沈陽(yáng)威旭環(huán)??萍加邢薰臼菍I(yè)從事工業(yè)爐及其附屬設(shè)備技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、工程承包的專業(yè)研究和制造單位,其主要為冶金、機(jī)械、建材、石油、化工、輕工等行業(yè)提供各種類型工業(yè)爐窯及燃燒器、換熱器、爐用輔機(jī)和其它機(jī)械設(shè)備。氫氧化鋁焙燒是氧化鋁生產(chǎn)工藝中最后一道工序,焙燒的目的是在1000℃左右的高溫下把氫氧化鋁的附著水和結(jié)晶水脫除后,從而生產(chǎn)出符合電解要求和其他用途的氧化鋁。自18561892年以來(lái),分別由法國(guó)薩林德廠和奧地利人K.J拜耳研究發(fā)明堿-石灰燒結(jié)法和利用苛性堿溶液直接浸出鋁兔礦生產(chǎn)氧化鋁的拜耳法以來(lái),已有100多年的歷史了,截止到1963年,世界各國(guó)氧化鋁廠基本上都采用回轉(zhuǎn)窯焙燒氫氧化鋁來(lái)生產(chǎn)氧化鋁的工藝流程。
回轉(zhuǎn)焙燒窯的長(zhǎng)度一般都在100米左右,直徑在3米左右,有2%左右的斜度。在開(kāi)始下料前,首先要點(diǎn)燃安裝在窯前的油槍,把窯內(nèi)的溫度加熱到1000℃以上后,開(kāi)始下料,入窯后的濕氫氧化鋁隨窯體的旋轉(zhuǎn)由窯尾被送到窯頭,而熱氣流從窯頭向窯尾流動(dòng),使?jié)駳溲趸X在窯內(nèi)經(jīng)過(guò)烘干、脫水、晶型轉(zhuǎn)變等物理化學(xué)變化而焙燒成氧化鋁。根據(jù)物料在窯內(nèi)發(fā)生的物理化學(xué)變化,可以將窯從窯尾起劃分為以下四個(gè)帶:
1、烘干帶:此帶的主要作用是去除附著水,入窯后的濕氫氧化鋁并參和電收塵來(lái)的窯灰由30℃左右被加熱到200℃左右,附著水全部被蒸發(fā),烘干帶的熱氣則由600℃左右降低到250350℃左右出窯,經(jīng)旋風(fēng)收塵器至電收塵后排入大氣層。
2、脫水帶:此帶的主要作用是去除結(jié)晶水,氫氧化鋁由200℃左右繼續(xù)被加熱到900℃左右,全部脫除結(jié)晶水變?yōu)楦埋R氧化鋁(γ氧化鋁),而此帶的溫度由1050℃左右降到600℃左右。
3、煅燒帶:此帶的主要作用是進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)變,火焰溫度可達(dá)1500℃左右,嘎馬氧化鋁(γ氧化鋁)轉(zhuǎn)變?yōu)榘柗ㄑ趸X(α氧化鋁),焙燒溫度在11001200℃左右,物料在窯內(nèi)停留4045分鐘左右。
4、冷卻帶:氧化鋁在此帶冷卻到900800℃左右,然后進(jìn)入冷卻機(jī)即生產(chǎn)出產(chǎn)品氧化鋁。
長(zhǎng)鋁氧化鋁廠引進(jìn)丹麥?zhǔn)访芩构?850t/d氣體懸浮焙燒爐系統(tǒng)于1997年建成投產(chǎn),系統(tǒng)中原計(jì)有兩臺(tái)流化床冷卻器。為適應(yīng)氧化鋁產(chǎn)能不斷提高的要求,近幾年懸浮焙燒爐的生產(chǎn)操作技術(shù)也在不斷改進(jìn)和提高,2001年焙燒爐的產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到了2300~2400t/d,出四級(jí)旋風(fēng)冷卻器氧化鋁溫度已達(dá)250℃,使得流化床冷卻器出料溫度達(dá)到115℃以上,對(duì)氧化鋁輸送系統(tǒng)及包裝工序產(chǎn)生了極為不利的影響,溫度過(guò)高造成輸送系統(tǒng)透氣布及包裝袋的損壞,特別是進(jìn)入夏季,氣溫升高,冷卻效果更差,為保證冷卻器出料溫度在合理的范圍內(nèi),焙燒爐產(chǎn)能受到限制。
為進(jìn)一步提高焙燒爐產(chǎn)能,降低冷卻器,急需對(duì)流化床冷卻器進(jìn)行技術(shù)改造。但均具有共同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的先進(jìn)性,與回轉(zhuǎn)焙燒窯相比,流態(tài)化焙燒具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):
1、焙燒氧化鋁理論熱耗約為2.42GJ/TAL2O3,其余熱量主要是出窯廢氣和焙燒后的氧化鋁帶走或通過(guò)窯體散失,而流態(tài)化或氣態(tài)化焙燒的熱耗約為3.183.27MJ/kgAL2O3,可節(jié)煤氣約為300m3。
2、產(chǎn)品質(zhì)量好,產(chǎn)品中有害雜質(zhì)SiO2基本不受焙燒過(guò)程的影響,只取決于它在氫氧化鋁中的含量;相同比表面積的氧化鋁中阿爾法氧化鋁(α氧化鋁)含量低,在鋁電解中溶解速度較快,可提高鋁電解的電流效率;流態(tài)化焙燒的破碎指數(shù)不高:三種類型的流化焙燒爐均能滿足生產(chǎn)砂狀氧化鋁要求。
3.投資少:流態(tài)化焙燒的投資比回轉(zhuǎn)窯焙燒的投資少,國(guó)內(nèi)于是1983年,以日產(chǎn)800噸氧化鋁的焙燒裝置為例,根據(jù)實(shí)物工作量按當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)價(jià)格計(jì)算,流態(tài)化焙燒裝置的投資比回轉(zhuǎn)窯少4060%左右。
4.占地面積?。毫鲬B(tài)化焙燒裝置的占地面積小,以日產(chǎn)800噸氧化鋁的焙燒設(shè)備為例,僅是回轉(zhuǎn)窯焙燒裝置的五分之一,而建筑面積約為三分之一至三分之二。
5.設(shè)備簡(jiǎn)單,使用壽命長(zhǎng),維修難度低,費(fèi)用低流態(tài)化焙燒系統(tǒng)除了引風(fēng)機(jī)、給料設(shè)備之外,沒(méi)有大型的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。爐襯使用壽命可長(zhǎng)達(dá)10年左右,因而維修費(fèi)用低,據(jù)有關(guān)廠家提供的數(shù)據(jù):流態(tài)化焙燒爐的維修費(fèi)用只是回轉(zhuǎn)窯的35%左右。
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