一种晶型转化节能装置及含此装置的氧化铝焙烧系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种晶型转化节能装置，包括主箱体、落料管、压力平衡管、返料管和布风机构，效果是：结构精简，便于制作；便于控制物料在主箱体内停留适当的时间，确保物料完成晶型转化，使得产品达到优质冶金级氧化铝质量要求。本实用新型专利技术还提供一种氧化铝焙烧系统，包括主焙烧炉、旋风分离装置以及上述晶型转化节能装置，效果是：通过晶型转化节能装置和现有的氧化铝焙烧系统的结合，具有能降低焙烧主炉温度、降低燃料单耗或提高焙烧炉产能、降低焙烧炉初始氮氧化物浓度等特点；通过二次供风装置的设计，大大降低焙烧炉初始氮氧化物的排放量。

【技术实现步骤摘要】
一种晶型转化节能装置及含此装置的氧化铝焙烧系统
本技术涉及有色冶金
，特别地，涉及一种用于氧化铝气态悬浮焙烧系统中的晶型转化节能装置及含此装置的氧化铝焙烧系统。
技术介绍
氧化铝的焙烧温度是影响氧化铝质量的主要因素。悬浮焙烧温度一般控制在1050℃-1150℃，在焙烧过程中，随着脱水和相变的进行，氧化铝的物理性质、化学性质及其形状、粒度和表面性状等均相应发生变化，在900-1000℃温度焙烧的氧化铝，安息角小，流动性好，同时由于α-Al2O3含量低，比表面积大，电解时在冰晶石熔体中的熔解速度快，对HF吸附能力强，当焙烧温度达到1200℃以上时，粒子形状剧烈变化，表面变得粗糙，α-Al2O3粒子间内聚力大，粘附性强，加之粒度小，因此安息角大，流动性不好，风动输送也较困难，在冰晶石中熔解速度和吸附HF的能力低。降低焙烧温度可以降低燃料消耗，在燃料供应一定的情况下可以提高焙烧炉产能，达到节能降耗的目的。当焙烧温度高时，其煤气耗用量大，氧化铝灼碱低，与此同时，废气排放温度升高，热损失相对增高，由焙烧炉出来的氧化铝物料相对温度较高，带走的显热增加，这些均增加了能量消耗，并且不利于提高焙烧炉的产能。燃料在燃烧过程中生成氮氧化物，其中NO约占95％。按NOx生成的机理，燃烧生成的NOx有三种类型，即热力型NOx、燃料型NOx和快速型NOx。其中，热力型NOx为空气中的N2在高温下氧化而生成的NOx；燃料型NOx为燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中热分解进而氧化生成的NOx；快速型NOx指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团(CH)等反应而生成NOx，其生成量较少，一般占NOx总排放量的5％以下。热力型NOx生成量主要与温度、氧浓度和高温区停留时间有关；燃料型NOx生成量则主要与燃料含氮量、温度和过量空气系数有关。温度对热力型NOx的生产影响十分明显，当温度低于1350℃时热力型NOx生成极少，当温度高于1350℃反应逐渐明显，随着温度的升高热力型NOx生成急剧升高。焙烧炉炉膛温度在1050℃-1150℃，燃烧所生成的NOx主要是燃料型NOx，热力型NOx通常为NOx总排放量的10％以下。焙烧炉的NOx排放的控制主要以降低燃料型NOx的生成为主。燃料NOx的生成量与燃料含氮量有关，燃料中的含氮化合物在氧化性条件下生产NOx，遇到还原性气氛如缺氧状态时，NOx会还原成N2，随着燃烧条件的改变，最初生产的NOx有可能被破坏，因此，NOx最终排放量取决于NOx的生产反应和还原反应的综合结果。因此，设计一种能够有效降低焙烧炉的温度、确保灼减合格且能降低氮氧化物初始排放浓度的氧化铝生产装置及方法具有重要意义。
技术实现思路
本技术的第一目的在于提供一种结构精简、能有效降低焙烧炉温度且利于晶型转化的节能装置，具体如下：一种晶型转化节能装置，包括主箱体、落料管、压力平衡管、返料管和布风机构；所述主箱体的内腔通过隔板分隔成并列设置的松动床和输送床，所述隔板的下端与所述主箱体的内腔底部形成物料通过的通道；所述落料管与所述松动床连通；所述压力平衡管和所述返料管均与所述输送床连通，所述压力平衡管用于平衡主箱体的内腔的压力，所述返料管用于确保晶型转化后的物料输出；所述布风机构包括等压风室、布风板以及风帽，所述等压风室与外界风源连接且其位于所述主箱体的下方，所述布风板位于所述主箱体和所述等压风室之间，所述布风板上设有多个用于连通所述等压风室和所述松动床以及连通所述等压风室和所述输送床的风帽。本技术的晶型转化节能装置的结构精简，便于制作；落料管用于为晶型转化节能装置输送物料，压力平衡管用于平衡主箱体的内腔的压力，返料管用于确保晶型转化后的物料输出，布风机构用于为松动床和输送床内布风，通过风帽的小孔孔径和数量的控制，既能确保主箱体内压力平衡，又能够确保物料在松动床内鼓泡状流动以及物料在输送床内流态化流动，便于控制物料在主箱体内停留适当的时间，确保物料完成晶型转化，使得产品达到优质冶金级氧化铝质量要求。以上技术方案中优选的，所述压力平衡管与所述输送床的顶部连通，所述返料管与所述输送床的侧壁连通；所述落料管与所述松动床的顶部连通；所述落料管和所述返料管上均设有用于检测物料温度的温度检测装置。压力平衡管、返料管以及落料管的位置设置，可根据实际情况选择，能够实现物料顺利落入松动床、主箱体内压力平衡以及物料顺利返料即可，如优选：落料管与松动床顶部连通且落料管的中心线沿竖直方向设置；返料管与输送床的中下部连通，便于物料返料，返料管的中心轴线和竖直方向之间形成25°-75°的夹角；压力平衡管与输送床顶部连通，且压力平衡管的中心线和竖直方向成0°-75°的夹角。落料管和返料管上均设有温度检测装置，便于实时监测物料的温度。优选温度传感器，温度检测精准度高。以上技术方案中优选的，物料在所述主箱体的内腔中停留时间为10-120秒；物料在主箱体内停留适当的时间，使得物料经过晶型转化节能装置过程中有足够的时间在温度950℃-980℃范围内进行晶型转化，保证出来物料的α-Al2O3含量＜5％-10％，灼减＜0.8％，以获得高性能的电解级氧化铝，并可减少焙烧煤气单耗，有利于提高焙烧炉产能；所述主箱体、落料管、压力平衡管以及返料管均采用保温结构，且所述保温结构的外壁温度小于等于50℃；所述保温结构包括钢制外壳以及设置在所述钢制外壳内壁上的保温层，所述保温层包括一层保温隔热单层或至少层叠设置的两层保温隔热单层；所述保温隔热单层包括至少一层隔热材料层和至少一层耐火材料层。以上技术方案中优选的，还包括排料管组，所述排料管组包括用于排出输送床内物料的第一排料管和用于排出所述松动床内物料的第二排料管，所述第一排料管和所述第二排料管上均设有排料阀；所述第一排料管的出口和所述第二排料管的出口均与外界料箱连通；优选所述第一排料管和所述第二排料管均采用直径为100-150mm的钢管。排料管组包括用于排出输送床内物料的第一排料管和用于排出所述松动床内物料的第二排料管，用于事故时排出主箱体内的物料，实用性强。以上技术方案中优选的，所述等压风室具有倾斜的底面，底面与水平面之间形成的倾角为8°-15°；所述等压风室的水平截面积与所述布风板的有效截面积相等，气流在等压风室的上升速度小于等于1.5m/s，进入等压风室的气流速度小于10m/s；所述等压风室的稳压段高度大于等于500mm，优选为500mm-8000mm；等压风室设有倾斜的底面且具有稳压段，能使风室内的静压沿深度保持不变，有利于提高布风的均匀性；所述风帽为带帽头的蘑菇型或无帽头的圆柱型侧孔式小风帽，风帽的小孔为水平或向下倾斜5°-45°的倾斜角，风帽顶部为锥形，锥角为100°-120°；优选的，风帽的外径为40mm、壁厚为6-8mm，小孔的直径为0.15-0.25mm，小孔的风速为50-60m/s。风帽的结构和数量可根据实际需求选择，以物料在松动床内鼓泡状流动以及物料在输送床内流态化流动为准，调控物料在主箱体的停留时间，实用性强。以上技术方案中优选的，还包括设置在所述等压风室和外界风源之间的加热装置，外界风源经过加热装置转化为200℃-300℃的热风进入所述等压风室，即所述的等压风室内的压力风为热风，环境中的自然风通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶型转化节能装置，其特征在于：包括主箱体(1.1)、落料管(1.2)、压力平衡管(1.3)、返料管(1.4)以及布风机构(1.5)；所述主箱体(1.1)的内腔通过隔板(1.6)分隔成并列设置的松动床(1.11)和输送床(1.12)，所述隔板(1.6)的下端与所述主箱体(1.1)的内腔底部形成物料通过的通道(1.13)；所述落料管(1.2)与所述松动床(1.11)连通；所述压力平衡管(1.3)和所述返料管(1.4)均与所述输送床(1.12)连通，所述压力平衡管(1.3)用于平衡主箱体的内腔的压力，所述返料管(1.4)用于确保晶型转化后的物料输出；所述布风机构(1.5)包括等压风室(1.51)、布风板(1.52)以及风帽(1.53)，所述等压风室(1.51)与外界风源连接且其位于所述主箱体(1.1)的下方，所述布风板(1.52)位于所述主箱体(1.1)和所述等压风室(1.51)之间，所述布风板(1.52)上设有多个用于连通所述等压风室(1.51)和所述松动床(1.11)以及连通所述等压风室(1.51)和所述输送床(1.12)的风帽(1.53)。

【技术特征摘要】
1.一种晶型转化节能装置，其特征在于：包括主箱体(1.1)、落料管(1.2)、压力平衡管(1.3)、返料管(1.4)以及布风机构(1.5)；所述主箱体(1.1)的内腔通过隔板(1.6)分隔成并列设置的松动床(1.11)和输送床(1.12)，所述隔板(1.6)的下端与所述主箱体(1.1)的内腔底部形成物料通过的通道(1.13)；所述落料管(1.2)与所述松动床(1.11)连通；所述压力平衡管(1.3)和所述返料管(1.4)均与所述输送床(1.12)连通，所述压力平衡管(1.3)用于平衡主箱体的内腔的压力，所述返料管(1.4)用于确保晶型转化后的物料输出；所述布风机构(1.5)包括等压风室(1.51)、布风板(1.52)以及风帽(1.53)，所述等压风室(1.51)与外界风源连接且其位于所述主箱体(1.1)的下方，所述布风板(1.52)位于所述主箱体(1.1)和所述等压风室(1.51)之间，所述布风板(1.52)上设有多个用于连通所述等压风室(1.51)和所述松动床(1.11)以及连通所述等压风室(1.51)和所述输送床(1.12)的风帽(1.53)。2.根据权利要求1所述的晶型转化节能装置，其特征在于：所述压力平衡管(1.3)与所述输送床(1.12)的顶部连通，所述返料管(1.4)与所述输送床(1.12)的侧壁连通；所述落料管(1.2)与所述松动床(1.11)的顶部连通；所述落料管(1.2)和返料管(1.4)上均设有用于检测物料温度的温度检测装置。3.根据权利要求1所述的晶型转化节能装置，其特征在于：物料在所述主箱体(1.1)的内腔中停留时间为10-120秒。4.根据权利要求1所述的晶型转化节能装置，其特征在于：所述主箱体(1.1)、落料管(1.2)、压力平衡管(1.3)以及返料管(1.4)均采用保温结构，且所述保温结构的外壁温度小于等于50℃。5.根据权利要求4所述的晶型转化节能装置，其特征在于：所述保温结构包括钢制外壳以及设置在所述钢制外壳内壁上的保温层，所述保温层包括一层保温隔热单层或至少层叠设置的两层保温隔热单层；所述保温隔热单层包括至少一层隔热材料层和至少一层耐火材料层。6.根据权利要求1-5任意一项所述的晶型转化节能装置，其特征在于：还包括排料管组(1.7)，所述排料管组(1.7)包括用于排出输送床内物料的第一排料管(1.71)和用于排出所述松动床内物料的第二排料管(1.72)，所述第一排料管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋受宝，沈育敏，周国章，
申请(专利权)人：湖南思为能源环保工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43