5神华准能 “一步酸溶法”粉煤灰生产氧化铝焙烧炉的选型研究.ppt

焙烧是氧化铝生产的重要工序之一，碱法氧化铝焙烧就是烘干氢氧化铝滤饼附着水，脱除其中的结晶水的过程，并完成部分γ-Al2O3型的氧化铝转化为α- Al2O3。 氢氧化铝（含附着水12％）焙烧的理论热耗为2.45MJ/Kg.AL2O3，焙烧能耗占整个氧化铝生产能耗的13 %～ 16 %。 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 传统的氢氧化铝焙烧采用回转窑，其主要缺点为焙烧出的产品质量低、热耗高、设备庞大、运转设备台数多、检修维护工作量大；劳动条件恶劣，环境污染严重。 焙烧热耗平均在5.3 MJ/Kg.AL2O3，热效率仅为45％左右。不同生产厂家由于焙烧设备不同及其他原因，热耗存在着很大的差异。 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 上世纪80年代后，新型的氢氧化铝焙烧工艺即流态化焙烧技术，逐步在世界各大氧化铝厂得到广泛应用。 流态化焙烧与传统的回转窑焙烧相比具有无可比拟的优越性，具体表现在以下几方面： 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 山西铝厂首次引进美铝技术、德国KHD公司的流态化闪速焙烧炉（1#炉），设计产能1320t/d，热耗740Kcal/kg.Al2O3 ，1987年投产。 山西铝厂引进的2#炉（GSC）是我国氧化铝生产中的首台气态悬浮焙烧炉，也是丹麦FLS .SMidth公司第一台使用发生炉煤气的炉子，设计产能1300t/d，热耗750kcal/kg- Al2O3 ，1992年投产。 山东铝厂于1996年5月引进了德国鲁奇公司的1600t/d循环炉，热耗小于3.2MJ/kg-Al2O3。 我国先后引进三种类型的流态化焙烧炉 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 1.流态化闪速焙烧炉 采用正压作业，稀相换热和浓相保温相结合的技术。 流态化闪速焙烧炉流程示意图 流态化焙烧热耗低，热利用效率高。传统的回转窑焙烧热耗大约在5.3MJ/Kg.Al2O3左右，而流态化焙烧热耗只有3.03～3.18 MJ/Kg. Al2O3，热利用效率比传统的回转窑可提高40％左右，大大降低了燃料的消耗； 流态化焙烧自动化水平高，大多采用计算机集散系统控制，设备运转率高，维修工作量小； 流态化焙烧产品质量稳定，其中有害杂质SiO2的增加现象不明显，而回转窑则增加较多； 流态化焙烧占地面积小，环境污染轻。 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 流态化闪速焙烧炉经过多年的实践及不断的改进，焙烧炉产能已达到了1350t/d的水平，实现了达标达产，并且生产成本进一步降低。 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 2. 气态悬浮焙烧炉 采用负压作业，稀相流态化技术。 气态悬浮焙烧炉流程示意图 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 现在气态悬浮焙烧炉GSC的产能一般能达到设计产能，甚至超过了设计产能，比如1300t/d炉型，可以达到1450t/d，1850 t/d炉型达到2250t/d。 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 3. 循环流态化焙烧炉 采用正压作业，浓相循环流化床焙烧技术。 循环流态化焙烧炉流程示意图 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 目前循环流态化焙烧炉1400T/d炉型的能力已经到1600T/d，1800T/d炉型的能力已经到2000T/d以上。 我国氧化铝焙烧技术的发展历程 五、“一步酸溶法”生产氧化铝 焙烧炉的选型研究 * 结晶氯化铝焙烧是“一步酸溶法”循环流化床粉煤灰提取氧化铝工艺的关键工序之一，其能耗占氧化铝综合能耗的50%以上，所以选择节能的焙烧装置至关重要。 由于结晶氯化铝与氢氧化铝在物理、化学性质存在较大差异，导致现行的流态化闪速焙烧炉、循环流态化焙烧炉、气态悬浮焙烧炉均不能直接使用，需单独开发。 “一步酸溶法”生产氧化铝焙烧炉的选型研究 结晶氯化铝焙烧与氢氧化铝焙烧的主要差异 Al(OH)3的焙烧为Al2O3·3H2O脱去3个结晶水的物理反应，而AlCl3·6H2O的焙烧不仅仅是脱去6个结晶水，还伴有水解的化学反应，反应过程更加复杂。 氯化铝晶体低温干燥需要吸收大量热量，因此若采用常规多级串联旋风回收余热作为预热单元，由于大量的结晶水集中放出，会出现“越干燥越湿”的情况，热能供给不足、不及时，物料持续低温状态，易出现结团、结渣现象，会导致设备的连续运行性能较差，若采用单个焙烧炉，其排烟温度太高，能源极度浪费；实现流态化焙烧工艺中的旋风预热过程需要试验。 氯化铝晶体焙烧的烟气中含有大量的HCl，腐蚀性极强，焙烧系统要考虑相应的防腐措施，而氢氧化铝焙烧则没有这一问题。 “一步酸溶法”生产氧化铝焙烧炉的选型研究 1.回转窑 目前中试厂采用的焙烧设备是回转窑，焙烧能耗为：21.16MJ/Kg-Al2O3、热效率：50%左右。目前耐火材料能够适应氯化氢。 中试厂试验的焙烧炉炉型 “一步酸溶法”生产氧化铝焙烧炉的选型研究 氧化铝中试厂回转窑装置图 2.