二次铝灰安全煅烧系统、方法及煅烧产品的应用技术方案

本发明专利技术公开了二次铝灰安全煅烧系统、方法及煅烧产品的应用，涉及铝灰无害化及资源化技术领域，解决现有技术中二次铝灰煅烧中铝灰自燃后的结窑和温度失控的问题。本发明专利技术的安全煅烧系统，包括设铝灰渣进口的一段回转窑，以及从一段回转窑接出用于铝灰升温燃烧的二段焚烧窑，二段焚烧窑设有自预热回收系统。本发明专利技术方法包括：将二次铝灰送入一段回转窑中加热；再送至二段焚烧窑，先于前端缺氧状态下加热，再于后端富氧状态下高温焚烧；焚烧后的物料送至一段回转窑的外加热套中为一段回转窑加热物料提供热量。本发明专利技术创造性地将不加或加入极少量的防结块的情况下，实现了二次铝灰的安全煅烧，所得产品中α

【技术实现步骤摘要】
二次铝灰安全煅烧系统、方法及煅烧产品的应用


[0001]本专利技术涉及铝灰无害化及资源化
，具体涉及二次铝灰安全煅烧系统、方法及煅烧产品的应用。

技术介绍

[0002]铝灰分为一次铝灰和二次铝灰，一次铝灰是电解氧化铝生产原铝过程中产生一种不熔于铝液的浮渣，一次铝灰经铝回收后变成二次铝灰。二次铝灰主要成份为氧化铝、氮化铝、碳化铝、少量的金属铝和一定量的盐和二氧化硅。
[0003]二次铝灰是冶炼铝工业的重要固体废弃物，产生量巨大。由于铝灰含有的氮氧化物很不稳定，易发生化学反应，形成易燃的、有害的刺激性气体，如氨气、甲烷等，造成空气、地下水污染，所以国家有害废料目录把铝灰定义为危险废物。
[0004]现有技术中，对于二次铝灰的处理方法主要包括湿法处理和干法煅烧。传统湿法处理方法存在处理效率低、环境污染大、成本高等缺点，导致铝灰长期存储存在安全隐患。干法煅烧被认为是处理二次铝灰的有效方法，然而在生产过程中，采用传统的回转窑煅烧，二次铝灰的燃烧不受控制且容易结块，最后出现炉膛爆燃、结炉甚至烧毁脉冲布袋除尘器的安全问题。为了解决结炉问题和爆燃问题，现有技术通过大量加入钙石、铝矾土等物质。采用这种方法虽然可以解决二次铝灰煅烧炉膛结块的问题，但导致有效处理二次铝灰的能力大幅下降，烧制后的产品因Al2O3含量较低，附加值被极大地降低。
[0005]因此，提供一种二次铝灰的处理方法，高效、安全、Al2O3含量高，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于，提供一种二次铝灰安全煅烧系统，在不加或少量添加辅助剂的情况下，解决现有技术中二次铝灰煅烧中火法处理过程的结窑和温度失控的问题。
[0007]本专利技术的目的之二在于，提供采用上述系统安全煅烧二次铝灰的方法。
[0008]本专利技术的目的之三在于，提供上述安全煅烧二次铝灰的方法制得的α
‑
Al2O3产品的应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0010]本专利技术提供的一种二次铝灰安全煅烧系统，包括设铝灰渣进口的一段回转窑，以及从一段回转窑接出用于铝灰升温燃烧的二段焚烧窑，二段焚烧窑设有自预热回收系统。
[0011]本专利技术的部分实施方案中，一段回转窑为双层间接加热式回转窑，二段焚烧窑物料出口与一段回转窑双层间接加热的外加热套通过密封管道连接，并且二段焚烧窑物料出口处铝灰燃烧物料通过密封管道进入一段回转窑双层间接加热的外加热套内。
[0012]本专利技术的部分实施方案中，铝灰渣进口设有用于为一段回转窑内输送铝灰渣物料的螺旋送料机或斗提机。
[0013]本专利技术的部分实施方案中，二段焚烧窑与一段回转窑之间设有用于将斗提机内处
理好的铝灰渣转移至二段焚烧窑内的物料转移斗提机。
[0014]本专利技术的部分实施方案中，自预热回收系统包括设于二段焚烧窑尾部的集成炉尾箱，以及从集成炉尾箱接出的炉前管道，炉前管道接入至二段焚烧窑前端以将二段焚烧窑后端铝灰自燃后的热风输送至二段焚烧窑前端。
[0015]本专利技术的部分实施方案中，还包括通过管道从一段回转窑和二段焚烧窑接出的尾气处理装置，尾气处理装置内顺着尾气流向顺序分布有旋风除尘机、布袋除尘器、以及脱硝脱硫机，尾气处理装置设置有预热排烟口。
[0016]本专利技术的部分实施方案中，一段回转窑和二段焚烧窑头部设有炉头平台，炉头平台设有集成炉头箱，尾气处理装置安装于炉头平台上，一段回转窑和二段焚烧窑尾部设有炉尾平台。
[0017]本专利技术提供的采用上述的二次铝灰安全煅烧处理系统安全煅烧二次铝灰的方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1.将不加或加入极少量防结块的二次铝灰送入一段回转窑中加热，优选地，炉窑温度为400
‑
600℃，物料停留时间为40
‑
180min；
[0019]步骤2.将一段回转窑中加热后的物料送至二段焚烧窑，二段焚烧窑的炉温分段控制，物料先于前端缺氧状态下加热，再于后端富氧状态下高温焚烧；优选地，前端温度为700
‑
1000℃，物料停留时间为30
‑
90min；优选地，后端温度为1200℃
‑
1600℃，物料停留时间为30
‑
120min；优选地，后端高温焚烧时通入纯氧，保证铝灰充分燃烧；
[0020]步骤3.将高温焚烧后的物料送至一段回转窑的外加热套中，为一段回转窑加热物料提供热量；通过热交换，物料温度下降，排出安全煅烧处理系统后，经冷却，得到无害化高含量的α
‑
Al2O3产品。
[0021]本专利技术的部分实施方案中，二次铝灰中含铝单质质量分数低于20wt％；
[0022]优选地，二次铝灰的粒径为120
‑
180目；
[0023]优选地，防结块的用量为二次铝灰质量的0
‑
5wt％。
[0024]本专利技术的技术思路在于，将二次铝灰不加或加入极少量的防结块，先于缺氧状态、温度小于铝单质熔点条件下加热二次铝灰，去除二次铝灰中的水分等杂质；然后进入二段焚烧窑。于二段焚烧窑的前端于缺氧状态将物料的温度提升至铝单质熔点以上，再进入二段焚烧窑的后端，于富氧状态下快速焚烧。二次铝灰首先于小于铝单质熔点条件下加热，去除部分杂质的同时，不会使二次铝灰液化，造成结块或爆镗；其次，铝灰二段窑前端的缺氧段中先加热提升温度，不会产生熔融的铝单质外溢和铝单质燃烧，有利于温度的控制；最后在富氧段铝单质快速氧化焚烧，不会造成结块或爆镗。本专利技术不加或极少量的防结块，所得产品α
‑
Al2O3高，可作为瓷砖或耐火砖生产材料。
[0025]本专利技术提供的上述安全煅烧二次铝灰的方法制得的α
‑
Al2O3产品作为瓷砖或耐火砖生产材料的应用。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术设计科学，构思巧妙。本专利技术创造性地将不加或加入极少量的防结块的情况下，实现了二次铝灰的安全煅烧，所得产品中α
‑
Al2O3高，且能耗少，对环境友好。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的二次铝灰安全煅烧系统的结构示意图；
[0029]图2为图1中A
‑
A截面视图；
[0030]图3为本专利技术炉头平台示意图；
[0031]附图4为二次铝灰的热重曲线图；
[0032]附图5为二次铝灰的DSC曲线图；
[0033]图6为在空气中不同温度下二次铝灰有害元素的脱除率结果图；
[0034]附图7为在本专利技术煅烧系统中不同部位煅烧的二次铝灰图。
[0035]其中，附图标记对应的名称为：
[0036]1、铝灰渣进口；2、一段回转窑；3、二段焚烧窑；4、集成炉尾箱；5、炉前管道；6、尾气处理装置；7、预热排烟口；8、炉尾平台；9、炉头平台；10、集成炉头箱；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次铝灰安全煅烧系统，其特征在于，包括设铝灰渣进口(1)的一段回转窑(2)，以及从一段回转窑(2)接出用于铝灰升温燃烧的二段焚烧窑(3)，二段焚烧窑(3)设有自预热回收系统。2.根据权利要求1所述的一种二次铝灰安全煅烧系统，其特征在于，一段回转窑(2)为双层间接加热式回转窑，二段焚烧窑(3)物料出口与一段回转窑(2)双层间接加热的外加热套通过密封管道连接，并且二段焚烧窑(3)物料出口处铝灰燃烧物料通过密封管道进入一段回转窑(2)双层间接加热的外加热套内。3.根据权利要求1所述的一种二次铝灰安全煅烧系统，其特征在于，铝灰渣进口(1)设有用于为一段回转窑(2)内输送铝灰渣物料的螺旋送料机或斗提机。4.根据权利要求1所述的一种二次铝灰安全煅烧系统，其特征在于，二段焚烧窑(3)与一段回转窑(2)之间设有用于将斗提机内处理好的铝灰渣转移至二段焚烧窑(3)内的物料转移斗提机。5.根据权利要求1所述的一种二次铝灰安全煅烧系统，其特征在于，自预热回收系统包括设于二段焚烧窑(3)尾部的集成炉尾箱(4)，以及从集成炉尾箱(4)接出的炉前管道(5)，炉前管道(5)接入至二段焚烧窑(3)前端以将二段焚烧窑(3)后端铝灰自燃后的热风输送至二段焚烧窑(3)前端。6.根据权利要求1所述的一种二次铝灰安全煅烧系统，其特征在于，还包括通过管道从一段回转窑(2)和二段焚烧窑(3)接出的尾气处理装置(6)，尾气处理装置(6)内顺着尾气流向顺序分布有旋风除尘机、布袋除尘器、以及脱硝脱硫机，尾气处理装置(6)设置有预热排烟口(7)。7.根据权利要求6所述的一种二次铝灰安全煅烧系统，其特征在于，一段回转窑(2)和二段焚烧窑(3)头部设有炉头平台(...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂明生，
申请(专利权)人：四川极铝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：