用作回转煅烧窑的燃烧器助燃风，进一步合理利用热量，减少能源消耗。

本实用新型提供的氧化铝联合焙烧系统，采用回转窑与氢氧化铝悬浮焙烧炉结合方式进行煅烧，可以同时生产γ‐氧化铝和α‐氧化铝两种产品，对于氧化铝生产企业来说，不需要投资两套设备，投资少；且生产γ‐氧化铝和α‐氧化铝过程中的热量得到了综合合理利用，节能降耗，生产成本降低。

附图说明

图1是现有的一种γ‐氧化铝焙烧装置示意图；

图2是本实用新型提供的一种氧化铝联合焙烧系统示意图；

图中：A02‐文丘里干燥器；P01‐第一预热旋风筒；P02‐第二热旋风筒；P03‐副焙烧炉；P04‐主焙烧炉；C01‐一级旋风冷却器；C02‐二级旋风冷却器；C03‐三级旋风冷却器；C04‐四级旋风冷却器；P05‐窑尾一级旋风分离器；P06‐窑尾二级旋风分离器；P07‐窑尾三级旋风分离器；NC01‐窑头二级旋风分离器；NC02‐窑头一级旋风分离器；101‐回转煅烧窑；1011‐回转煅烧窑窑头；1012‐回转煅烧窑窑尾；102‐单筒冷却机；103‐风机；104‐混合器；105‐星型给料机；106‐窑尾给料缓冲仓；107‐双杆螺旋秤；108‐新鲜风进口。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

参考图2所示，为本实用新型提供的一种氧化铝联合焙烧系统的连接关系示意图，本实用新型提供的氧化铝联合焙烧系统包括γ‐氧化铝焙烧装置，γ‐氧化铝焙烧装置包括文丘里干燥器A02、第一预热旋风筒P01、第二热旋风筒P02、副焙烧炉P03、主焙烧炉P04、一级旋风冷却器C01、二级旋风冷却器C02、三级旋风冷却器C03、四级旋风冷却器C04，本氧化铝联合焙烧系统还包括α‐氧化铝焙烧装置，α‐氧化铝焙烧装置包括窑尾一级旋风分离器P05，窑尾一级旋风分离器P05通过供料管路与第一预热旋风筒P01供料连接，窑尾一级旋风分离器P05的进风口与第一预热旋风筒P01出料口之间的供料管路上依次串设有星型给料机105、窑尾给料缓冲仓106、双杆螺旋秤107，星型给料机105靠近第一预热旋风筒P01设置，窑尾一级旋风分离器P05的出风口与窑尾二级旋风分离器P06的进风口连通，窑尾二级旋风分离器P06的出风口连通至窑尾三级旋风分离器P07的进风口，窑尾一级旋风分离器P05、窑尾二级旋风分离器P06、窑尾三级旋风分离器P07的底部出料口均通过混合器104连通至回转煅烧窑101的回转煅烧窑窑尾1012，回转煅烧窑窑头1011的物料出口与窑头一级旋风分离器NC02的进风口连通，窑头一级旋风分离器NC02的出风口与窑头二级旋风分离器NC01的进风口连通，窑头一级旋风分离器NC02、窑头二级旋风分离器NC01的底部出料口均连通至单筒冷却机102，单筒冷却机102的卸料端口设置有风机103；

窑头二级旋风分离器NC01的出风口与一级旋风冷却器C01的出风口均连通至主焙烧炉P04的燃烧器的助燃风进口；

单筒冷却机102的进料端热风出口连通至回转煅烧窑101的燃烧器助燃风进口；

回转煅烧窑窑尾1012的烟气出口连通至窑尾一级旋风分离器P05的进风口，窑尾三级旋风分离器P07的出风口与第二热旋风筒P02的出风口均连通至文丘里干燥器A02的烘干热源进口。

本实用新型提供的氧化铝联合焙烧系统，工作过程为：

含水分10％左右的氢氧化铝通过螺旋输送机进入文丘里干燥器A02，在干燥器内干燥了的氢氧化铝由烟气及水蒸汽的气流带入上部第一预热旋风筒P01，在P01中干氢氧化铝和废气进行分离，废气经过电收尘之后排空，第一预热旋风筒P01底部出料干氢氧化铝温度约180℃左右，分成两部分，一部分卸入第二热旋风筒P02的上升管，另一部分经星型给料机105卸入窑尾给料缓冲仓106；

卸入第二热旋风筒P02的上升管中的干氢氧化铝，在第二热旋风筒P02的上升管中与副焙烧炉P03来的1000‐1200℃的热气体汇合，完成预焙烧过程后进入第二热旋风筒P02旋风分离，废气用于处理下一批氢氧化铝，分离出来的氧化铝以310‐350℃的温度进入主焙烧炉P04，在P04中氧化铝呈悬浮状态进行焙烧，之后和热气一起进入副焙烧炉P03进行旋风分离，分离下来的氧化铝则依次经过一级旋风冷却器C01、二级旋风冷却器C02、三级旋风冷却器C03、四级旋风冷却器C04进行冷却，之后进入流化床用循环冷却水进行冷却，最后冷却至80℃以下进入氧化铝大仓，制备得到γ‐Al₂O₃产品；

卸入窑尾给料缓冲仓106中的干氢氧化铝，通过双杆螺旋秤107喂料流入窑尾一级旋风分离器P05的进风口，之后与窑尾返灰以及计量后的矿化剂通过混合器104混合后一同进入回转煅烧窑101进行煅烧，窑内物料在1400℃条件下煅烧约1h后，出料至窑头一级旋风分离器NC02，窑头一级旋风分离器NC02的出风口出风经窑头二级旋风分离器NC01进一步冷却分离，窑头一级旋风分离器NC02和窑头二级旋风分离器NC01分离得到的底部出料再进入单筒冷却机102进行再次降温，单筒冷却机102排出的粉料α‐Al₂O₃产品(约100℃左右)通过气体输送装置送产品贮仓，得到α‐Al₂O₃产品。

单筒冷却机102的卸料端口设置有风机103，为单筒冷却机102提供冷风。

在窑头一级旋风分离器NC02的进风口设置有新鲜风进口108，为窑头一级旋风分离器NC02提供冷风。

在热量综合利用方面：

窑头二级旋风分离器NC01的出风与一级旋风冷却器C01的出风混合后用作主焙烧炉P04的燃烧器的助燃风；即进入窑头一级旋风分离器NC02的冷风在NCO2内与热物料换热后温度达到700℃以上，再经窑头二级旋风分离器NCO1分离出大部分固体粉料后与原CO1烟气混合后用作主焙烧炉P04的燃烧器的助燃风；

单筒冷却机102的进料端出来的热风用作回转煅烧窑101的燃烧器助燃风；即单筒冷却机102卸料端吸入的冷风在冷却机内与高温粉料充分换热后以二次风形式进入回转煅烧窑窑头做为燃烧器的二次助燃风；

回转煅烧窑窑尾1012的烟气经窑尾一级旋风分离器P05、窑尾二级旋风分离器P06和窑尾三级旋风分离器P07冷却分离，回收的热风与第二热旋风筒P02的出风混合用于文丘里干燥器A02的烘干热风。回转煅烧窑窑尾1012的烟气经窑尾一级旋风分离器P05、窑尾二级旋风分离器P06和窑尾三级旋风分离器P07分离出来的底部出料作为窑尾返灰，与喂入窑尾一级旋风分离器P05内的干氢氧化铝混合后一同进入回转煅烧窑101进行煅烧。同时，回转煅烧窑窑尾1012的烟气对喂入窑尾一级旋风分离器P05内的干氢氧化铝具有加热作用。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种氧化铝联合焙烧系统，包括γ‐氧化铝焙烧装置，所述γ‐氧化铝焙烧装置包括文丘里干燥器、第一预热旋风筒、第二热旋风筒、副焙烧炉、主焙烧炉、一级旋风冷却器、二级旋风冷却器、三级旋风冷却器、四级旋风冷却器，其特征在于，所述氧化铝联合焙烧系统还包括α‐氧化铝焙烧装置，所述α‐氧化铝焙烧装置包括窑尾一级旋风分离器，所述窑尾一级旋风分离器通过供料管路与所述第一预热旋风筒供料连接，所述窑尾一级旋风分离器的出风口与窑尾二级旋风分离器的进风口连通，所述窑尾二级旋风分离器的出风口连通至窑尾三级旋风分离器的进风口，所述窑尾一级旋风分离器、窑尾二级旋风分离器、窑尾三级旋风分离器的底部出料口均连通至回转煅烧窑窑尾的物料进口，所述回转煅烧窑窑头的物料出口与窑头一级旋风分离器的进风口连通，所述窑头一级旋风分离器的出风口与窑头二级旋风分离器的进风口连通，所述窑头一级旋风分离器、窑头二级旋风分离器的底部出料口均连通至单筒冷却机，单筒冷却机的卸料端口设置有风机；

窑头二级旋风分离器的出风口与所述一级旋风冷却器的出风口均连通至所述主焙烧炉的燃烧器的助燃风进口；

单筒冷却机的进料端热风出口连通至所述回转煅烧窑的燃烧器助燃风进口；

所述回转煅烧窑窑尾的烟气出口连通至所述窑尾一级旋风分离器的进风口，所述窑尾三级旋风分离器的出风口与所述第二热旋风筒的出风口均连通至所述文丘里干燥器的烘干热源进口。

2.根据权利要求1所述的氧化铝联合焙烧系统，其特征在于，所述窑尾一级旋风分离器的进风口与所述第一预热旋风筒出料口之间的供料管路上依次串设有星型给料机、窑尾给料缓冲仓、双杆螺旋秤，所述星型给料机靠近所述第一预热旋风筒设置。

3.根据权利要求2所述的氧化铝联合焙烧系统，其特征在于，所述窑尾一级旋风分离器、窑尾二级旋风分离器、窑尾三级旋风分离器的底部出料口通过混合器连通至回转煅烧窑窑尾的物料进口。