本发明属于循环经济技术领域，具体涉及一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收装置及方法。
背景技术：
据统计，2016年我国氧化铝产量已超过6100万吨，稳居世界第一。氢氧化铝在焙烧过程中，排入大气的含尘废气中含有大量的余热、水蒸气和氢氧化铝粉尘。这部分废气温度为150~170℃，水蒸气体积比达到45~62%，含尘浓度在50~80mg/Nm3，如果这部分余热不加以回收利用，就会造成能源的白白浪费；并且每生产1吨氧化铝，就会排掉高达0.76t吨的水，仅2016年就排放掉高达4636万吨的水；再就是氢氧化铝粉尘，不加以回收利用，不仅造成企业经济效益下降，而且还造成环境污染和资源浪费。
中国专利号为201120005029.0公开的“氧化铝气态悬浮焙烧炉烟气余热回收装置”、 专利号为201420267663.5公开的“一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置”、 专利号为201010266231.9公开的“一种氧化铝焙烧炉烟气余热回收方法”、专利号为201420348727.4公开的“一种氧化铝焙烧炉烟气余热回收装置”、专利号为200810073719.2公开的“一种氧化铝气态悬浮焙烧炉烟气余热回收方法”和专利号为201520181076.9公开的“焙烧炉烟气余热回收装置”，都提及到了焙烧烟气余热回收的装置或方法，但是这些装置或方法共同的缺点是没有对焙烧烟气中有用组分进行“吃干榨尽”的回收，仍然都存在能源和资源的浪费问题；专利号为201410014476.0公开的“氢氧化铝焙烧炉烟气中粉尘的回收装置及回收方法”，该装置及方法提及到了回收烟气中粉尘，但该方法用水喷淋冷却烟气，回收烟气中的氢氧化铝粉尘，这种处理方法会造成水资源的大量浪费，仍然没有从根本上解决资源的高效回收及循环利用问题。
因此，如何对回收焙烧烟气中的有用组分进行最大限度地回收并循环再利用，以及降低焙烧过程的能量消耗，达到节能减排和增加企业经济效益的目的，仍然是每个氧化铝科技工作者面临的重要课题之一。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收装置及方法。本发明的技术方案为：
一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收装置，包括烟气－水换热器、烟气－空气换热器、过滤器、回收水槽和烟囱，所述烟气－水换热器进气口连接氢氧化铝焙烧烟气出口，所述烟气－水换热器出气口连接所述烟气－空气换热器进料口，所述烟气－水换热器设有进水口和出水口，所述进水口与冷却水接口连接；所述烟气－空气换热器出料口连接所述过滤器进料口；所述烟气－空气换热器除空气进口和空气出口外，还设有烟气出口，所述烟气出口连接所述烟囱进气口，所述烟囱出料口连接所述过滤器进料口，所述过滤器出水口与所述回收水槽连接。
进一步地，所述烟气－水换热器还设有粉料出口。
进一步地，所述烟囱进气口的高度高于所述烟囱出料口的高度。
进一步地，所述烟囱还设有收集器，所述收集器沿所述烟囱进气口和所述烟囱出料口向下倾斜布置，所述收集器内侧为凹槽状。
进一步地，所述过滤器底部还设有出液口。
一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收方法，是采用上述回收装置，包括以下步骤：
（1）将氢氧化铝焙烧烟气通入烟气－水换热器，同时向烟气－水换热器中通入冷却水与焙烧烟气进行热交换，得到温度降至110℃以下的过渡烟气、温度升至90℃以上的热水和沉积的氢氧化铝粉，将过渡烟气通入烟气-空气换热器，热水作为赤泥洗水或氢氧化铝过滤洗水用，并收集烟气－水换热器中沉积的氢氧化铝粉；
（2）向烟气－空气换热器中通入环境空气，过渡烟气进一步降温至露点温度87℃以下形成冷烟气，同时氢氧化铝粉尘和冷凝水在烟气－空气换热器内混合成氢氧化铝浆液一，将冷烟气通入烟囱，将氢氧化铝浆液一排入过滤器中，将换热后的环境空气送入燃烧空气进气管作为助燃空气；
（3）冷烟气在烟囱中进一步收集氢氧化铝粉尘和冷凝水混合成的氢氧化铝浆液二，并进入过滤器中；
（4）氢氧化铝浆液一和氢氧化铝浆液二在过滤器中混合并澄清后得到上层水和下层氢氧化铝浆液三，上层水排入回收水槽中作为赤泥洗水或氢氧化铝过滤洗水循环利用，下层氢氧化铝浆液三回收。
上述方法中，所述氢氧化铝焙烧烟气为气体燃料燃烧产物和氢氧化铝在焙烧过程中产生的水蒸气的混合气体，其中氢氧化铝附着水的质量含量为6%，混合气体的温度为150~170℃、含尘浓度50~80mg/Nm3。
上述方法中，所述向烟气－水换热器中通入冷却水，其中冷却水用量为430~540kg/t·氧化铝。
上述方法中，所述向烟气－空气换热器中通入环境空气，其中环境空气用量为702~890Nm3/t·氧化铝。
上述方法中，所述烟气－水换热器中氢氧化铝粉的收集量达到0.02~0.04kg/t·氧化铝，所述氢氧化铝浆液三中氢氧化铝的回收量达到0.07~0.14kg/t·氧化铝，所述上层水连同氢氧化铝浆液三的水的回收量达到0.50~0.53t/t·氧化铝。
与现有技术相比，以每生产一吨氧化铝为例，本发明的特点和有益效果是：
（1）本发明可将质量为430~540kg、温度为25℃的冷却水加热至温度为90℃以上的热水，热水用作赤泥洗水或氢氧化铝过滤洗水，可回收126.0×103~158.3×103MJ的热能（按照热水温度95℃计算），折合节约4.3~5.4kg标准煤。
（2）本发明可将空气量702~890Nm3、从温度为25℃的环境空气加热温度为65℃以上的燃烧用助燃空气，回收45.3×103~57.6×103MJ的热能（按助燃空气温度70℃计算），折合节约1.5~2.0kg标准煤，相当于每公斤氧化铝降低热耗44.0~58.6kJ。
（3）本发明可回收焙烧烟气中70%左右的水，每吨氧化铝回收0.50 ~0.53t水，作为氧化铝的补充用水循环利用。
（4）本发明大大降低排入大气的冷烟气的含尘浓度，回收氢氧化铝0.09~0.18kg。
综上所述，利用本发明的一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收装置及方法，可对氢氧化铝焙烧烟气中的有用组分（焙烧烟气余热、水和氢氧化铝）进行最大限度地回收及循环再利用，并降低焙烧过程的能量消耗，促进节能减排和增加企业的经济效益。
附图说明
图1为本发明的氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收装置的结构示意图；其中，1.烟气－水换热器，2.烟气－空气换热器，3.收集器，4.过滤器，5.回收水槽，6.烟囱，6-1.烟囱进气口，6-2.烟囱出料口，7.燃烧空气进气管；A.氢氧化铝焙烧烟气，B.冷却水，C.热水，D.过渡烟气，E.冷烟气，F.环境空气，G.助燃空气，H.氢氧化铝浆液三，J.回收水，K.氢氧化铝粉，L.氢氧化铝浆液一，M.氢氧化铝浆液二。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语‘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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还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发明中的具体含义。
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
图1提供一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收装置，包括烟气－水换热器1、烟气－空气换热器2、过滤器4、回收水槽5和烟囱6，所述烟气－水换热器1进气口连接氢氧化铝焙烧烟气出口，所述烟气－水换热器1出气口连接所述烟气－空气换热器2进料口，所述烟气－空气换热器2出料口连接所述过滤器4进料口，所述烟气－水换热器1还设有进水口、出水口和粉料出口，所述进水口与冷却水接口连接；所述烟气－空气换热器2除空气进口和空气出口外，还设有烟气出口，所述烟气出口连接所述烟囱进气口6-1，所述烟囱出料口6-2连接所述过滤器4进料口，所述过滤器4出水口与所述回收水槽5连接，所述过滤器底部还设有出液口；所述烟囱进气口6-1的高度高于所述烟囱出料口6-2的高度，所述烟囱还设有收集器3，所述收集器沿所述烟囱进气口6-1和所述烟囱出料口6-2向下倾斜布置，所述收集器内侧为凹槽状。
一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收方法，是采用上述回收装置，包括以下步骤：
（1）将氢氧化铝焙烧烟气通入烟气－水换热器，同时向烟气－水换热器中通入冷却水与焙烧烟气进行热交换，得到温度降至110℃以下的过渡烟气、温度升至95℃的热水和沉积的氢氧化铝粉，将过渡烟气通入烟气-空气换热器，热水作为赤泥洗水或氢氧化铝过滤洗水用，将烟气－水换热器中沉积的氢氧化铝粉从其粉料出口排出；
（2）向烟气－空气换热器中通入环境空气，过渡烟气进一步降温至露点温度87℃形成冷烟气，同时氢氧化铝粉尘和冷凝水在烟气－空气换热器内混合成氢氧化铝浆液一，将冷烟气通入烟囱，将氢氧化铝浆液一排入过滤器中，将换热后的环境空气送入燃烧空气进气管作为助燃空气；
（3）冷烟气在烟囱中经收集器进一步收集氢氧化铝粉尘和冷凝水混合成的氢氧化铝浆液二，并排入过滤器中；
（4）氢氧化铝浆液一和氢氧化铝浆液二在过滤器中混合并澄清后得到上层水和下层氢氧化铝浆液三，上层水排入回收水槽中作为赤泥洗水或氢氧化铝过滤洗水循环利用，下层氢氧化铝浆液三回收。
上述方法中，所述氢氧化铝焙烧烟气为天然气燃烧产物和氢氧化铝在焙烧过程中产生的水蒸气的混合气体，其中氢氧化铝附着水的质量含量为6%，混合气体的温度为170℃、含尘浓度50mg/Nm3。
上述方法中，所述冷却水用量为540kg/t·氧化铝。
上述方法中，所述环境空气用量为890Nm3/t·氧化铝。
上述方法中，所述烟气－水换热器中氢氧化铝粉的收集量达到0.02kg/t·氧化铝，所述氢氧化铝浆液三中氢氧化铝的回收量达到0.07kg/t·氧化铝，所述上层水连同氢氧化铝浆液三的水的回收量达到0.53t/t·氧化铝。
实施例2
本实施例的装置同实施例1，一种氢氧化铝焙烧烟气中氢氧化铝及余能回收方法，是采用上述回收装置，包括以下步骤：
（1）将氢氧化铝焙烧烟气通入烟气－水换热器，同时向烟气－水换热器中通入冷却水与焙烧烟气进行热交换，得到温度降至105℃以下的过渡烟气、温度升至95℃的热水和沉积的氢氧化铝粉，将过渡烟气通入烟气-空气换热器，热水作为赤泥洗水或氢氧化铝过滤洗水用，将烟气－水换热器中沉积的氢氧化铝粉从其粉料出口排出；
（2）向烟气－空气换热器中通入环境空气，过渡烟气进一步降温至露点温度87℃形成冷烟气，同时氢氧化铝粉尘和冷凝水在烟气－空气换热器内混合成氢氧化铝浆液一，将冷烟气通入烟囱，将氢氧化铝浆液一排入过滤器中，将换热后的环境空气送入燃烧空气进气管作为助燃空气；
（3）冷烟气在烟囱中经收集器进一步收集氢氧化铝粉尘和冷凝水混合成的氢氧化铝浆液二，并排入过滤器中；
（4）氢氧化铝浆液一和氢氧化铝浆液二在过滤器中混合并澄清后得到上层水和下层氢氧化铝浆液三，上层水排入回收水槽中作为赤泥洗水或氢氧化铝过滤洗水循环利用，下层氢氧化铝浆液三回收。
上述方法中，所述氢氧化铝焙烧烟气为发生炉煤气燃烧产物和氢氧化铝在焙烧过程中产生的水蒸气的混合气体，其中氢氧化铝附着水为6%（质量比），混合气体的温度为150℃、含尘浓度80mg/Nm3。
上述方法中，所述冷却水用量为430kg/t·氧化铝。
上述方法中，所述环境空气用量为702Nm3/t·氧化铝。
上述方法中，所述烟气－水换热器中氢氧化铝粉的收集量达到0.04kg/t·氧化铝，所述氢氧化铝浆液三中氢氧化铝的回收量达到0.14kg/t·氧化铝，所述上层水连同氢氧化铝浆液三的水的回收量达到0.50t/t·氧化铝。