CN211012433U - 处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，包括炉体和风箱，在炉体上设有加料口和排烟口，风箱具有出风口，所述炉体包括隧道式前炉体和立式后炉体，加料口设在隧道式前炉体前端顶壁上，隧道式前炉体通过在其后壁上设置的溢流口与立式后炉体的内腔相连通,立式后炉体底部设有排料斗，排烟口设在立式后炉体上部，风箱安装在隧道式前炉体底部并通过出风口与隧道式前炉体内腔相连通，在隧道式前炉体内设有若干前后平行布置的辐射管加热装置。本实用新型燃料燃烧产生的烟尘不会污染电解质；炭渣在焙烧脱碳过程中传热传质更快；炭渣在前炉体内有序的运动及足够的停留时间，焙烧效率好。

Description

处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉

技术领域

本实用新型涉及铝电解炭渣处理技术领域，尤其涉及一种处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉。

背景技术

铝电解预焙阳极由骨料(石油焦)和粘接剂(沥青)制成，在电解铝生产过程中，碳素阳极被氧化，由于骨料和粘接剂的抗氧化能力不一致，导致部分石油焦颗粒从基体上脱落，进入熔盐电解质中形成炭渣。熔盐电解质中炭渣的存在会增加电解质的电阻率，在槽电压不变的情况下，必然会导致极距减少，加剧电解质与铝液界面上铝的二次溶解，最终导致电流效率降低、阳极钢爪浸泡在熔盐电解质中等问题。因此，熔盐电解质中的炭渣必须定期打捞，据统计，每生产1吨原铝，约产生炭渣10公斤，按我国原铝产量约1400万吨计算，国内铝行业每年产生约14万吨炭渣。

在炭渣打捞过程中，部分熔盐电解质因机械夹进入炭渣中，因此炭渣中含有大量氟化物，属于有毒固体废弃物。当前，国内铝行业产生的炭渣主要采取露天堆存的方式进行处理，其中的可溶氟随雨水渗入地下，会对土壤及地下水造成污染。随着环保问题日趋严峻，石油焦等可用碳素资源日渐紧张，政府及率生产商已就炭渣循环利用的紧迫性达成共识。

目前，国内处理铝电解炭渣主要采取浮选法和焙烧法。

浮选法是利用矿物表面物理化学性质的差异来选分矿石的一种方法，其缺点是回收的电解质含碳高(约为5％)，含有浮选剂等杂质，电解质回收率低，电解质颗粒很细不利于直接返回铝电解槽使用，需进行二次处理。

焙烧法是通过高温焙烧，使炭渣中的炭氧化，所得焙烧残渣即为电解质，其主要缺点为：一、由于焙烧工艺都是在回转窑中进行，为使炭渣中的炭充分氧化，且尽量减少其中电解质的分解及挥发，焙烧温度不能过高，也不能过低，炭渣中的炭为焦炭，着火点高(634℃)且燃烧慢；炭渣中的碳是被包裹在电解质中，回转窑焙烧是窑内填充物料表面与高温气体接触，气体中的氧只能与物料表面层的碳发生反应很难渗透到物料内部去烧掉被包裹在电解质中的碳，只能随着回转窑的转动使底下的物料被缓慢推到了表面后才能完成碳与氧的结合，致使焙烧时间长，生产效率低。二、回转窑加热为燃料燃烧热烟气直接加热，烟尘会一定程度影响电解质质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种焙烧时间短、生产效率高、电解质质量好的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉。

本实用新型提供的这种处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，包括炉体和风箱，在炉体上设有加料口和排烟口，风箱具有出风口，所述炉体包括隧道式前炉体和立式后炉体，加料口设在隧道式前炉体前端顶壁上，隧道式前炉体通过在其后壁上设置的溢流口与立式后炉体的内腔相连通,立式后炉体底部设有排料斗，排烟口设在立式后炉体上部，风箱安装在隧道式前炉体底部并通过出风口与隧道式前炉体内腔相连通，在隧道式前炉体内设有若干前后平行布置的辐射管加热装置。

所述辐射管加热装置为燃气辐射管加热装置。

所述辐射管加热装置包括分配管、集烟管和数根直管型的辐射管管体，各辐射管管体前后平行的布置在隧道式前炉体内，辐射管管体的气体入口穿过隧道式前炉体侧壁与分配管相连通，分配管上设有燃烧器，在燃烧器上设有燃气入口和助燃气入口，辐射管管体的烟气出口穿过隧道式前炉体侧壁与集烟管相连通，在集烟管上设有烟气出口。

所述辐射管加热装置为蓄热式W辐射管加热装置、套管型辐射管加热装置、U型辐射管加热装置、O型辐射管加热装置、P型辐射管加热装置和三叉型辐射管加热装置中的一种或多种。

所述辐射管加热装置为电辐射管加热装置。

所述隧道式前炉体的外壁由内外布置的耐火砖和钢结构壳体组成。

所述立式后炉体的外壁由内外布置的耐火砖和钢结构壳体组成。

所述溢流口距离隧道式前炉体底部800mm～1000mm。

所述隧道式前炉体内宽2.5m以下、内高3m以下。

所述风箱至少有三个，各风箱前后平行的等距安装在隧道式前炉体底部。

本实用新型通过将流态化焙烧炉设计成隧道式前炉体和立式后炉体两部分，利用辐射管加热装置隔焰加热隧道式前炉体内的炭渣，燃料燃烧产生的烟尘不会污染电解质；风箱自下而上向隧道式前炉体内的炭渣鼓风，使炭渣颗粒悬浮起来不断运动犹如流体，增加炭渣与气体的接触面积，使炭渣在焙烧脱碳过程中传热传质更快；前炉体采用隧道式结构，保证了炭渣在前炉体内有序的运动及足够的停留时间，焙烧效率好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A-A处局部剖视结构示意图。

图3为图1中B向局部剖视结构示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、炉体；11、隧道式前炉体；12、立式后炉体；13、加料口；14、溢流口；15、排料斗；16、排烟口；

2、风箱；

3、辐射管加热装置；31、燃烧器；32、分配管；33、集烟管；34、辐射管管体；341、烟气出口。

具体实施方式

实施例一

从图1至图3可以看出，本实用新型这种处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，包括炉体1、至少三个风箱2和若干辐射管加热装置3，

炉体1包括前后垂直相交连通布置的隧道式前炉体11和立式后炉体12，隧道式前炉体11的外壁由内外布置的耐火砖和钢结构壳体组成，隧道式前炉体11的后壁位于立式后炉体12内侧并由耐火砖砌成，在隧道式前炉体11前端顶壁上开设有加料口13，在隧道式前炉体11的后壁上开设有溢流口14，隧道式前炉体11的内腔通过该溢流口14与立式后炉体12的内腔相连通，立式后炉体12的外壁由内外布置的耐火砖和钢结构壳体组成，在立式后炉体12底部设有排料斗15，在立式后炉体12的后壁上部开设有排烟口16；

三个风箱2前后平行的等距安装在隧道式前炉体11底部，各风箱均具有进风口和出风口，出风口位于各风箱顶部，在隧道式前炉体11底部设有与各出风口上下对应的通孔，各风箱2通过对应的出风口及通孔与隧道式前炉体1的内腔相连通；

辐射管加热装置3前后平行的水平安装在隧道式前炉体11的底部内，辐射管加热装置3与风箱2一对一的上下布置。

从图1至图3可以看出，本实用新型的辐射管加热装置3有三个，各辐射管加热装置3与风箱2一对一的上下布置。

从图1至图3可以看出，本实用新型的辐射管加热装置均为燃气辐射管加热装置，每个辐射管加热装置均包括燃烧器31、分配管32、集烟管33和四根直管型的辐射管管体34，同一辐射管加热装置3上的各辐射管管体34前后平行的横向布置在隧道式前炉体11内，辐射管管体34右端穿过隧道式前炉体11的右侧壁作为气体入口，辐射管管体34左端穿过隧道式前炉体11的左侧壁作为烟气出口；集烟管33布置在隧道式前炉体11的左侧并与各辐射管管体34的烟气出口相连接，辐射管管体34内腔通过烟气出口与集烟管33内腔相连通，在集烟管33上表面中心开设有烟气出口341；分配管32布置在隧道式前炉体11的右侧并与各辐射管管体34的气体入口相连接，分配管32内腔通过气体入口与辐射管管体34内腔相连通，在分配管上设有风进口；燃烧器31插装在分配管32上，在燃烧器31上设有燃气入口和助燃气入口，燃气入口通过阀门与燃料管连通，助燃气入口通过阀门与助燃空气管连通。

在本实用新型中，隧道式前炉体11的内宽为2.5m以下、内高为3m以下、长度在15m以上，溢流口112距离隧道式前炉体11底部800mm～1000mm。

在本实用新型中，立式后炉体12的横截面积以烟气在立式后炉体12内的流速在每秒2米以内计算。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，燃气辐射管加热装置可以直接外购蓄热式W辐射管加热装置、套管型辐射管加热装置、U型辐射管加热装置、O型辐射管加热装置、P型辐射管加热装置和三叉型辐射管加热装置中的一种或多种进行安装。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于，辐射管加热装置还可以为直接外购的电辐射管加热装置。

Claims (10)

1.一种处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，包括炉体(1)和风箱(2)，在炉体上设有加料口(13)和排烟口(16)，风箱具有出风口，其特征在于：所述炉体包括隧道式前炉体(11)和立式后炉体(12)，加料口设在隧道式前炉体前端顶壁上，隧道式前炉体通过在其后壁上设置的溢流口(14)与立式后炉体的内腔相连通,立式后炉体底部设有排料斗(15)，排烟口设在立式后炉体上部，风箱安装在隧道式前炉体底部并通过出风口与隧道式前炉体内腔相连通，在隧道式前炉体内设有若干前后平行布置的辐射管加热装置(3)。

2.根据权利要求1所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述辐射管加热装置为燃气辐射管加热装置。

3.根据权利要求2所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述辐射管加热装置包括分配管(32)、集烟管(33)和数根直管型的辐射管管体(34)，各辐射管管体前后平行的布置在隧道式前炉体内，辐射管管体的气体入口穿过隧道式前炉体侧壁与分配管相连通，分配管上设有燃烧器(31)，在燃烧器上设有燃气入口和助燃气入口，辐射管管体的烟气出口穿过隧道式前炉体侧壁与集烟管相连通，在集烟管上设有烟气出口(341)。

4.根据权利要求2所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述辐射管加热装置为蓄热式W辐射管加热装置、套管型辐射管加热装置、U型辐射管加热装置、O型辐射管加热装置、P型辐射管加热装置和三叉型辐射管加热装置中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述辐射管加热装置为电辐射管加热装置。

6.根据权利要求1所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述隧道式前炉体的外壁由内外布置的耐火砖和钢结构壳体组成。

7.根据权利要求1所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述立式后炉体的外壁由内外布置的耐火砖和钢结构壳体组成。

8.根据权利要求1所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述溢流口距离隧道式前炉体底部800mm～1000mm。

9.根据权利要求8所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述隧道式前炉体内宽2.5m以下、内高3m以下。

10.根据权利要求1所述的处理铝电解炭渣的流态化焙烧炉，其特征在于：所述风箱至少有三个，各风箱前后平行的等距安装在隧道式前炉体底部。

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