专利名称：铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用流态化技术处理有色金属生产中的固体废弃物的装置——铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置，用该装置处理的上述固体废弃物，可再生氧化铝、氟化铝和氟化钠用于铝电解生产。
在公知技术中，如何开发利用金属铝冶炼中产生的大量黑色粉未——铝电解烟道灰等固体废弃物，一直是多年来摆在有色金属专业技术人员面前的一道难题。作为中国有色金属摇篮的抚顺铝厂，曾经在1989-1991年采用沸腾焙烧方法处理铝电解烟道灰，取得了一定的效果，并且申请了专利(名称为铝电解烟道灰焙烧处理方法，专利申请号为91106120、7，公开号为CN1055768A)。在该沸腾焙烧处理方法的申请中，公开了一种用于该处理方法的沸腾焙烧炉，该炉由炉体、给料机和炉体顶端的烟道构成。炉体的下部为电热箱，电热箱与炉膛的分界处有气流分布板，炉膛又分为沸腾料段和炉顶扩大段。给料机装在炉膛的沸腾料段的炉料进口处，在其沸腾料段的侧面有人工处理门和排料口。在生产实践中发现，这种铝电解烟道灰沸腾焙烧处理方法，由于采用的沸腾焙烧炉结构的限制，故存在许多不足1、烟道灰在炉中点火时间过长，从送电到点火需2-3小时，对工业化生产不利；2、炉产低，其试验炉按炉床面积折合单产为1.8吨/米·日；3、由于该炉体结构的限制使炉料时常熔炉烧结，筛板堵塞，而造成经常性事故停炉，使生产不能正常进行。因此，此项技术不能推广使用，更不能进行工业规模生产。
本实用新型的目的是针对现有技术所存在上述不足，对现有的沸腾焙烧设备进行创造性地改进，提供一种用于铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置，使之适用于工业规模生产，并产生较好的经济效益。
为实现上述发明目的，本实用新型沸腾焙烧装置是在以CN1055768A中公开的沸腾焙烧炉为主炉的基础上增设余热互补结构构成。即在主炉炉膛顶扩大段内设有换热器，压缩空气管路与换热器的进口相接，其换热器的出口通过管路接至主炉底部的电热箱，以保证经升温后的压缩空气通过气流分布板，使得进入料层中的气体始终是高温热风，从而有效地遏制了现有技术中存在的熔炉结块现象的发生。
为了提高对炉料处理的效率和进一步提高其获得的再生料的质量，本实用新型沸腾焙烧装置采用主、付炉熔为一体结构更佳。即主炉的排料口与付炉炉膛的沸腾料段相通，使得主、付炉联结构成一体。付炉的炉膛结构同主炉，付炉的气流分布板下面为风箱。在付炉的沸腾料段内有封闭主炉排料口的放料塞，其放料塞由贯穿于付炉炉膛中的放料塞杆控制，实现主炉排料口的开关。该装置采用的主付炉余热互补结构是在主炉和付炉的炉膛顶扩大段各设有二个换热器，并且主炉和付炉的各一个换热器串联连接构成二组管路，其一组管路的压缩空气经付炉换热器至主炉换热器输出再排入主炉的电热箱中，另一组管路的压缩空气经主炉换热器至付炉换热器输出再排入付炉的风箱内。这样，供应给主炉的常温下的压缩空气经由付炉换热器时完成了一次热交换，回到主炉的换热器时又接力升温后再进入自身的电热箱中，再升温后最终进入气流分布板，为加入主炉(或下一炉)中的冷料加热点燃，继而周而复始地连续完成上述过程。付炉的风路原理同主炉，从而实现了主、付炉的余热互补。另外，由于炉料在主、付炉里接替焙烧，可周而复始地进行连续焙烧作业，因此，大大提高了生产效率，实现了工业规模生产。
为了进一步提高再生料的产量和质量，主炉和付炉的气流分布板采用传热快不易堵塞的不锈钢复合平面筛板，其筛板上有若干个孔径为1-1.5mm的筛孔，相当于开孔率为0.6％的筛板。其筛板的结构和材质要满足传热快、布风均匀、不漏料的要求。
本实用新型的沸腾焙烧装置为消除二次污染物，采用闭路循环焙烧，即在主炉和付炉的炉顶上方的烟道处安装的除尘器为布袋除尘器，布袋除尘器内有自动振打装置。其具体结构是将布袋悬挂于金属框架上，电磁铁位于金属框架一侧，控制电磁铁振打金属框架，即实现自动振打。这样，炉料在沸腾焙烧过程中被气流带入除尘器中的粉尘经振打可以在重力的作用下自动回落到炉中循环焙烧。
为了更进一步的确保再生料的产量和质量，本实用新型沸腾焙烧装置对加料、控温、焙烧与排料过程实行自动控制。该装置的自动控制系统采用数显温控仪、热电偶与继电器，组成了电气、机械的联锁装置，对全部焙烧过程，实行自动控制，并采用低温点火加料焙烧与高温自动恒温焙烧的两段控温法。
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明
图1为本实用新型的实施例一的结构示意图；图2为本实用新型的实施例二的结构示意图；图3为本实用新型的自动控制系统原理图。
图1、图2中，电器操作盘1用于控制该装置工作。流量计2为转子流量计，安装于压缩空气的进气管路上计量气流量。主炉换热器3、付炉换热器4均采用弓形管换热器，用不锈钢管制成。主炉气流分布板5、付炉气流分布板7均为不锈钢复合平面筛板。6为主炉电热箱。8为付炉风箱。9为主炉排料口的放料塞。10、11分别为付炉和主炉的烟道。12为安装于烟道顶部的除尘器。13为主炉的给料机。电磁铁14用于除尘器的自动振打。15为本实用新型排料口处设置的放料箱及收尘装置，以彻底消除工作环境的污染。
图3中，DL为主炉电热箱6。D1为主炉给料机13的电动机。D2、D3为压缩空气管路的风机。1DCT为除尘器12用的吸引电磁铁。2DCT为本实用新型排料口处设置的收尘装置用吸引电磁铁。ZK1、ZK2为自动空气开关。1HK—6HK为组合开关。RD1—RD6为熔断器。1C—3C为磁力起动器。4C—8C为CJ10—10，1J—4J为中间继电器。1SJ、2SJ为时间继电器，1AN—10AN为按钮，W1、W2为控温仪。WK为万能转换开关。
下面给出本实用新型的二个实施例，实施例一、二可采用手动控制完成加料、控温、焙烧与排料的全部过程，也可采用图3自动控制系统对加料、控温、焙烧与排料全过程实行自动控制。
本实用新型的实施例一本实用新型是在以公开号为CN1055768A中公开的沸腾焙烧炉为主炉的基础上增设余热互补结构构成。主炉由炉体、给料机13和炉顶的烟道11构成，炉体的下部为电热箱6(因此主炉也称为电阻炉)，电热箱6与炉膛的分界处有气流分布板5，炉膛又分为沸腾料段和炉顶扩大段。给料机13为电动螺旋式给料机，装于炉膛沸腾料段的炉料进口处，在沸腾料段的侧面有人工处理门和排料口。主炉的总高为4.5米，其沸腾料段内径为0.72米，高为1.5米，扩大段最大的内径为2米，电热箱内的加热器为电阻加热器，其功率为60KW。在主炉的烟道顶端装有带自动振打装置的布袋除尘器。在主炉炉膛的扩大段内设置的换热器3为弓形管式换热器。压缩空气管路与换热器3的进口相接，其换热器出口通过管路接至主炉底部的电热箱6中，给电热箱6通热风助燃。这样，压缩空气在烟道灰废弃物的焙烧中既做为流态化介质又是传热与助燃气体，通过该装置的余热互补结构使得压缩空气加热后进入电热箱中，从而大大缩短了本实用新型装置的开炉点火时间，提高了再生料的质量，实现了闭路循环焙烧，防止了环境的二次污染。
本实用新型的实施例二本实用新型的装置采用主、付炉熔为一体结构。主炉结构同实施例一中的主炉结构。主炉的排料口与付炉炉膛的沸腾料段相通，使得主、付炉联结构成一体。即主炉的排料口就是付炉的进料口。封闭主炉的排料口的放料塞9，位于付炉的炉膛内，由贯穿于付炉炉膛中的放料塞杆控制实现主炉排料口的开关。该装置采用的主、付炉余热互补结构是在主炉和付炉的炉膛顶扩大段各设有二个换热器，分别由1个主炉换热器3和1个付炉换热器4串联连接构成二组热风管路，其一组管路是经付炉换热器4串至主炉换热器3后排入主炉电热箱6中，另一组管路是经主炉换热器3串至付炉换热器4再排入付炉风箱8内。如选用主炉的尺寸，总高为4.5米，沸腾料段内径为0.72米，其高为1.5米，扩大段最大内径为2米。付炉尺寸总高3米，沸腾料段尺寸同主炉，扩大段最大内径为1米。本实用新型装置采用前述规格尺寸的焙烧炉，每炉次可处理300公斤烟道灰等废弃物，日处理能力为2吨，可获白色的氧化铝、氟化钠1.5吨。在主炉和付炉的烟道顶端设有带自动振打装置的布袋除尘器12，控制电磁铁14实现自动振打，使进入除尘器的灰料重新返回炉内焙烧。采用此结构的装置焙烧铝电解烟道灰等废弃物效果更佳。由于在烟道灰等废弃物中既存在高燃点物质又存在低熔点物质。这就造成焙烧温度一低就灭火，而温度一高就熔炉结块，这一点在现有技术中是无法解决的。但是由于实施例二的装置采用了主、付炉余热互补的结构，使得进入料层中的气体始终是高温热风，又因烟道灰废弃物的焙烧在主付炉中接替进行，有利于控制不同炉中的温度，从而有效地遏制了结块现象的发生。同时又使得排料后的主炉在加入冷料时只须补充少量的热能便可使炉料着火自热焙烧排料，继而周而复始地进行连续焙烧生产。大大提高了生产效率，有利于工业规模生产。在整个焙烧过程中，可手动操作，也可靠自动控制系统完成。如采用自动控制程序，更能成倍地提高产量，降低电耗，使获得的再生料的质量稳定地提高。
应用本实用新型装置与现有技术中(CN1055768A)的焙烧装置相比，具有如下有益效果1、点火时间由原来的2-3小时降至0.5小时左右，吨灰电耗由1200KW·h降至200KW·h。
2、炉床处理烟道灰能由原来的1.8吨/平方米·日提高到5吨/平方米·日。
3、采用自动控制系统，处理吨灰所需人力由原来的20工日，降至5工日，劳动生产率提高4倍。
4、在焙烧中消除了二次污染物。
5、本实用新型不仅限于处理铝电解烟道灰，还可以处理脏料、吸附沥青烟的氧化铝。
6、用本实用新型装置处理的铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝所获得的再生氧化铝、氟化铝和氟化钠应用到铝电解生产中，效果良好。
权利要求1.一种铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置，包括主炉，主炉由炉体、给料机(13)和炉体顶端的烟道(11)构成，炉体的下部为电热箱(6)，电热箱(6)与炉膛的分界处有气流分布板(5)，炉膛又为分沸腾料段和炉顶扩大段，给料机(13)安装在炉膛的沸腾料段的炉料进口处，在其沸腾料段的侧面有人工处理门和排料口；本实用新型的特征是在主炉上增设余热互补结构，即在主炉炉顶扩大段内设有换热器(3)，压缩空气管路与换热器(3)的进口相接，其换热器(3)的出口通过管路接至炉底部的电热箱(6)。
2.根据权利要求1所述的铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置，其特征是采用主、付炉一体结构，即主炉的排料口与付炉炉膛的沸腾料段相通使得主、付炉联结构成一体，付炉的炉膛结构同主炉，付炉的气流分布板(7)下面为风箱(8)；在付炉的沸腾料段内有封闭主炉排料口的放料塞(9)，其放料塞由贯穿于付炉炉膛中的放料塞杆控制，实现主炉排料口的开关；该装置的主付炉余热互补结构是在主炉和付炉的炉顶扩大段各设有二个换热器，并且主炉和付炉的各一个换热器串联连接构成二组管路，其一组管路的压缩空气经付炉换热器(4)至主炉换热器(3)输出再排入主炉的电热箱(6)中，另一组管路的压缩空气经主炉换热器(3)至付炉换热器(4)输出再排人付炉的风箱内(8)。
3.根据权利要求1或2所述的铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置，其特征在于气流分布板采用不锈钢复合平面筛板，其筛板上有若干个孔径为1-1.5mm的筛孔，相当于开孔率0.6％的筛板。
4.根据权利要求1或2所述的铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置，其特征在于主炉和付炉上方的烟道处安装的除尘器(12)为布袋除尘器，其布袋除尘器内设有自动振打装置，即将布袋悬挂于金属框架上，电磁铁(14)位于金属框架一侧，控制电磁铁振打金属框架实现自动振打。
专利摘要本实用新型涉及一种采用流态化技术处理铝电解烟道灰、脏料、吸附沥青氧化铝沸腾焙烧装置。它包括由炉体、给料机、炉顶烟道构成的电加热的主炉，在主炉上增设余热互补结构，即在主炉炉膛扩大段内设换热器，压缩空气管路经换热器输出后接至主炉的电热箱，给其电热箱通热风助燃。为提高对炉料的处理效率，本发明可采用主、副炉余热互补结构，实现连续焙烧。且生产出的白色氧化铝、氟化钠用于铝电解的生产效果良好。
文档编号C25C3/06GK2269402SQ9622549
公开日1997年12月3日 申请日期1996年2月17日 优先权日1996年2月17日
发明者衣庆波, 王兰, 张忠普, 刘毅斌, 原建芳, 黄诚, 王继武, 于铁顺, 关明智, 张静, 宋吉良, 李文昌, 陈维纲, 张自祯 申请人:抚顺铝厂科学研究所