專利名稱：一種含堿鋁硅酸鹽料漿烘干及燒成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種含堿鋁硅酸鹽料漿烘干及燒成裝置技術(shù)領(lǐng)域一種含堿鋁硅酸鹽料漿烘干及燒成裝置，涉及一種含堿鋁硅酸鹽料漿的霧 化烘干、循環(huán)燒成裝置，用于氧化鋁生產(chǎn)中生料漿、硅渣漿、赤泥漿的烘干、 燒成以及鋁土礦預(yù)焙燒、氫氧化鋁焙燒過程。
背景技術(shù)：
關(guān)于烘干技術(shù)，有很多成熟的技術(shù)，如霧化烘干、流態(tài)化烘干、閃速烘干 等等。但是，對于含堿物料的烘干、燒成，目前的工業(yè)上還沒有成熟的應(yīng)用技術(shù)。如成熟的水泥行業(yè)的干法窯外烘干預(yù)分解技術(shù)，對原料中的堿金屬氧化物含量R20 (K2O+0.65Na2O)要求也很苛刻， 一般要求小于1.0-1.5% ， Cr含量要 求小于0.015-0.023% ， SO/—含量要求小于0. 8-1. 6%，。氧化鋁生產(chǎn)則是以堿為 循環(huán)介質(zhì)的，如燒結(jié)法配料中R20的含量則大于14%， C1—一般在0.2%以上，S0廣 含量大于2. 8%。燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁是一個復(fù)雜、連續(xù)的化工過程，氧化鋁熟料是其生產(chǎn)過 程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，氧化鋁熟料的燒成工藝技術(shù)主要是采用回轉(zhuǎn)窯或其它的 高耗能燒結(jié)設(shè)備來完成的?，F(xiàn)有的熟料生產(chǎn)工藝裝置， 一般均采用回轉(zhuǎn)窯，其 設(shè)備一般直徑在3-5米，長度在60-120米，需要大型減速機和大功率電機帶動 其回轉(zhuǎn)，其料漿的噴入和烘干介質(zhì)的流向是逆向的，同時在該設(shè)備內(nèi)，物料從 進(jìn)入設(shè)備到離開設(shè)備要經(jīng)過烘干、預(yù)熱、分解、煅燒四個過程，這四個過程在 一個回轉(zhuǎn)窯內(nèi)完成，這種烘干燒成工藝及設(shè)備有很多缺點 一是設(shè)備體積非常 龐大，占地面積大；二是動力消耗大，有三分之二的動力是用于設(shè)備本體的轉(zhuǎn) 動；三、能耗高，由于煅燒完的物料需要冷卻才能運輸進(jìn)入下一道工序，而堆 積狀態(tài)的小顆粒物體，熱交換效果差，需要用大量的冷卻水進(jìn)行冷卻，因此熱 能消耗大，熱利用低。四、為了防止窯內(nèi)的結(jié)疤影響物料的烘及物料、煙氣的 通過，專門設(shè)置了刮料器。五、因為是回轉(zhuǎn)設(shè)備，因此，其傳動系統(tǒng)磨損大， 耐火內(nèi)襯易損壞，設(shè)備檢修費用高。硅渣是在燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)中，鋁酸鈉溶液脫硅過程中產(chǎn)生的，為了進(jìn)一 步回收硅渣中的氧化鋁和氧化鈉，硅渣返回前面工序與鋁礦石、碳酸鈉、石灰
進(jìn)行生料配料，再進(jìn)行熟料燒成，這勢必降低鋁土礦的配礦質(zhì)量和增大能源消 耗，隨著燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝技術(shù)的發(fā)展，以及鋁土礦資源的供應(yīng)緊張，為 進(jìn)一步提高鋁土礦的供礦質(zhì)量和降低能源消耗，硅渣不再返回進(jìn)行配制生料， 這必須為回收硅渣中氧化鋁和氧化鈉尋找條經(jīng)濟合理廉價的處理工藝技術(shù)。燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁工藝產(chǎn)生的廢棄物——赤泥。近年來，隨著環(huán)境保護(hù)日益 深入開展，赤泥作為一種可再生資源也在不斷地開展綜合利用研究，其干法燒 成烘干技術(shù)也是研究方向之一。對于含堿、cr、 so32—較高的料漿的霧化烘干、燒成，主要技術(shù)難題是結(jié)疤問題，造成結(jié)疤的原因主要有三個 一是料漿未烘干之前接觸到烘干爐器壁， 特別是粘性較大的物料更容易在爐壁上結(jié)疤；二是燒成過程中因為高溫作用，特別是含堿、C1—、 so32—較高的物料，揮發(fā)后，容易在溫度較低的爐壁上凝結(jié)而 產(chǎn)生結(jié)疤；三是高溫過程中低熔點物料出現(xiàn)的液相，遇到冷的爐壁上易形成結(jié) 疤。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在不足，提供一種具有熱效率高、投資省、占地面積小、適宜于高堿、cr、 so32—含量的含堿鋁硅酸鹽料漿烘干及 燒成裝置。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。 一種含堿鋁硅酸鹽料獎烘干及燒成裝置，其特征在于其裝置的結(jié)構(gòu)包括一干燥爐、 一燒成爐、氣固分離器；且干燥爐位于燒成爐上方； 其中干燥爐的結(jié)構(gòu)包括-干燥爐殼體一該殼體為一上端為圓筒狀、下端為縮錐形的內(nèi)襯有耐熱層的 殼體；排風(fēng)口—該排風(fēng)口設(shè)于殼體頂蓋上；分離粉料回料管口一該回料管口設(shè)于筒體殼體側(cè)壁上；霧化噴槍管口一該噴槍管口設(shè)于縮錐形殼體側(cè)壁上；干燥物料排出管口一該排出管口位于縮錐形殼體錐底部；其燒成爐的結(jié)構(gòu)包括燒成爐殼體一該殼體為一上端為圓筒狀、下端為縮錐形的內(nèi)襯有耐熱層的 殼體； 燒成粉料排出管口一該排出管口居中設(shè)于縮錐形筒體殼體錐底部； 熱進(jìn)風(fēng)管一該熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)管設(shè)于縮錐形筒體殼體錐底部上的燒成粉料排出管 口側(cè)壁上；干燥物料后進(jìn)料口一該進(jìn)料口設(shè)于殼體頂蓋上；且該干燥物料后進(jìn)料口進(jìn) 與干燥器物料排出管法蘭聯(lián)接；其氣固分離器為一旋風(fēng)分離器，分離器的進(jìn)風(fēng)管與干燥爐排風(fēng)口聯(lián)接，分 離器的排粉管與干燥爐側(cè)壁上的分離粉料回料管口聯(lián)接。本實用新型的一種氧化鋁生產(chǎn)過程中物料的流態(tài)化燒成裝置，其特征在于 所述燒成反應(yīng)器的殼體的縮錐形殼體內(nèi)中部設(shè)有一向下為擴錐形的、上端為開 口的、下邊固接在縮錐形殼體內(nèi)壁上的錐形圈板。本實用新型的一種含堿鋁硅酸鹽料槳烘干及燒成裝置，可以完成含堿鋁硅 酸鹽料漿霧化烘干和循環(huán)燒成的兩個步驟，首先將含堿鋁硅酸鹽料漿霧化，霧 化后的料漿霧滴與垂直上升的干燥熱氣流接觸進(jìn)行干燥；在干燥后形成顆粒中， 其重量能克服垂直向上氣流浮力的部分顆粒，自然下落到燒成爐內(nèi)與向上的燒 成熱氣流接觸，在懸浮狀態(tài)下循環(huán)燒成長大；當(dāng)顆粒燒成長大至其重力足以克 服向上的燒成熱氣流的浮力時，燒成的熟料從燒成爐底部排出，進(jìn)入旋風(fēng)冷卻 系統(tǒng)，冷卻后的熟料進(jìn)入下道工序。霧化后的料漿霧滴與垂直上升的熱氣流接觸進(jìn)行干燥，顆粒小的干燥物料 在干燥爐內(nèi)循環(huán)長大，只有長大具有一定粒度的顆粒才能克服垂直向上的氣流 而下落到燒成爐內(nèi)；進(jìn)入燒成爐內(nèi)的物料不斷循環(huán)燒成，只有燒成較好、具有 較高比重的熟料才能從燒成爐底部出來，進(jìn)入旋風(fēng)冷卻系統(tǒng)，冷卻后的熟料進(jìn) 入下道工序。物料在烘干爐內(nèi)的循環(huán)使烘干爐內(nèi)沿爐壁形成料幕，有效阻斷了 未烘干顆粒在爐壁上的結(jié)疤，同時，從高溫?zé)蔂t來的含堿、cr、 S032—煙氣， 一經(jīng)進(jìn)入烘干爐，溫度迅速下降，將在爐底部的循環(huán)物料上凝結(jié)，從而有效防 止了其在爐壁上的結(jié)疤。在燒成爐底部大量循環(huán)的物料不斷沖刷，使其底部不 易積累較多的液相，同時含有液相的燒成料下落時，和進(jìn)來的熱風(fēng)進(jìn)行熱交換， 使其迅速冷卻而不至于造成結(jié)疤。本實用新型的裝具有較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢。1、特別適宜于堿金屬氧化物含量高，或其它易產(chǎn)生高溫?fù)]發(fā)份漿液的烘干、 燒成。
2、 霧滴或粉狀物料與高溫?zé)煔獬浞纸佑|，換熱迅速，傳熱效率高、熱損耗低。3、 粉狀物料在爐內(nèi)燒結(jié)時間短，物料化學(xué)反應(yīng)充分，單位容積產(chǎn)能較高。4、 烘干、燒成工藝流程簡單，運行周期長，投資省，維護(hù)費用低、生產(chǎn)成 本低。5、 環(huán)境粉塵污染輕。 本發(fā)明具有以下技術(shù)優(yōu)勢和特點。1、 粉狀物料懸浮燒結(jié)技術(shù)。氧化鋁生產(chǎn)過程中的粉狀物料由燒成爐的頂部進(jìn)料，在爐內(nèi)呈高分散狀態(tài)， 高溫?zé)煔馀c粉狀物料接觸充分，傳熱效率高，粉狀物料化學(xué)反應(yīng)充分；粉狀物 料在燒成爐內(nèi)燒成時間短，且燒成質(zhì)量較好，單位熱耗下的粉狀燒結(jié)物料成品 的產(chǎn)能較傳統(tǒng)的燒成工藝可提高30%--60%以上。2、 粉狀物料顆粒粒徑容易控制。霧化液滴具有很高的傳熱面積，與高溫?zé)煔忾g熱交換充分。在高溫?zé)釟饬?與霧化的作用下，顆粒之間、干燥顆粒與霧化液滴之間不斷碰撞、接觸，使粉 狀物料顆粒之間得到吸附和粘結(jié)，或粉狀料不斷被霧滴包裹長大，這對于用戶 需要得到適宜粒徑顆粒的粉狀物料燒成產(chǎn)品有較大的技術(shù)優(yōu)勢。3、 強化爐內(nèi)粉狀物料循環(huán)燒成技術(shù) 高溫?zé)煔庥蓱腋×鲬B(tài)燒成爐錐底進(jìn)入爐內(nèi)，通過在燒成爐錐底設(shè)置了喇叭口形狀的縮口裝置，高溫?zé)煔鉄釟饬鞯牧魉偬岣吡?30%以上，這樣向上熱氣 流的動力得到加強，使?fàn)t內(nèi)下落的粉狀燒結(jié)物料獲得一個重新向上的動力，粉 狀燒結(jié)物料在懸浮流態(tài)燒成爐的中下部貼近內(nèi)壁四周形成一個環(huán)形向上的料 幕，粉狀燒結(jié)物料在此區(qū)域形成一個動態(tài)循環(huán)過程，強化了粉狀物料的燒結(jié)效 果，延長了粉狀物料的燒結(jié)時間，這對于需要化學(xué)反應(yīng)時間相對較長的粉狀物 料的燒成過程比較有利。4、 單向出料技術(shù)粉狀物料在懸浮流態(tài)燒成系統(tǒng)內(nèi)完成燒結(jié)過程后，由燒成爐錐底進(jìn)行出料， 通過在其錐底出料管道上加裝翻板止回閥，粉狀物料經(jīng)過翻板止回閥進(jìn)行間斷 出料，出料過程完成后，翻板止回閥關(guān)閉，這樣有效地保證了整個燒成系統(tǒng)流 程的負(fù)壓，爐內(nèi)負(fù)壓波動范圍較小，不影響燒成系統(tǒng)內(nèi)的高溫?zé)Y(jié)環(huán)境和負(fù)壓
狀況下的穩(wěn)定操作。5、霧化烘干、循環(huán)燒結(jié)系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣懸浮流態(tài)燒成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣。適應(yīng)于可以應(yīng)用于50微米到5 毫米的多種粉狀物料的燒結(jié)過程，既適宜于堿金屬氧化物含量高，或其它易產(chǎn) 生高溫?fù)]發(fā)份漿液的烘干、燒成，又適宜于其它不含或少含堿金屬氧化物含量 或其它易產(chǎn)生高溫?fù)]發(fā)份漿液的烘干、燒成。例如，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，可以應(yīng) 用于氧化鋁工業(yè)中的各種漿狀料、粉狀物料的烘干、燒結(jié)過程，也可應(yīng)用于其 內(nèi)附著水的烘干過程。同時在其它類似的行業(yè)中，比如陶瓷行業(yè)、粉末冶金行 業(yè)、食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)等，應(yīng)用推廣前景也比較廣闊。本實用新型的裝置，利用上升的熱氣流與霧化后的物料相接觸，來完成氧 化鋁生產(chǎn)過程中漿狀料的烘干和物料的燒成過程，其設(shè)備不需要繁瑣的轉(zhuǎn)動裝 置、熱效率高、占地面積小，工藝可靠。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種含堿鋁硅酸鹽料漿烘干及燒成裝置，其結(jié)構(gòu)包括一干燥爐、 一燒成爐、 氣固分離器；且干燥爐位于燒成爐上方； 其中干燥爐的結(jié)構(gòu)包括干燥爐殼體1—該殼體為一上端為圓筒狀、下端為縮錐形的內(nèi)襯有耐熱層的 殼體；排風(fēng)口 2—該排風(fēng)口設(shè)于殼體頂蓋上； 分離粉料回料管口 3—該回料管口設(shè)于筒體殼體側(cè)壁上； 霧化噴槍管口 4一該噴槍管口設(shè)于縮錐形殼體側(cè)壁上； 干燥物料排出管口 5—該排出管口位于縮錐形殼體錐底部； 其燒成爐的結(jié)構(gòu)包括燒成爐殼體6—該殼體為一上端為圓筒狀、下端為縮錐形的內(nèi)襯有耐熱層的 殼體；燒成粉料排出管口 7—該排出管口居中設(shè)于縮錐形筒體殼體錐底部； 熱進(jìn)風(fēng)管8—該熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)管設(shè)于縮錐形筒體殼體錐底部上的燒成粉料排出 管口側(cè)壁上；干燥物料后進(jìn)料口 9一該進(jìn)料口設(shè)于殼體頂蓋上；且該干燥物料后進(jìn)料口進(jìn) 與干燥爐物料排出管法蘭聯(lián)接；氣固分離器10為一旋風(fēng)分離器，分離器的進(jìn)風(fēng)管與干燥爐排風(fēng)口聯(lián)接，分 離器的排粉管與干燥器側(cè)上的分離粉料回料管口聯(lián)接；燒成爐的殼體的縮錐形 殼體內(nèi)中部設(shè)有一向下為擴錐形的、上端為開口的、下邊固接在縮錐形殼體內(nèi) 壁上的錐形圈板ll。圖中12為氣固分離器的強制排風(fēng)口。操作時，含堿鋁硅酸鹽料漿烘由干燥爐的霧化噴槍管口用市購的噴槍霧化 后進(jìn)入干燥爐中，800-1400°C的高溫?zé)煔庥蔁蔂t錐底直管段熱氣流進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入燒成爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到600-1350 x:的范圍，通過排煙系統(tǒng)使?fàn)t內(nèi)負(fù)壓在300-11000 Pa范圍內(nèi)。漿狀物料干燥后的粉狀物料由懸浮流態(tài)燒成爐頂部進(jìn)入爐 內(nèi)，進(jìn)行燒成。粉狀物料在燒成爐內(nèi)完成瞬間的燒結(jié)化學(xué)反應(yīng)和一定的顆粒附 聚吸附長大過程，由燒成爐底部進(jìn)行出料。對于顆粒較大化學(xué)反應(yīng)時間較長的 粉狀物料，在燒成爐錐部喇叭口的作用下，高溫?zé)釟饬髁魉僭龃螅狗蹱钗锪?形成一種向上噴動效果，在燒成爐中下部貼近爐壁四周形成向上的環(huán)形料幕， 使粉狀物料在爐內(nèi)得到循環(huán)，增加了物料燒結(jié)效果，延長了粉狀物料在爐內(nèi)的 燒結(jié)時間，燒結(jié)物料在爐內(nèi)達(dá)到動態(tài)條件下的平衡后，粉狀燒結(jié)物料開始向下 出料，經(jīng)過翻板止回閥和冷卻后形成需要的產(chǎn)品。燒成爐廢煙氣由頂部排出， 進(jìn)入烘干爐。烘干爐內(nèi)，霧化料漿與高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換，料漿得到烘干，由 于在烘干爐內(nèi)，循環(huán)物料形成料幕，有效防止了結(jié)疤的產(chǎn)生。烘干爐出口廢氣， 經(jīng)過收塵冷卻后排空，回收下的粉塵重新返回烘干爐。800-1400°C °C的高溫?zé)煔庥蓱腋×鲬B(tài)燒成爐錐底直管段進(jìn)入燒成爐內(nèi)，使?fàn)t 內(nèi)溫度達(dá)到600-1350 "C的范圍，負(fù)壓在300—11000Pa范圍內(nèi)。50微米到1厘 米的粉狀顆粒物料由懸浮流態(tài)燒成爐頂部進(jìn)入爐內(nèi)，進(jìn)行燒成。粉狀物料在燒 成爐內(nèi)完成瞬間的燒結(jié)化學(xué)反應(yīng)和一定的顆粒附聚吸附長大過程，由燒成爐底 部進(jìn)行出料。對于顆粒較大化學(xué)反應(yīng)時間較長的粉狀物料，在燒成爐錐部喇叭 口的作用下，高溫?zé)釟饬髁魉僭龃?，使粉狀物料形成一種向上噴動效果，在燒 成爐中下部貼近爐壁的四周形成向上的環(huán)形料幕，增加了燒結(jié)效果，延長粉狀 物料在爐內(nèi)的燒結(jié)時間，粉狀物料達(dá)到動態(tài)平衡后，開始向下出料，經(jīng)過翻板 止回閥實現(xiàn)間斷出料，同時翻板止回閥起到隔絕外部冷空氣進(jìn)入懸浮流態(tài)燒成 系統(tǒng)，這樣既保證了粉狀燒結(jié)物料的出料過程，又使懸浮流態(tài)燒成系統(tǒng)的溫度
和負(fù)壓保持穩(wěn)定，高溫粉狀燒結(jié)物料經(jīng)過冷卻后形成用戶需要的產(chǎn)品。粉狀物料在懸浮流態(tài)燒成系統(tǒng)的燒結(jié)過程在5-60秒的時間內(nèi)完成。整個懸浮流態(tài)燒成系統(tǒng)產(chǎn)生的廢煙氣由頂部排出進(jìn)入烘干爐。烘干爐內(nèi)，霧化料漿與高溫?zé)煔膺M(jìn) 行熱交換，料漿得到烘干，由于在烘干爐內(nèi)，循環(huán)物料形成料幕，有效防止了 結(jié)疤的產(chǎn)生。烘干爐出口廢氣，經(jīng)過收塵冷卻后排空，回收下的粉塵進(jìn)入粉狀 物料的進(jìn)料系統(tǒng)，經(jīng)過混合形成粉狀物料的閉路進(jìn)料。
權(quán)利要求1. 一種氧化鋁生產(chǎn)過程中物料的流態(tài)化燒成裝置，其特征在于所述的燒成裝置的結(jié)構(gòu)包括一干燥爐、一燒成爐、氣固分離器；且干燥爐位于燒成爐上方；其中干燥爐的結(jié)構(gòu)包括干燥爐殼體—該殼體為一上端為圓筒狀、下端為縮錐形的內(nèi)襯有耐熱層的殼體；排風(fēng)口—該排風(fēng)口設(shè)于殼體頂蓋上；分離粉料回料管口—該回料管口設(shè)于筒體殼體側(cè)壁上；霧化噴槍管口—該噴槍管口設(shè)于縮錐形殼體側(cè)壁上；干燥物料排出管口—該排出管口位于縮錐形殼體錐底部；其燒成爐的結(jié)構(gòu)包括燒成爐殼體—該殼體為一上端為圓筒狀、下端為縮錐形的內(nèi)襯有耐熱層的殼體；燒成粉料排出管口—該排出管口居中設(shè)于縮錐形筒體殼體錐底部；熱進(jìn)風(fēng)管—該熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)管設(shè)于縮錐形筒體殼體錐底部上的燒成粉料排出管口側(cè)壁上；干燥物料后進(jìn)料口—該進(jìn)料口設(shè)于殼體頂蓋上；且該干燥物料后進(jìn)料口進(jìn)與干燥器物料排出管法蘭聯(lián)接；其氣固分離器為一旋風(fēng)分離器，分離器的進(jìn)風(fēng)管與干燥爐排風(fēng)口聯(lián)接，分離器的排粉管與干燥爐側(cè)壁上的分離粉料回料管口聯(lián)接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁生產(chǎn)過程中物料的流態(tài)化燒成裝置， 其特征在于所述燒成反應(yīng)器的殼體的縮錐形殼體內(nèi)中部設(shè)有一向下為擴錐形 的、上端為開口的、下邊固接在縮錐形殼體內(nèi)壁上的錐形圈板。
專利摘要本實用新型涉及一種含堿鋁硅酸鹽料漿烘干及燒成裝置，一種氧化鋁生產(chǎn)過程中物料的流態(tài)化燒成裝置，其特征在于所述的燒成裝置的結(jié)構(gòu)包括一干燥爐、一燒成爐、氣固分離器；干燥爐位于燒成爐上方。本實用新型的裝置霧化后的料漿霧滴與垂直上升的熱氣流接觸進(jìn)行干燥，循環(huán)長大后下落到燒成爐內(nèi)；進(jìn)入燒成爐內(nèi)的物料不斷循環(huán)燒成，燒成質(zhì)量較好、具有較高比重的熟料從燒成爐底部出來，成為產(chǎn)品。采用實用新型霧化料漿、粉狀物料與高溫?zé)煔獬浞纸佑|，換熱迅速完全，傳熱效率高、熱損耗低。粉狀物料在爐內(nèi)燒結(jié)時間短，物料化學(xué)反應(yīng)充分，單位容積產(chǎn)能較高。工藝流程設(shè)備簡單、運行周期長，維護(hù)費用低。粉狀物料實現(xiàn)閉路進(jìn)料、閉路出料，環(huán)境粉塵污染輕。
文檔編號C01F7/00GK201214632SQ20082007971
公開日2009年4月1日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者劉國紅, 婁東民, 張立宙, 華 李, 李太昌, 栗志林, 濤 王, 王二星, 王松林, 旭 程, 胡國清, 莫進(jìn)超, 趙東峰, 邢體義, 閆祿軍, 靳古功, 韓黎明 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司