专利名称：氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于氢氧化铝气态悬浮焙烧技术领域，具体说是涉及一种氢氧化铝气态悬 浮焙烧新工艺，该工艺主要应用于氧化铝生产企业的焙烧工段，也可应用于冶金、化工、建 材等行业的焙烧或脱水干燥过程。
背景技术：
氢氧化铝焙烧的目的是脱去氢氧化铝含有的附着水和结晶水(总计约43% )，转 变晶型，制取符合要求的氧化铝的工艺过程。它是氧化铝生产过程中的最后一道工序，其能 耗约占氧化铝工艺能耗的23%。氢氧化铝焙烧是决定氧化铝产量、质量和能耗的重要环节， 人们一直在研究和完善氢氧化铝焙烧过程的理论、工艺技术和设备。目前，氢氧化铝焙烧普 遍采用气态悬浮焙烧工艺，较以前煅烧工艺在节能和流程方面都有了较大的改善。气态悬浮焙烧工艺的代表炉型为丹麦史密斯公司的气态悬浮焙烧炉，过程统计能 耗为3.075GJ/T。我国氧化铝工业广泛采用丹麦史密斯公司的气态悬浮焙烧炉焙烧工艺。 虽然如此，也存在许多不足，主要是在能源的有效利用方面。现有焙烧系统存在的问题不是 技术原因，而是历史原因。当时能源价格较低，其工艺设计原则上是以提高产能、节约投资 为中心理念展开的设计，而如今能源价格涨了四、五倍，降低运行费用自然就成为首要设计 理念。以节能为理念的工艺路线和以产能或投资为理念的工艺路线是截然不同的，节能不 仅关系到企业的经济效益，也关系到社会的可持续发展。现有焙烧炉焙烧工艺的系统组成和存在的不足1、系统组成(参见图1)氢氧化铝气态悬浮焙烧炉系统主要包括氢氧化铝喂料机、文丘里闪速干燥器、多 级旋风预热系统、多级旋风冷却器、流化床冷却器、除尘和返灰等部分。2、存在的不足气态悬浮焙烧过程的主要任务是脱除氢氧化铝所含的结晶水。脱水过程需要热 能，氢氧化铝受热后，结晶水变为蒸汽脱逸铝氧体完成脱水过程。现有加热工艺采用直接加 热方式，虽然直接加热方式热效率高，但所产生的二次汽与烟气互混，无法分离再利用或热 能利用率低，其特点是工艺路线短，设备简单，但能耗很高。现有氢氧化铝气态悬浮焙烧炉焙烧工艺存在的直接问题是虽然在热能利用方面 比较合理，但是热能品质利用不够科学。表现在高品质的能源(煤气或重油)在燃烧后没 有有效做功而最终全部形成了低品位热能的水、烟汽混合物；由于形成的热水及烟汽温度 与压力低，余热几乎无法利用，导致大量热能和热水损失。丹麦的史密斯焙烧炉诞生于二十世纪八十年代初期，当时的能源价格很低，约13 美元一桶，并且氢氧化铝焙烧过程能源消耗仅占氧化铝生产全过程能耗的8 %，所占氧化铝 生产成本比例很低，所以没有必要选择其它节能的加热焙烧工艺路线。然而现在情况变了， 能源价格、水价和能源消耗占氧化铝生产成本都很高，并且节能、节水也关乎可持续发展问 题。所以目前急需采用节能降耗的加热焙烧工艺，以降低市场竞争异常激烈的氧化铝企业的直接生产成本，更利于氧化铝行业的可持续发展。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术所存在的热能品质利用不科学而专门设计
的一种氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺。 本发明的新工艺的工作原理是以燃气或燃油的高品位化学能作为氢氧化铝焙烧 的热源，并利用从余热锅炉出来的热空气作为助燃剂，利用直接换热方式，把氢氧化铝中的 大部分(约70%)结晶水先给蒸发出来，通过除尘增湿把高温的汽体转换成适于蒸发工序 使用的压力为0. 5-1. OMPa的新蒸汽，然后再焙烧进行晶型转换，即大部分热能在脱水的同 时又副产新蒸汽。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明的氢氧化铝气态悬浮焙烧新 工艺，依次包括如下工艺设备及工序喂料机供料一文丘里闪速干燥器一多级预热干燥器 —氢氧化铝焙烧炉一热分离旋风筒一冷却机构一成品氧化铝，在多级预热干燥器上连接有 通向文丘里闪速干燥器的热烟气管道，在热分离旋风筒上连接有通向多级预热干燥器的热 烟气管道，其中系统中还包括余热锅炉和增湿旋流除尘装置，冷却机构为环式冷却机，在 环式冷却机上连接有通向余热锅炉的热空气管道，在余热锅炉上连接有通向氢氧化铝焙烧 炉的热空气管道，在氢氧化铝焙烧炉上连接有通向增湿旋流除尘装置的水汽管道，由增湿 旋流除尘装置出来的蒸汽与从余热锅炉出来的蒸汽作为新蒸汽源供蒸发工段使用。在本发明中，所述多级预热干燥器为一至四级预热干燥器。由增湿旋流除尘装置(此类设备市场有售)出来的蒸汽与从余热锅炉出来的蒸汽 压力均为0. 5-1. OMPa，混合后作为新蒸汽源供蒸发工段使用。通过环式冷却机产生的热空气，在给去离子水加热产生蒸汽后成为二次热空气进 入焙烧炉，作为助燃剂使用，即余热得到了二次利用。本发明的整个工艺过程为含水8-12%的湿氢氧化铝通过螺旋喂料机进入文丘里闪速干燥器，湿氢氧化铝 与从一至四级预热干燥器过来的热烟气(350 400°C )相混合，物料在此被加热；从闪 速干燥器出来的物料和气体经过旋风分离，气体经过除尘后排放至大气；固体物料即干氢 氧化铝落入一至四级预热干燥器底部，与从热分离旋风筒出来的热烟气(温度约1000 Iioo0C )相遇，干物料氢氧化铝在加热升温的同时被气流带入氢氧化铝焙烧炉中；在预热 干燥过程中，物料从130°c左右被加热到320 360°C，这时氢氧化铝被脱去部分结晶水。从余热锅炉出来的二次热空气作为助燃剂，干物料在氢氧化铝焙烧炉中被燃料 燃烧产生的热量升温至1150 1200°C，进行焙烧反应并实现晶型转变；焙烧反应过程 中，氢氧化铝中的大部分结晶水被脱除，产生的高温汽体通过增湿旋流除尘形成压力为 0. 5-1. OMPa的蒸汽与从余热锅炉出来的压力为0. 5-1. OMPa的蒸汽混合后作为新蒸汽源 备用；经过焙烧后的物料转变成高温氧化铝进入热分离旋风筒，分离出的热烟气作为热源 (温度约1000 iioo°c )去一至四级预热干燥器加热，分离出的氧化铝进入环式冷却机 (该设备市场有售)与空气换热降温后得到成品氧化铝，空气被热氧化铝换热后成为热空 气(温度约600 SO(TC)进入余热锅炉给去离子水加热产生压力为0. 5-1. OMPa的蒸汽供 蒸发工段使用。
本发明的系统及工艺步骤具有如下特点1、新工艺是在现有工艺技术基础上进行的技术改造，保留了现有技术的主流程和 主要设备，便于工业化实施。2、新工艺在合理利用热能的同时，热能品质也得到了提高，即产生了有用的新蒸汽。3、在高温氧化铝产品余热利用上，不仅预热了空气，而且还产生了高附加值的蒸 汽，为氧化铝生产提供了宝贵的蒸发热源。4、回收了氢氧化铝焙烧过程产生的水汽，并使之转化成新蒸汽，大大降低了生产 运行成本。5、本方案是全新节能的新型焙烧技术，为我国铝工业可持续发展提供了技术支持。
图1为现有氢氧化铝气态悬浮焙烧工艺流程图。图2为氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺流程图。
具体实施例方式本发明以下结合附图对氢氧化铝气态悬浮焙烧炉焙烧新工艺作进一步阐述如图2所示本发明的氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺，依次包括如下工艺设备及 工序喂料机供料一文丘里闪速干燥器一一至四级预热干燥器一氢氧化铝焙烧炉一热分离 旋风筒一冷却机构一成品氧化铝，在多级预热干燥器上连接有通向文丘里闪速干燥器的热 烟气管道，在热分离旋风筒上连接有通向多级预热干燥器的热烟气管道，其中系统中还包 括余热锅炉和增湿旋流除尘装置，冷却机构为环式冷却机，在环式冷却机上连接有通向余 热锅炉的热空气管道，在余热锅炉上连接有通向氢氧化铝焙烧炉的热空气管道，在氢氧化 铝焙烧炉上连接有通向增湿旋流除尘装置的水汽管道，由增湿旋流除尘装置出来的蒸汽与 从余热锅炉出来的蒸汽压力均为0. 5-1. OMPa，混合后作为新蒸汽源供蒸发工段使用。其生产工艺过程为含水8-12%的湿氢氧化铝通过螺旋喂料机进入文丘里闪速 干燥器，湿氢氧化铝与从一至四级预热干燥器过来的热烟气(350 400°C)相混合，物料 在此被加热；从闪速干燥器出来的物料和气体经过旋风分离，气体经过除尘后排放至大气； 固体物料即干氢氧化铝落入一至四级预热干燥器底部，与从热分离旋风筒出来的热烟气 (温度约1000 1100°C )相遇，干物料氢氧化铝在加热升温的同时被气流带入氢氧化铝焙 烧炉中；在预热干燥过程中，物料从130°C左右被加热到320 360°C，这时氢氧化铝被脱去 部分结晶水。从余热锅炉出来的二次热空气作为助燃剂，干物料在氢氧化铝焙烧炉中被燃料燃 烧产生的热量升温至1150 1200°C，进行焙烧反应并实现晶型转变；焙烧反应过程中，氢 氧化铝中的大部分结晶水被脱除，产生的汽体通过增湿旋流除尘形成压力为0. 5-1. OMPa 的蒸汽与从余热锅炉出来的压力为0. 5-1. OMPa的蒸汽混合后作为新蒸汽源备用；经过 焙烧后的物料转变成高温氧化铝进入热分离旋风筒，分离出的热烟气作为热源(温度约 1000 1100°C )去一至四级预热干燥器加热，分离出的氧化铝进入环式冷却机与空气换热降温后得到成品氧化铝，空气被热氧化铝换热后成为热空气(温度约600 SO(TC)进入余热锅炉给去离子水加热产生压力为0. 5-1. OMPa的蒸汽供蒸发工段使用。
权利要求
一种氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺，依次包括如下工艺设备及工序喂料机供料→文丘里闪速干燥器→多级预热干燥器→氢氧化铝焙烧炉→热分离旋风筒→冷却机构→成品氧化铝，在多级预热干燥器上连接有通向文丘里闪速干燥器的热烟气管道，在热分离旋风筒上连接有通向多级预热干燥器的热烟气管道，其特征在于系统中还包括余热锅炉和增湿旋流除尘装置，冷却机构为环式冷却机，在环式冷却机上连接有通向余热锅炉的热空气管道，在余热锅炉上连接有通向氢氧化铝焙烧炉的二次热空气管道，在氢氧化铝焙烧炉上连接有通向增湿旋流除尘装置的水汽管道，由增湿旋流除尘装置出来的蒸汽与从余热锅炉出来的蒸汽作为新蒸汽源供蒸发工段使用。
2.根据权利要求1所述的氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺，其特征在于多级预热干燥 器为一至四级预热干燥器。
3.根据权利要求1所述的氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺，其特征在于由增湿旋流除 尘装置出来的蒸汽与从余热锅炉出来的蒸汽压力均为0. 5-1. OMPa，混合后作为新蒸汽源供 蒸发工段使用。
4.根据权利要求1所述的氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺，其特征在于通过环式冷却 机产生的热空气，在给去离子水加热产生蒸汽后成为二次热空气进入焙烧炉，作为助燃剂 使用，即余热得到了二次利用。
全文摘要
氢氧化铝气态悬浮焙烧新工艺，依次包括供料→文丘里闪速干燥器→多级预热干燥器→氢氧化铝焙烧炉→热分离旋风筒→冷却机构→成品氧化铝，在预热干燥器上连接有通向闪速干燥器的管道，在旋风筒上连接有通向预热干燥器的管道，特征是系统中还包括余热锅炉和增湿旋流除尘装置，冷却机上连接有通向余热锅炉的管道，该锅炉上连有通向焙烧炉的管道，焙烧炉上连接有通向增湿除尘装置的水汽管道，由增湿除尘装置出来的与从锅炉出来的蒸汽可作为新蒸汽源供蒸发工段使用。其特点在于在余热利用上，不仅预热了空气，而且还产生了高附加值的蒸汽，为氧化铝生产提供了宝贵的蒸发热源；回收了焙烧过程产生的水汽，并使之转化成新蒸汽，大大降低了生产运行成本。
文档编号C01F7/30GK101870492SQ20101023175
公开日2010年10月27日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者岳仁福, 贾进营 申请人:河南东大泰隆冶金科技有限公司