一種結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)，包括：第一流化床焙燒爐，用于對進料的結晶氯化鋁進行焙燒，得到初品氧化鋁；第二流化床焙燒爐，用于對來自第一流化床焙燒爐的初品氧化鋁進行進一步煅燒，得到氧化鋁產品；物料輸送裝置，用于將物料從所述第一流化床焙燒爐輸送到第二流化床焙燒爐；煙氣管道，用于將來自第二流化床焙燒爐的煙氣送入所述第一流化床焙燒爐；采用本實用新型的焙燒系統(tǒng)，結晶氯化鋁在第一流化床焙燒爐內在高溫煙氣和熱空氣的作用下形成流化床，并被迅速干燥、分解，不會結塊下沉、堵塞布風板，保證生產順利進行。
【專利說明】一種結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在采用“一步酸溶法”從粉煤灰中提取氧化鋁的過程中，結晶氯化鋁的鍛燒是一道關鍵的工序。回轉窯是目前常用的焙燒設備之一，在采用回轉窯對物料進行焙燒時，其主要依靠窯內熱氣流來加熱暴露的物料，同時依靠熱的窯壁加熱貼近窯壁的物料，然而中間的大量物料卻不能直接與熱的氣流或者熱的窯壁接觸，使得回轉窯焙燒熱效低、能耗高(19.5MJ/Kg-Al203),制約了其工藝技術的發(fā)展。
[0003]目前，在氫氧化鋁焙燒領域中，國內外主要采用節(jié)能型的流態(tài)化焙燒技術，廣泛使用的爐型有流態(tài)化閃速焙燒爐(美國鋁業(yè)公司)、循環(huán)流化床焙燒爐(德國魯齊公司)、氣態(tài)懸浮焙燒爐(丹麥史密斯公司)三種。這三種爐型工藝技術都是針對氫氧化鋁焙燒設計的，運行時，來自主反應爐的高溫煙氣經處理后，送入文丘里干燥器對氫氧化鋁進行預干燥，預干燥后的氫氧化鋁再送往下一工序。
[0004]然而，上述三種焙燒爐在用于焙燒結晶氯化鋁時，由于結晶氯化鋁在低溫階段干燥脫水所需能量較大，文丘里干燥器難以使結晶氯化鋁快速干燥脫水，導致結晶氯化鋁受熱變粘、結塊，當下降至文丘里干燥器底部時，會堵塞煙氣管道，影響焙燒爐產能，更有甚者會造成停爐和生產事故。若通過提高主爐溫度進而提高文丘里干燥器煙氣溫度和流速來解決結晶氯化鋁快速干燥脫水的問題，會造成主爐溫度過高，氧化鋁過度焙燒，空氣流速過快，循環(huán)量加大，增大能耗。因此，上述三種爐型的工藝都不適合于結晶氯化鋁的焙燒工藝。
實用新型內容
[0005]有鑒于此，本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種高效節(jié)能且適應結晶氯化鋁煅燒制備氧化鋁的工藝要求的結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)。
[0006]本實用新型提供的結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)包括:
[0007]第一流化床焙燒爐，用于對進料的結晶氯化鋁進行干燥、焙燒，得到初品氧化鋁；
[0008]第二流化床焙燒爐，用于對來自第一流化床焙燒爐的初品氧化鋁進行進一步焙燒，得到氧化鋁產品；
[0009]物料輸送裝置，用于將初品氧化鋁從所述第一流化床焙燒爐輸送到第二流化床焙燒爐；
[0010]煙氣管道，用于將來自第二流化床焙燒爐的煙氣送入所述第一流化床焙燒爐。
[0011]根據本實用新型的焙燒系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第一流化床焙燒爐包括:
[0012]第一爐體，所述第一爐體上部設有煙氣出口 ；
[0013]布置在第一爐體下部的第一布風板，用于將所述第一爐體分為位于第一布風板上方的焙燒室和位于第一布風板下方的進氣室；
[0014]第一熱風裝置，用于提供熱空氣使其從進氣室通過第一布風板進入所述焙燒室，以使所述焙燒室中的物料流化；
[0015]第一顆粒分離器，用于接收來自第一爐體煙氣出口的煙氣及其夾帶的顆粒物料并且將所述顆粒物料從煙氣中分離出來；
[0016]第一送料裝置，用于將所述第一顆粒分離器分離出的物料送回第一爐體焙燒室。
[0017]根據本實用新型的焙燒系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第二流化床焙燒爐包括:
[0018]第二爐體，所述第二爐體上部設有煙氣出口 ；
[0019]布置在第二爐體下部的第二布風板，用于將所述第二爐體分為位于第二布風板上方的焙燒室和位于第二布風板下方的進氣室；
[0020]第二熱風裝置，用于提供熱空氣使其從進氣室通過第一布風板進入所述焙燒室，以使所述焙燒室中的物料流化；
[0021]第二顆粒分離器，用于接收來自第二爐體煙氣出口的煙氣及其夾帶的顆粒物料并且將所述顆粒物料從煙氣中分離出來；
[0022]第二送料裝置，用于將所述第二顆粒分離器分離出的物料送回第二爐體焙燒室。
[0023]優(yōu)選地，所述第一、第二送料裝置為螺旋給料機；所述物料輸送裝置為文丘里噴射器。
[0024]根據本實用新型的焙燒系統(tǒng)，優(yōu)選地，第二顆粒分離器為旋風分離器，所述煙氣管道的一端與所述旋風分離器的頂部出口聯通，另一端與所述第一爐體焙燒室聯通并且連接位置位于第一爐體進料口下方的側壁上。
[0025]根據本實用新型的焙燒系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第二流化床焙燒爐還設有第三熱風裝置，所述第三熱風裝置與所述第二爐體焙燒室相連，并且連接位置位于第二爐體進料口下方的側壁上；所述第一流化床焙燒爐還設有第四熱風裝置，所述第四熱風裝置與所述煙氣管道相連。
[0026]根據本實用新型的焙燒系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述焙燒系統(tǒng)還包括廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐設置在煙氣管道上，用于降低所述煙氣管道中的煙氣溫度。
[0027]根據本實用新型的焙燒系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述焙燒系統(tǒng)還包括:
[0028]流化床冷卻器，用于冷卻來自所述第二流化床焙燒爐的產品氧化鋁；
[0029]第三顆粒分離器，用于分離來自所述流化床冷卻器的煙氣中的顆粒物質。優(yōu)選地，所述第三顆粒分離器為旋風分離器，其頂部出口通過管線連接至所述第四熱風裝置的進氣□。
[0030]根據本實用新型的焙燒系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述焙燒系統(tǒng)還設有初品氧化鋁倉，用于收集來自所述第一流化床焙燒爐的初品氧化鋁并經所述物料輸送裝置送往第二流化床焙燒爐。
[0031]本實用新型采用了第一流化床焙燒爐與第二流化床焙燒爐組合焙燒結晶氯化鋁，充分利用來自第二流化床焙燒爐的高溫煙氣中的熱量，提高了能量利用效率，減小廢氣量的排放；結晶氯化鋁在第一流化床焙燒爐內在高溫煙氣和熱空氣的作用下形成流化床，并被迅速干燥、分解，不會結塊下沉、堵塞布風板，保證生產順利進行，完全適于結晶氯化鋁煅燒制備氧化鋁。
【專利附圖】

【附圖說明】[0032]圖1為本實用新型提供的結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0033]以下參考附圖進一步說明本實用新型所提供的結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)，但本實用新型并不因此而受到任何限制。
[0034]如圖1所示，本實用新型的結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)包括:第一流化床焙燒爐1，用于對進料的結晶氯化鋁進行干燥、焙燒，得到初品氧化鋁；第二流化床焙燒爐2，用于對來自第一流化床焙燒爐I的初品氧化鋁進行進一步焙燒，得到氧化鋁產品；物料輸送裝置3，用于將初品氧化鋁從所述第一流化床焙燒爐I輸送到第二流化床焙燒爐2 ;和煙氣管道4，用于將來自第二流化床焙燒爐2的煙氣送入所述第一流化床焙燒爐I。
[0035]在本實用新型中，所述第一流化床焙燒爐I可以是現有的流化床焙燒爐，在爐體內形成流化床，以便于氣流和物料充分接觸，進行快速地傳質、傳熱，比如CN201074208Y、CN102515231A中所公開的流化床焙燒爐。在本實用新型的一個實施方式中，所述第一流化床焙燒爐I包括:第一爐體11、布置在第一爐體11下部的第一布風板12、第一熱風裝置15、第一顆粒分離器16和第一送料裝置17。
[0036]其中，所述第一爐體11上部設有煙氣出口，第一爐體11內的煙氣及其夾帶顆粒物料通過該煙氣出口引出，當然，所述爐體還設有進料口和出料口。所述進料口處還可以設置方便結晶氯化鋁進料的送料裝置，比如螺旋喂料器等，這里不再贅述。
[0037]所述第一布風板12安裝在第一爐體11內，比如將第一布風板12水平地通過焊接或螺栓連接至第一爐體11的側壁上。所述第一布風板12將所述第一爐體11分為位于第一布風板12上方的焙燒室13和位于第一布風板12下方的進氣室14，并使進入所述第一爐體焙燒室13的氣流分布均勻。所述第一布風板12具有開孔結構，來自第一爐體進氣室14的氣流可以穿過第一布風板12進入第一爐體焙燒室13。所述布風板上具體的開孔形狀、大小和分布可以根據實際情況通過常規(guī)工藝計算確定。所述第一爐體11的出料口既可以設置在所述第一爐體焙燒室13下部的側壁上，也可以設置在所述第一爐體焙燒室13的底部，比如與所述第一布風板12處于同一平面上，能保證所述第一爐體焙燒室13內的物料順利排出即可，這里不再贅述。
[0038]所述第一熱風裝置15用于提供熱空氣使其從第一爐體進氣室14通過第一布風板12進入第一爐體焙燒室13，以使第一爐體焙燒室13中的物料流化。具體地，所述第一熱風裝置15可以是設置在第一爐體進氣室14下端的燃燒器，向第一爐體進氣室14內提供熱空氣，通過調節(jié)熱空氣的流速可以在第一爐體焙燒室13內使物料形成流化床。所述熱空氣既為形成流化床提供動力，又為物料焙燒提供熱量?？紤]到結晶氯化鋁分解需要大量的熱量，所述燃燒器可以設為多個，比如兩個，共同向第一爐體進氣室14內提供熱空氣。
[0039]所述第一顆粒分離器16連接第一爐體11上部的煙氣出口，用于接收來自第一爐體11煙氣出口的煙氣及其夾帶的顆粒物料并且將顆粒物料從煙氣中分離出來。優(yōu)選地，所述第一顆粒分離器16為旋風分離器。利用旋轉氣流所產生的離心力將顆粒物料從煙氣氣流中分離出來，分離后的煙氣由其頂部出口引出，送往酸吸收系統(tǒng)6，回收氯化鋁分解產生的氯化氫氣體。
[0040]所述第一送料裝置17的一端與第一顆粒分離器16的固體物料出口連接，在第一顆粒分離器16為旋風分離器的實施例中，該固體物料出口即為旋風分離器的底部出口 ；所述第一送料裝置17的另一端與第一爐體焙燒室13連接，用于將所述第一顆粒分離器16分離出的物料送回第一爐體焙燒室13。優(yōu)選地，所述第一送料裝置17為螺旋喂料器。
[0041]所述第二流化床焙燒爐2同樣可以是現有的流化床焙燒爐，在爐體內形成流化床，以便于氣流和物料充分接觸，進行快速地傳質、傳熱，如CN201074208Y、CN102515231A中所公開的流化床焙燒爐。在本實用新型的又一個實施方式中，所述第二流化床焙燒爐2包括:第二爐體21，所述第二爐體21上部設有煙氣出口 ；布置在第二爐體21下部的第二布風板22，用于將所述第二爐體21分為位于第二布風板22上方的焙燒室23和位于第二布風板22下方的進氣室24 ;第二熱風裝置25，用于提供熱空氣使其從第二爐體進氣室24通過第二布風板22進入第二爐體焙燒室23，以使第二爐體焙燒室23中的物料流化；第二顆粒分離器26，用于接收來自第二爐體21煙氣出口的煙氣及其夾帶的顆粒物料并且將所述顆粒物料從煙氣中分離出來；第二送料裝置27，將所述第二顆粒分離器26分離出的物料送回第二爐體焙燒室23。本領域技術人員容易理解，上述關于第一流化床焙燒爐I的可能的或優(yōu)選的設計同樣適用于第二流化床焙燒爐2。進一步優(yōu)選地，所述第二流化床焙燒爐2還設有第三熱風裝置28，所述第三熱風裝置28與所述第二爐體焙燒室23相連，其連接位置位于第二爐體21進料口下方的側壁上，向第二爐體焙燒室23內引入橫向氣流，以進一步提高物料的焙燒效果。
[0042]優(yōu)選地，所述物料輸送裝置3為文丘里噴射器，其一端連接第一爐體焙燒室11的出料口，另一端連接第二爐體焙燒室21的進料口。結晶氯化鋁經過第一流化床焙燒爐處理后，不再存在粘結問題，因此可以使用文丘里輸送器有效地將初品氧化鋁從所述第一流化床焙燒爐I輸送到第二流化床焙燒爐2。
[0043]所述煙氣管道4的一端與第二顆粒分離裝置26的煙氣出口連通，在第二顆粒分離器26為旋風分離器的實施例中，該煙氣出口即為旋風分離器的頂部出口 ；所述煙氣管道4的另一端可以連接至第一爐體進氣室14，與第一熱風裝置15提供的熱空氣一同進入第一爐體焙燒室13，或者優(yōu)選直接連接至所述第一爐體焙燒室13并且連接位置位于第一爐體11進料口下方的側壁上，向第一爐體焙燒室13內引入橫向氣流，以進一步提高物料的焙燒效果，同時也減輕酸吸收系統(tǒng)6的負擔。
[0044]在本實用新型的另一種實施方式中，所述焙燒系統(tǒng)還包括廢熱鍋爐5，所述廢熱鍋爐5設置在煙氣管道4上，用于使管道4中的煙氣降溫。優(yōu)選地，將煙氣的溫度降低至400-6000C ;進一步優(yōu)選地，將煙氣的溫度降低至400-500°C。
[0045]在本實用新型的又一種實施方式中，所述焙燒系統(tǒng)還包括第四熱風裝置18，用于向第一爐體焙燒室13內引入橫向氣流，以進一步提高物料的流化干燥效果。所述第四熱風裝置18可以與所述第一爐體焙燒室13相連，其連接位置位于第一爐體11進料口下方的側壁上，可以與所述煙氣管道4在同一高度上，或者為與煙氣管道4之上或之下。優(yōu)選地，所述第四熱風裝置18與所述煙氣管道4相連，通過所述煙氣管道4向第一爐體焙燒室13中輸送氣流。
[0046]在本實用新型的再一種實施方式中，所述焙燒系統(tǒng)還設有流化床冷卻器7，用于冷卻來自所述第二流化床焙燒爐2的氧化鋁，比如CN102435080A中所公開的流化床冷卻器；和第三顆粒分離器8，用于分離來自所述流化床冷卻器7的煙氣中夾帶的物料。優(yōu)選地，所述第三顆粒分離器8為旋風分離器，分離出的物料與氧化鋁產品匯合，煙氣由其頂部出口通過管線送至酸吸收系統(tǒng)和/或所述第四熱風裝置，當第四熱風裝置運行時，為所述第四熱風裝置提供部分氣源。進一步優(yōu)選地，所述焙燒系統(tǒng)還設有初品氧化鋁倉9，所述初品氧化鋁倉9分別與第一爐體焙燒室11的出料口和所述物料輸送裝置3連接，用于收集來自所述第一流化床焙燒爐I的初品氧化鋁并經所述物料輸送裝置3送往第二流化床焙燒爐2。在本實用新型中，所述初品氧化鋁是指還含有尚未完全分解的氯化鋁的氧化鋁。
[0047]下面通過實施例進一步詳細說明本實用新型所提供的焙燒系統(tǒng)，但本實用新型并不因此而受到任何限制。
[0048]實施例
[0049]將含有4_5wt%附著水的結晶氯化鋁，以5t/h連續(xù)進料至第一流化床焙燒爐I中，在下落過程中被來自煙氣管道4的高溫煙氣和所述第一熱風裝置15提供的熱空氣吹散，并迅速干燥，其中高溫煙氣的速率為25-40m/s，熱空氣的速率約為3m/s，結晶氯化鋁在第一布氣板12上方形成流化床，床層溫度控制在300 - 450°C，物料的平均停留時間控制在6 —10分鐘，結晶氯化鋁基本分解為氯化氫、水蒸氣和氧化鋁，部分物料隨煙氣(包含氯化氫和水蒸氣)上升，并經第一爐體11煙氣出口進入第一顆粒分離裝置16，分離出的固體物料通過第一送料裝置17返回第一流化床焙燒爐I中循環(huán)焙燒，分離后煙氣經頂部出口送至酸吸收系統(tǒng)6，回收氯化氫氣體。包含部分未分解的氯化鋁的初品氧化鋁由經第一爐體11出料口進入初品氧化鋁料倉9。
[0050]初品氧化鋁通過物料輸送裝 置3送入第二流化床焙燒爐2，在下落過程中被來自第二、第三熱風裝置25、28的熱風吹散，其中第二、第三熱風裝置25、28的進氣的速率約為3m/s，初品氧化鋁在第二布氣板22上方形成流化床，床層溫度控制在750 — IlOO0C，物料的平均停留時間控制在6 — 10分鐘，氯化鋁完全分解，氧化鋁逐漸由Y 一 Al2O3轉變?yōu)棣?-Al2O30部分物料隨煙氣上升，并經第二爐體21煙氣出口進入第二顆粒分離器26，分離出的固體物料通過第二送料裝置27返回第二流化床焙燒爐2中循環(huán)焙燒，分離后煙氣經頂部出口由煙氣管道4送至第一流化床焙燒爐I。得到的產品氧化鋁從第二焙燒流化床2出料口進入流化床冷卻器7，與空氣換熱而被降溫，空氣經除塵后送往酸吸收系統(tǒng)6。
[0051]本實施例中，所述焙燒系統(tǒng)在處理420噸結晶氯化鋁時的能耗見表1。
[0052]表1
【權利要求】
1.一種結晶氯化鋁焙燒系統(tǒng)，包括: 第一流化床焙燒爐，用于對進料的結晶氯化鋁進行干燥、焙燒，得到初品氧化鋁； 第二流化床焙燒爐，用于對來自第一流化床焙燒爐的初品氧化鋁進行進一步焙燒，得到氧化鋁產品； 物料輸送裝置，用于將初品氧化鋁從所述第一流化床焙燒爐輸送到第二流化床焙燒爐； 煙氣管道，用于將來自第二流化床焙燒爐的煙氣送入所述第一流化床焙燒爐。
2.如權利要求1所述的焙燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第一流化床焙燒爐包括: 第一爐體，所述第一爐體上部設有煙氣出口 ； 布置在第一爐體下部的第一布風板，用于將所述第一爐體分為位于第一布風板上方的焙燒室和位于第一布風板下方的進氣室； 第一熱風裝置，用于提供熱空氣使其從進氣室通過第一布風板進入所述焙燒室，以使所述焙燒室中的物料流化； 第一顆粒分離器，用于接收來自第一爐體煙氣出口的煙氣及其夾帶的顆粒物料并且將所述顆粒物料從 煙氣中分離出來； 第一送料裝置，用于將所述第一顆粒分離器分離出的物料送回第一爐體焙燒室。
3.如權利要求1或2所述的焙燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第二流化床焙燒爐包括: 第二爐體，所述第二爐體上部設有煙氣出口 ； 布置在第二爐體下部的第二布風板，用于將所述第二爐體分為位于第二布風板上方的焙燒室和位于第二布風板下方的進氣室； 第二熱風裝置，用于提供熱空氣使其從進氣室通過第二布風板進入所述焙燒室，以使所述焙燒室中的物料流化； 第二顆粒分離器，用于接收來自第二爐體煙氣出口的煙氣及其夾帶的顆粒物料并且將所述顆粒物料從煙氣中分離出來； 第二送料裝置，用于將所述第二顆粒分離器分離出的物料送回第二爐體焙燒室的裝置。
4.如權利要求3所述的焙燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第二顆粒分離器為旋風分離器，所述煙氣管道的一端與所述旋風分離器的頂部出口聯通，另一端與所述第一爐體焙燒室聯通并且連接位置位于第一爐體進料口下方的側壁上。
5.如權利要求4所述的焙燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第二流化床焙燒爐還設有第三熱風裝置，所述第三熱風裝置與所述第二爐體焙燒室相連，并且連接位置位于第二爐體進料口下方的側壁上；所述第一流化床焙燒爐還設有第四熱風裝置，所述第四熱風裝置與所述煙氣管道相連。
6.如權利要求5所述的焙燒系統(tǒng)，其特征在于，所述焙燒系統(tǒng)還包括廢熱鍋爐，所述廢熱鍋爐設置在煙氣管道上，用于降低所述煙氣管道中的煙氣溫度。
7.如權利要求6所述的焙燒系統(tǒng)，其特征在于，所述焙燒系統(tǒng)還包括: 流化床冷卻器，用于冷卻來自所述第二流化床焙燒爐的產品氧化鋁； 第三顆粒分離器，用于分離來自所述流化床冷卻器的煙氣中的顆粒物質。
8.根據權利要求7所述的焙燒系統(tǒng)，其特征在于，所述焙燒系統(tǒng)還設有初品氧化鋁倉，用于收集來自所述第一流化床焙燒爐的初品氧化鋁并經所述物料輸送裝置送往第二流化床焙燒爐。`
【文檔編號】C01F7/46GK203529952SQ201320591901
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權日:2013年7月4日
【發(fā)明者】王永旺, 姬學良, 胡紅霞, 高桂梅, 鄒萍, 張偏小, 梁竹威, 黃涌波 申請人:中國神華能源股份有限公司