一种串行流化床焙烧炉的制作方法

本实用新型涉及“粉煤灰-六水氯化铝-氧化铝-电解铝”的工艺技术，尤其是一种串行流化床焙烧炉。

背景技术：

在“粉煤灰-六水氯化铝-氧化铝-电解铝”的工艺路线中，六水氯化铝脱水分解制备氧化铝是关键。六水氯化铝脱水分解制备氧化铝目前主要的工艺是多级差温焙烧工艺，其具体过程是六水氯化铝在低温焙烧炉内发生脱水分解反应生成初品氧化铝，初品氧化铝在高温焙烧炉内发生晶格转变反应生成成品氧化铝。研究表明物料在低温焙烧炉内反应所需停留时间长，耗能最多。

针对上述“粉煤灰-六水氯化铝-氧化铝-电解铝”的工艺路线，目前采用的焙烧炉分两套系统，其中低温焙烧炉采用鼓泡流化床，高温焙烧炉采用循环流化床。例如公开日为2012年7月18日，公开号为CN102583468A，发明名称为“基于硫酸铵活化工艺从粉煤灰中提取氧化铝的方法”的中国发明专利文献，该方法公开了采用粉煤灰与硫酸铵焙烧、联合除杂以及两段式流态化焙烧系统，解决了背景技术中设备的高腐蚀问题，并缩短了主流程的工艺链，其焙烧系统则是采用两段循环流态化焙烧、密相输送等方法实现焙烧工艺。但是这种类似的两套焙烧炉系统，均存在整个工艺操作复杂，占地面积大，整套工艺设备费用投资较高的多种缺点。

因此需要设计一种一体化的焙烧炉用于该工艺路线，能有效缩减占地面积，并提高功效。

实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种串行流化床焙烧炉，该焙烧炉采用新型串行流化床，形成一体化解决方案的炉子，系统简单能效高，设备占地面积小及设备建设投资省，克服了现有焙烧炉分两套系统，工艺复杂，占地面积大，设备投资高的缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种串行流化床焙烧炉，其特征在于：包括低温流化床和高温流化床，低温流化床采用喷动流化床，高温流化床采用循环流化床；

所述低温流化床的侧壁设置有进料口和二次风入口，低温流化床的底部设置有喷动混合热风入口，低温流化床的侧壁上端还设置有尾气出口一，尾气出口一连接至低温旋风分离器的入口；所述低温旋风分离器底部的固体出口连接至高温流化床顶部的物料入口，低温旋风分离器的气体出口连接至尾气洗涤塔，被洗涤达到排放标准后排放；所述二次风入口连接低温热风来源，所述喷动混合热风入口连接分离后的高温流化床尾气与低温热风的混合热风来源；

所述高温流化床侧壁的上端设置有尾气出口二，高温流化床侧壁的下端设置有返料入口，高温流化床侧壁的底端设置有高温热风入口；所述尾气出口二连接至高温旋风分离器的入口，高温旋风分离器的气体出口与低温热风来源合并连接至低温流化床的喷动混合热风入口，高温旋风分离器的固体出口连接至返料器，返料器的物料出口连接至高温流化床的返料入口。

所述二次风入口通过低温热风管道连接低温热风发生炉，由低温热风发生炉提供低温热风，所述低温热风的温度范围为900~1000℃。

所述喷动混合热风入口通过汇总管道分别与高温旋风分离器的气体出口与低温热风发生炉连通，喷动混合热风入口的混合热风的温度范围为600~1000℃。

所述低温流化床的二次风来源于低温热风发生炉的出口，所述二次风入口高于进料口。

所述进料口连接物料管道，物料管道前端为给料机，给料机上端连接原料储仓。

所述串行流化床焙烧炉设置有空气加热器，空气加热器的一根热空气输送管道连接至物料管道，空气加热器的另外两根热空气输送管道分别连接至低温热风发生炉的热空气入口和高低温热风发生炉的热空气入口。

所述低温热风发生炉和高低温热风发生炉的燃料可以由同一燃料来源提供。

该串行流化床焙烧炉的工作原理如下：

原物料由原料储仓下落至给料机，经给料机定量后由空气加热器来的热空气（60~90℃）送进喷动流化床；

物料进入喷动流化床后与来自低温热风发生炉和高温旋风分离器出口的热风（600~1000℃）以及喷动流化床的颗粒物料发生固-固和气-固热交换，被焙烧和干燥形成初品物料（大量成品和少量半成品），初品物料被喷动流化床尾气携带进入低温旋风分离器，经低温旋风分离器进行气固分离后，气体进入尾气洗涤塔被洗涤达到排放标准后排放，初品物料固体下落进入高温循环流化床；

初品物料固体在循环流化床内被高温热风发生炉来的高温热风（900~1150℃）进一步焙烧，形成成品；成品由循环流化床底部排出去成品池；

循环流化床内的尾气由顶部进入高温旋风分离器，分离后的气体进入喷动流化床继续焙烧和干燥原物料，分离后的固体物料经返料器进入循环流化床底部。

本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型采用两个流化床串联，物料颗粒在两个流化床之间直接循环，形成一体化的解决方案，系统简单；高温床反应后的尾气作为低温床的反应气，能效高；

（2）低温流化床采用喷动流化床、高温流化床采用循环流化床，低温床停留时间长，高温床停留时间短，符合物料反应工艺需求；

（3）本实用新型工作的成品率高，处理能力大；与原工艺相比，相同处理量下设备占地小，投资省。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1-高温热风发生炉，2-低温热风发生炉，3-空气加热器，4-给料机，5-原料储仓，6-低温流化床，7-低温旋风分离器，8-高温旋风分离器，9-尾气洗涤塔，10-返料器，11-高温流化床；I-原料；II-空气；III-燃料油/气；IV-尾气；V-洗涤液；VI-洗涤废液；VII-成品。

具体实施方式

下面，结合图1所示对本实用新型进行详细说明。

一种串行流化床焙烧炉，包括低温流化床6和高温流化床11。

所述低温流化床6采用喷动流化床。低温流化床6的侧壁设置有进料口和二次风入口，二次风入口高于进料口，进料口连接物料管道，物料管道前端为给料机4，给料机4上端连接原料储仓5，原料储仓5是对输送入仓的原料I进行储存；低温流化床6的底部设置有喷动混合热风入口，低温流化床6的侧壁上端还设置有尾气出口一，尾气出口一连接至低温旋风分离器7的入口；低温旋风分离器7底部的固体出口连接至高温流化床11顶部的物料入口，所述低温旋风分离器7的气体出口连接至尾气洗涤塔9，被洗涤达到排放标准后由尾气洗涤塔9顶部的排放口排放尾气IV，尾气洗涤塔9的上端靠近排放口的位置接入洗涤液V，尾气洗涤塔9的底部排除洗涤废液VI；所述二次风入口通过低温热风管道连接低温热风发生炉2，由低温热风发生炉2提供低温热风，所述低温热风的温度范围为900~1000℃；所述喷动混合热风入口通过汇总管道分别与高温旋风分离器8的气体出口与低温热风发生炉2连通，通入经分离后的高温流化床11的尾气与低温热风的混合热风，喷动混合热风入口的混合热风的温度范围为600~1000℃。

所述高温流化床11采用循环流化床。高温流化床11侧壁的上端设置有尾气出口二，高温流化床11侧壁的下端设置有返料入口，高温流化床11侧壁的底端设置有高温热风入口；所述尾气出口二连接至高温旋风分离器8的入口，高温旋风分离器8的气体出口与低温热风来源合并连接至低温流化床6的喷动混合热风入口，高温旋风分离器8的固体出口连接至返料器10，返料器10的物料出口连接至高温流化床11的返料入口。

所述物料管道、低温热风发生炉2和高温热风发生炉1均由空气加热器3提供热空气，空气加热器3对空气II进行加热形成热空气，以提供给各方热空气源。

所述低温热风发生炉2和高温热风发生炉1的燃料可以由同一燃料来源提供，可以为燃料油或燃料气III。

该串行流化床焙烧炉的工作原理如下：

原料I由原料储仓5下落至给料机4，经给料机4定量后由空气加热器3来的热空气（60~90℃）送进喷动流化床；

物料进入喷动流化床后与来自低温热风发生炉2和高温旋风分离器8出口的热风（600~1000℃）以及喷动流化床的颗粒物料发生固-固和气-固热交换，被焙烧和干燥形成初品物料（大量成品和少量半成品），初品物料被喷动流化床尾气携带进入低温旋风分离器7，经低温旋风分离器7进行气固分离后，气体进入尾气洗涤塔9被洗涤达到排放标准后排放，初品物料固体下落进入循环流化床；

初品物料固体在循环流化床内被高温热风发生炉1来的高温热风（900~1150℃）进一步焙烧，形成成品VII；成品VII由循环流化床底部排出去成品池；

循环流化床内的尾气由顶部进入高温旋风分离器8，分离后的气体进入喷动流化床继续焙烧和干燥原物料，分离后的固体物料经返料器10进入循环流化床底部。