一种焙烧反应生成器及纳米氧化铝生产方法技术

一种焙烧反应生成器，包括强氧化气氛高温炉、高压吸送风机、预混合天然气喷枪、制氧机和控制系统；利用该焙烧反应生成器生产纳米氧化铝的方法是：预混合天然气喷枪喷出高温燃气中，天然气与氧气混合比为1:1至1:2；形成高温范围1200℃

【技术实现步骤摘要】
一种焙烧反应生成器及纳米氧化铝生产方法


[0001]本专利技术涉及一种焙烧反应生成器，以及利用该焙烧反应生成器生产纳米氧化铝的方法。

技术介绍

[0002]目前国内外生产γ晶型和α晶型氧化铝的焙烧工艺是：隧道窑和回转窑，制品烧成时间长，能耗高，环境污染严重，氧化铝晶体颗粒粗细不均，颗粒大小无法控制，不可能生产出纳米级高档氧化铝。隧道窑焙烧氧化铝时，只能生产α晶型氧化铝。将工业β氧化铝粉装入匣钵，金字塔形堆放在窑车上，排队进入窑内，经过高温1400℃以上煅烧加工而成，匣钵内氧化铝芯料烧熟依靠氧化铝自身的导热，所以内外颗粒大小不同、转化率完全不同。一般α晶型氧化铝转化率混合平均达到95％以上，α晶型氧化铝转化率值越高，说明煅烧越充分、煅烧温度越高，转化率容易达到，但是煅烧后的氧化铝细粉需要再经过精细研磨处理达到微粉级别作陶瓷或耐火材料原料使用，而且氧化铝的反应活性较差。每个匣钵的氧化铝粉表皮和内芯品质不同，匣钵间里外、上下品质不同，热效率低，损耗大，污染严重，匣钵消耗大，氧化铝晶体颗粒无法控制。回转窑焙烧氧化铝时，将洗净的湿氢氧化铝饲入窑内一端，从回转窑的另一端喷入重油或燃气，在窑内完成烘干、脱除结晶水和晶型转化等反应过程，氧化铝焙烧过程受热不均匀，靠近筒壁的原料经常出现长期不出或者同时大块出料，品质依靠后期的均化处理，无法生产出高档纳米氧化铝。燃气的热能经过回转窑后从另一端排出，同时带走部分氧化铝，热效率低，损耗大，污染严重，氧化铝晶体颗粒无法控制，需要通过均化后提供平均指标的产品。如果需要生产出球形氧化铝制品，是不可能完成的。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是克服上述已有技术的不足，提供一种节能环保、生产效率高、焙烧氧化铝晶体颗粒可控的焙烧反应生成器，以及利用该生成器生产纳米氧化铝的方法。
[0004]本专利技术纳米氧化铝生产用焙烧反应生成器包括：强氧化气氛高温炉、高压吸送风机、预混合天然气喷枪、制氧机和控制系统；控制系统包括:PLC、气体智能涡轮流量计，OMRON
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E5AN
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H型温度控制仪、流量控制仪和压力控制仪，B型热电偶、压力变送器、电动执行器、喷枪电磁阀、观火孔和红外线测温仪；OMRON
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E5AN
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H型温度控制仪的23、24接点与B型热电偶的“+、
‑”
接口连接；预混合天然气喷枪上配套装有起安全保护作用的喷枪电磁阀；OMRON
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E5AN
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H型温度控制仪的通迅接口(13、14点)输入输出线路与PLC的RS
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232接口连接；喷枪电磁阀电源(1、2点)连接对应的保险和共用零线，喷枪电磁阀阀位信号3、4点与温度控制仪3、4点连接；气体智能涡轮流量计与OMRON
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E5AN
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H型流量控制仪连接；高压吸送风机变频器与PLC的RS
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232接口连接；强氧化气氛高温炉腔室是圆球形结构，腔室内层材料为锆刚玉耐火材料，外层包裹氧化铝纤维棉，最外层为金属外壳；控制混合燃气流量的电动执行器安装在喷枪电磁阀与预混合天然气喷枪之间；强氧化气氛高温炉腔室压力变送器与OMRON
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E5AN
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H型压力控制仪连接；制氧机装在喷枪电磁阀前端；制氧机的另一条出口管路与强氧
化气氛高温炉出料口联通；红外线测温仪采用手提式红外线测温仪，通过安装在强氧化气氛高温炉金属外壳上的观火孔处测温。高压吸送风机连接在强氧化气氛高温炉的进料口上。
[0005]所述强氧化气氛高温炉腔室内直径为1m的球形。所述高压吸送风机上配套装有可控制流量的风机变频器。所述预混合天然气喷枪上安装有用于观察喷枪火焰的火焰监控器和用于点火的点火器；火焰监控器的1、2、3、PE接点与点火器的5、6、7、PE接点相互连接后，一个接头是火焰监控器的电源(1、2点)与PLC输入端相连，另外一个接头与喷枪电磁阀相连。
[0006]所述PLC为CPM2A
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2OCDR
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D,1点入8点继电器输出。所述气体智能涡轮流量计包括天燃气气体智能涡轮流量计、氧气气体智能涡轮流量计，均安装在天燃气供气管路上和氧气供气管路上，并且分别与天然气气体智能涡轮流量计、氧气气体智能涡轮流量计相连接。
[0007]所述温度控制仪为OMRON
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E5AN
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H型，所述流量控制仪为OMRON
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E5AN
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H型，压力控制仪为OMRON
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E5AN
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H型。所述B型热电偶为双铂铑0
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1800℃型。所述电动执行器为DIIBT4隔爆型；预混合天然气喷枪功率为50
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200KW。所述气体智能涡轮流量计参数为MILON,1.5",流量范围8
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80m3/h；红外线测温仪参数为TD1800,测温
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18℃
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1800℃。制氧机的一条管路连接预混合天然气喷枪，制氧机的另一条管路与强氧化气氛高温炉的出料口联通；制氧机技术参数为XSO
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60,氧气产量60m3/h。
[0008]采用上述焙烧反应生成器生产纳米氧化铝的方法是：
[0009]首先启动制氧机和高压吸送风机，待强氧化气氛高温炉腔室内的氧气含量达到25％左右时，预混合天然气喷枪点火，B型热电偶测得强氧化气氛高温炉腔室腔室内火焰温度达到1500℃后，启动给料；
[0010]所述预混合天然气喷枪喷出高温燃气中，天然气与氧气混合比为1:1至1:2；形成高温范围1200℃
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1800℃,氢氧化铝单个颗粒细粉在高温作用下，瞬间发生反应脱水，晶体颗粒却不会长大；
[0011]本专利技术采用全新的技术和生产工艺流程，可以生产出高品质的纳米氧化铝，节能环保，生产效率高，生产成本低，氧化铝制品颗粒大小可控，生产制品适用范围非常广，没有污染物排放，生产出来的产品市场需求旺盛。具有很好的企业效益和社会效益。可以生成活性纳米氧化铝；也可以根据产品需要，将强氧化气氛高温炉增加到N段焙烧，同时实现生产γ型、α型氧化铝。
附图说明
[0012]图1为本专利技术装置结构示意图；
[0013]图中：1.天然气气体智能涡轮流量计，2.喷枪电磁阀，3.电动执行器，4.火焰监控器，5.预混合天然气喷枪，6.制氧机，7.氧气气体智能涡轮流量计，8.点火器，9.耐火材料，10.氧化铝纤维棉，11.强氧化气氛高温炉金属外壳，12.B型热电偶，13.强氧化气氛高温炉腔室，14.观火孔，15.压力变送器，16.出料口，17.高压吸送风机连接口，18.氧含量检测仪。
具体实施方式
[0014]预混合天然气喷枪5上配套装有起安全保护作用的喷枪电磁阀2；喷枪电磁阀2电
源(1、2点)连接对应的保险和共用零线，喷枪电磁阀2阀位信号(3、4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焙烧反应生成器,其特征是包括强氧化气氛高温炉、高压吸送风机、预混合天然气喷枪、制氧机和控制系统；控制系统包括PLC、天然气气体智能涡轮流量计、氧气气体智能涡轮流量计、温度控制仪、流量控制仪和压力控制仪、B型热电偶、压力变送器、电动执行器、喷枪电磁阀和红外线测温仪；温度控制仪与B型热电偶连接；温度控制仪的通迅接口输入输出线路与PLC的RS
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232接口连接；预混合天然气喷枪上配套装有起安全保护作用的喷枪电磁阀；喷枪电磁阀电源连接对应的保险和共用零线，喷枪电磁阀阀位信号与温度控制仪连接；气体智能涡轮流量计与流量控制仪连接；高压吸送风机变频器与PLC的RS
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232接口连接；强氧化气氛高温炉内部腔室是圆球形结构，腔室内层材料为锆刚玉耐火材料，外层包裹氧化铝纤维棉，最外层为金属外壳；控制混合燃气流量的电动执行器安装在喷枪电磁阀与预混合天然气喷枪之间；压力变送器与压力控制仪连接；制氧机的一条管路连接预混合天然气喷枪，制氧机的另一条管路与强氧化气氛高温炉的出料口联通；红外线测温仪采用手提式红外线测温仪，安装在强氧化气氛高温炉金属外壳上的观火孔处；高压吸送风机连接在强氧化气氛高温炉的进料口上。2.如权利要求1所述的焙烧反应生成器,其特征是强氧化气氛高温炉腔室内直径为1m。3.如权利要求1或2所述的纳米氧化铝生产用焙烧反应生成器,其特征是高压吸送风机上配套装有可控制流量的风机变频器。4.如权利要求1或2所述的焙烧反应生成器,其特征是预混合天然气喷枪上安装有用于观察预混合天然气喷枪火焰的火焰监控器和用于点火的点火器；火焰监控器的1、2、3、PE接点与点火器的5、6、7、PE接点相互连接后，一个接头是火焰监控器的电源(1、2点)与PLC输入端相连，另外一个接头与预混合天然气喷枪电磁阀相连。5.如权利要求1或2所述的焙烧反应生成器,其特征是所述PLC为CPM2A
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2OCDR
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D,1...

【专利技术属性】
技术研发人员：任立民，
申请(专利权)人：任立民，
类型：发明
国别省市：