CN212058279U - 一种氢氧化铝的焙烧炉系统及余热回收器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于余热回收技术领域，具体涉及一种氢氧化铝的焙烧炉系统及余热回收器，该焙烧炉系统包括进料装置、干燥预热装置、焙烧炉以及冷却装置，所述冷却装置包括至少两级旋风冷却器以及余热回收装置；所述余热回收装置包括设置于两个所述旋风冷却器之间的余热回收器以及汽水分离装置；所述余热回收器包括壳体、设置于所述壳体上端的中心筒、设置于所述壳体下端的料斗、设置于所述壳体内的换热管以及进出风装置，所述进出风装置包括设置于所述换热管下方的预旋器以及套设于所述中心筒外的旋风蜗壳，所述中心筒下方设置有布料器；所述汽水分离装置与所述换热管的进出水口均连接。本实用新型流程设计科学合理，更加的节能环保。

Description

一种氢氧化铝的焙烧炉系统及余热回收器

技术领域

本实用新型属于余热回收技术领域，具体涉及一种氢氧化铝的焙烧炉系统及余热回收器。

背景技术

在氧化铝工业生产的众多工序中，焙烧炉系统是耗能最多和生产成本最大的工序之一，国内采用最广泛的是史密斯公司的气态悬浮焙烧炉系统。焙烧后的高温氧化铝经四级旋风冷却器与冷空气逆流换热后降温至250℃左右，然后进入二段双室流态化冷却器内，采用循环冷却水降温至不高于80℃的合格产品。在此降温冷却的过程中有大量的高品位热量未被合理有效利用造成较大的能源浪费，同时双室流态化冷却器会额外消耗电能将循环水中的热量散发到空气中，不仅浪费了大量的热量还消耗了大量的电能。

在焙烧炉系统中增加回收高温氧化铝的高品位热量的余热回收装置不仅可以将高温氧化铝带出的热量回收再利用，还可以降低能源的消耗，有助于节能环保。

现有技术中公开了名称为“一种氢氧化铝气态悬浮焙烧炉设备及其余热回收利用装置”、授权公告号为CN 210030076 U、授权公告日为2020.02.07的专利文献，该氢氧化铝气态悬浮焙烧炉设备包括依次连接的进料装置、干燥预热装置、焙烧炉和冷却装置，冷却装置包括呈多级设置的旋风冷却器，至少有一级的旋风冷却器的外壁上设有用于与旋风冷却器进行热交换的换热管，换热管的入口和出口分别连接有换热介质储存装置和耗能装置，耗能装置具有与换热管的出口连通以回收利用热能的耗能管，耗能管的出口与换热管的入口导通形成换热循环。

但是，上述现有技术中所回收的热量为旋风冷却器外壁的低品位热量，无法实现对于氧化铝本身携带的高品位热量无法回收，造成较大的能量的浪费。

综上，氢氧化铝气态悬浮焙烧炉系统存在着大量热量被浪费以及无法有效合理回收系统中高品位热量的现象，如何回收焙烧炉系统中的热量并高效合理回收高品位热量是本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种氢氧化铝的焙烧炉系统，氧化铝和换热管以及氧化铝和空气为直接接触换热，达到了对于氧化铝携带的高品位热量回收的目的；同时还提供了一种余热回收器，通过设有氧化铝和换热管内水的间接接触换热以及氧化铝和空气直接接触换热的两重换热关系，在满足焙烧炉对助燃空气温度要求的前提下保证了余热回收的充分性。

为实现上述目的，本实用新型提供一种氢氧化铝的焙烧炉系统，该焙烧炉系统包括进料装置、干燥预热装置、焙烧炉以及冷却装置，所述冷却装置包括至少两级旋风冷却器以及余热回收装置；所述余热回收装置包括设置于两个所述旋风冷却器之间的余热回收器以及汽水分离装置；所述余热回收器包括壳体、设置于所述壳体上端的中心筒、设置于所述壳体下端的料斗、设置于所述壳体内的换热管以及进出风装置，所述进出风装置包括设置于所述换热管下方的预旋器以及套设于所述中心筒外的旋风蜗壳，所述中心筒下方设置有布料器；所述汽水分离装置与所述换热管的进出水口均连接。

所述旋风冷却器设置有两个，分别为高温旋风冷却器以及低温旋风冷却器；所述余热回收器的中心筒连通所述高温旋风冷却器的出料管，所述余热回收器的出料管连通所述低温旋风冷却器的进风管。

所述余热回收装置包括设置于所述低温旋风冷却器内壁的第二螺旋换热管。

本发还明提供一种余热回收器，该余热回收器包括壳体、设置于所述壳体上端的中心筒、设置于所述壳体下端的料斗、设置于所述壳体内的换热管以及进出风装置，所述进出风装置包括设置于所述换热管下方的预旋器以及套设于所述中心筒外的旋风蜗壳，所述中心筒下方设置有布料器。

所述余热回收器采用螺旋管管式换热器，所述换热管采用呈多层梯级交错布置的第一螺旋换热管。

所述料斗的底部设有流化破桥装置。

采用本实用新型技术方案的有益效果为：

1、一种氢氧化铝的焙烧炉系统，通过将氧化铝直接接触余热回收器内的换热管，且氧化铝同时直接接触余热回收器内的空气，实现了对高温氧化铝的高品位热量的回收，更加的节能环保。

2、一种余热回收器，通过在中心筒和换热管之间设置布料器，保证了氧化铝进入余热回收器后的分布均匀性；并在余热回收器内设置有进出风装置，进出风装置包括预旋器和旋风蜗壳，保证空气和氧化铝的充分接触的同时可以实现气固分离；氧化铝同时与换热管以及空气进行接触换热，对于氧化铝携带的高品位热量的回收更高效。

附图说明

图1为一种氢氧化铝的焙烧炉系统的实施例示意图；

图2为一种余热回收器的实施例示意图。

其中，图1、2中，1喂料仓，2输送皮带，3螺旋给料机，4干燥器，5二级旋风分离器，6焙烧炉，7一级旋风分离器，8三级旋风分离器，9高温旋风冷却器，10汽包，10-1液位计，11余热回收器，11-1料位检测装置，11-2中心筒，11-3布料器，11-4出水集箱，11-5进水集箱，11-6第一进风管，11-7料斗，11-8流化锥，11-9预旋器，11-10第一螺旋换热管，11-11壳体，11-12第一出风管，11-13旋风蜗壳，12放料阀，13低温旋风冷却器，13-1温度检测装置，13-2第二螺旋换热管，14第一补给水泵，14-1第一阀门，15第一进水缓冲罐，16第二补给水泵，16-1第二阀门，17第二进水缓冲罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，并不限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

具体实施例如下：

本实用新型提供了一种氢氧化铝的焙烧炉系统，包括依次连接的高温旋风冷却器、余热回收器以及低温旋风冷却器，氧化铝在余热回收器和低温旋风冷却器中均是同时与水和空气换热，实现了对高温氧化铝的高品位热量的回收，更加的节能环保。

一种氢氧化铝的焙烧炉系统的实施例1，如图1、2所示，该焙烧炉系统包括进料装置、干燥预热装置、焙烧炉6以及冷却装置。进料装置包括喂料仓1、输送皮带2以及螺旋给料机3。喂料仓1、输送皮带2以及螺旋给料机3依次连接。干燥预热装置包括干燥器4、一级旋风分离器7、二级旋风分离器5以及三级旋风分离器8。干燥器4与螺旋给料机3的出料管连接，干燥器4的出风管连接一级旋风分离器7的进风管，一级旋风分离器7的出料管连接二级旋风分离器5的进风管，二级旋风分离器5的出料管连接焙烧炉6的进料口，焙烧炉6的出风管连接三级旋风分离器8的进风管，三级旋风分离器8的出风管与一级旋风分离器7的出料管合二为一并连接二级旋风分离器5进风管，三级旋风分离器8的出料管用于排出高温氧化铝。

冷却装置包括至少两级的旋风冷却器以及余热回收装置。余热回收装置包括余热回收器11以及汽水分离装置。

余热回收器11设置在其中两个旋风冷却器之间。余热回收器11包括壳体11-11、中心筒11-2、料斗11-7以及换热管。中心筒11-2设置在壳体11-11的上端，料斗11-7设置在壳体11-11的下端。换热管在壳体11-11内中部。中心筒11-2下方设置有布料器11-3，且布料器11-3处于换热管上方。布料器11-3将从中心筒11-2流下的一级冷却氧化铝进行布料，保证一级冷却氧化铝在壳体11-11内均匀分布，和换热管的接触更充分。余热回收器11还包括进出风装置，进出风装置包括预旋器11-9以及旋风蜗壳11-13。预旋器11-9设置于换热管的下方、料斗11-7的上方。预旋器11-9连接有伸出壳体11-11外的第一进风管11-6。旋风蜗壳11-13套设在中心筒11-2外，旋风蜗壳11-13出口处连接有伸出壳体11-11外的第一出风管11-12。从第一进风管11-6向壳体11-11内通入第一换热空气，第一换热空气经预旋器11-9后在壳体11-11内上升，第一换热空气与一级冷却氧化铝换热后转换成第二换热空气并从第一出风管11-12排出。汽水分离装置同时与换热管的进口和出口连接，与换热管构成一个水循环。

在本实施例中，汽水分离装置采用汽包10。汽包10包括蒸汽排出管、液位计10-1、汽包进水管、上升管以及下降管。汽包进水管连接第二补给水泵16，第二补给水泵16连接第二进水缓冲罐17。第二补给水泵16的出水端连接第二阀门16-1，第二阀门16-1可以是手动、气动、液动或电动。汽包10的上升管和换热管的出水集箱11-4连通，汽包10的下降管和换热管的进水集箱11-5连通，汽包10与换热管之间构成一个完整的水循环。

进一步地，冷却装置有两级旋风冷却器，分别为高温旋风冷却器9以及低温旋风冷却器13。高温旋风冷却器9的进风管同时连通三级旋风分离器8的出料管和余热回收器11的第一出风管11-12。高温旋风冷却器9的出料管连通余热回收器11的中心筒11-2。余热回收器11的料斗11-7与低温旋风冷却器13的进风管连通。

进一步地，低温旋风冷却器13的内壁盘绕有第二螺旋换热管13-2，第二螺旋换热管13-2为单层设置。第二螺旋换热管13-2的进水口连接第一补给水泵14，第一补给水泵14连接第一进水缓冲罐15。第一补给水泵14的出水端连接第一阀门14-1，第一阀门14-1可以是手动、气动、液动或电动。第二螺旋换热管13-2的出水口连接汽包进水管。

冷却水由第一补给水泵14抽至第二螺旋换热管13-2中，和低温旋风冷却器13中的二级冷却氧化铝换热转换成预热水，预热水从汽包进水管进入汽包10成为第一换热水的补水，提升了对于余热回收的利用率。

本实施例一种氢氧化铝的焙烧炉系统在使用时：

氢氧化铝通过给料装置给料并经输送皮带2输送至螺旋给料机3，螺旋给料机3再将氢氧化铝送入干燥器4内干燥，氢氧化铝在干燥器4内脱除附着水后进入一级旋风分离器7进行气固分离，自一级旋风分离器7气固分离后排出的氢氧化铝经由三级旋风分离器8排出的烟气混合预热并进入二级旋风分离器5内，二级旋风分离器5将氢氧化铝再次气固分离并排至焙烧炉6内进行焙烧。氢氧化铝焙烧完成生成和烟气混合的氧化铝气固混合物。氧化铝气固混合物进入三级旋风分离器8内进行气固分离，转换成高温氧化铝，高温氧化铝进入高温旋风冷却器9进行冷却并转换成一级冷却氧化铝。

一级冷却氧化铝进入余热回收器11进行换热冷却。通入余热回收器11内第一换热空气来自于低温旋风冷却器13，换热管内的第一换热水来自于汽包10。一级冷却氧化铝与换热管内的第一换热水和第一换热空气换热转换成二级冷却氧化铝。第一换热水转换成汽水混合物进入汽包10，经汽包10分离后形成饱和蒸汽供给用户。第一换热空气转换成第二换热空气并进入高温旋风冷却器9再次升温，形成助燃空气进入焙烧炉。

二级冷却氧化铝自余热回收器11排出后从低温旋风冷却器13的进风管进入低温旋风冷却器13内，此时二级冷却氧化铝和通入低温旋风冷却器13内的常温空气混合。二级冷却氧化铝在低温旋风冷却器13内同时与常温空气和第二螺旋换热管13-2内的冷却水换热，转换成温度合格的氧化铝。常温空气转换成的第一换热空气从第一进风管11-6进入余热回收器11。冷却水转换成的预热水进入汽包10作为第一换热水的补水。

氧化铝在余热回收器11和低温旋风冷却器13内经过两级换热，且在余热回收器11和低温旋风冷却器13内氧化铝均同时与水和空气换热，对于氧化铝携带的热量的回收更充分。同时，氧化铝直接和换热管接触换热，便于对于氧化铝的高品位热量的回收。

汽包10通过液位计10-1检测液位，提示汽包10是否需要补充水，并通过控制第一阀门14-1和第二阀门16-1控制液位。第一补给水泵14为汽包10的首选供水装置。仅在低温旋风冷却器13-2的出料管的出料温度低于氧化铝成品出料需要的合格温度、且汽包10内需要补水时，通过调节第一阀门14-1开度调节低温旋风冷却器13出口氧化铝成品的出料温度，并调节第二阀门16-1控制第二补给水泵16为汽包10供水。

同时，由于余热回收器11以及第二螺旋换热管13-2的设置，在低温旋风冷却器13处出料即可达到氧化铝成品出料需要的合格温度；因此，在本实施例中旋风冷却器选用两级即可。

进一步地，为了增大余热回收器11氧化铝和第一换热水的换热效率，余热回收器11采用螺旋管管式换热器。换热管采用呈多层梯级交错布置的第一螺旋换热管11-10。

在本实施例中，为了减少高温氧化铝对于装置的磨损，该余热回收器11的能够与氧化铝接触的部位均喷涂有耐磨材料。需要说明的是，该实施例中所使用的耐磨材料为本领域技术人员所公知的一类材料，耐磨材料并不是本申请的主要实用新型点，只要能实现减少氧化铝对于余热回收器11的磨损的材料均可作为本实施例中的耐磨材料。

进一步地，余热回收器11的料斗11-7采用漏斗状结构，为了避免出现料斗11-7架桥堵塞的情况，在料斗11-7底部设置有流化破桥装置。流化破桥装置是粉体物料出仓排料过程中的助流元件。

更具体地，料斗11-7内设置有料位检测装置11-1，料斗11-7的出料管上设置有放料阀12，放料阀12可以是手动、气动、液动或电动。在料位检测装置11-1检测的料位高于最高设定料位时，控制放料阀12开启进行放料，并在检测的料位低于最低设定料位时，控制放料阀12关闭停止放料。

在本实施例中，流化破桥装置采用流化锥11-8。流化锥11-8安装在料斗11-7下部，通入空气经多孔板粉料流态化，增加流动性，防止架桥使物料能顺利卸出。

在其他实施例中，与上述实施例的不同之处仅在于汽包10的供水系统。第一水泵14和第二水泵16可共用一台水泵，第一进水缓冲罐15和第二进水缓冲罐17可以共用一台进水缓冲罐。

在其他实施例中，与上述实施例的不同之处仅在于冷却装置，冷却装置可以为三级、四级或者更多级，以满足成品氧化铝的出料温度为准。

在其他实施例中，与上述实施例的不同之处仅在于第一螺旋换热管11-10，第一螺旋换热管11-10为单层设置。

在其他实施例中，与上述实施例的不同之处仅在于流化破桥装置，流化破桥装置采用流化器、流化管以及其他可以破桥的装置。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种氢氧化铝的焙烧炉系统，该焙烧炉系统包括进料装置、干燥预热装置、焙烧炉以及冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括至少两级旋风冷却器以及余热回收装置；所述余热回收装置包括设置于两个所述旋风冷却器之间的余热回收器以及汽水分离装置；所述余热回收器包括壳体、设置于所述壳体上端的中心筒、设置于所述壳体下端的料斗、设置于所述壳体内的换热管以及进出风装置，所述进出风装置包括设置于所述换热管下方的预旋器以及套设于所述中心筒外的旋风蜗壳，所述中心筒下方设置有布料器；所述汽水分离装置与所述换热管的进出水口均连接。

2.根据权利要求1所述的一种氢氧化铝的焙烧炉系统，其特征在于，所述旋风冷却器设置有两个，分别为高温旋风冷却器以及低温旋风冷却器；所述余热回收器的中心筒连通所述高温旋风冷却器的出料管，所述余热回收器的出料管连通所述低温旋风冷却器的进风管。

3.根据权利要求2所述的一种氢氧化铝的焙烧炉系统，其特征在于，所述余热回收装置包括设置于所述低温旋风冷却器内壁的第二螺旋换热管。

4.一种余热回收器，其特征在于，该余热回收器包括壳体、设置于所述壳体上端的中心筒、设置于所述壳体下端的料斗、设置于所述壳体内的换热管以及进出风装置，所述进出风装置包括设置于所述换热管下方的预旋器以及套设于所述中心筒外的旋风蜗壳，所述中心筒下方设置有布料器。

5.根据权利要求4所述的一种余热回收器，其特征在于，所述余热回收器采用螺旋管管式换热器，所述换热管采用呈多层梯级交错布置的第一螺旋换热管。

6.根据权利要求5所述的一种余热回收器，其特征在于，所述料斗的底部设有流化破桥装置。

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