專(zhuān)利名稱(chēng)：一種直接利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤粉高效燃燒和低品位資源高效低能耗利用范圍技術(shù)范 圍，特別涉及煤粉制備、煤粉高效燃燒、氣力輸送、粉煤灰高溫分離、氧化 鋁熟料煅燒的裝置及其方法，特別是一種直接利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝 置及其方法。
背景技術(shù)：
隨著火電廠的超常規(guī)快速發(fā)展，每年電站鍋爐燃燒煤量達(dá)12-14億噸， 每年排出的粉煤灰量達(dá)2-4億噸，尤其特殊的是在寧夏、內(nèi)蒙、山西、陜西 等主要產(chǎn)煤區(qū)每年生產(chǎn)大量的高鋁煤，其中氧化^含量高于30%的粉煤灰量 至少幾千萬(wàn)噸，遼闊的鄂爾多斯盆地附近地域所產(chǎn)煤碳在電廠燃燒完后，其 粉煤灰中氧化鋁含量高達(dá)50%，從粉煤灰中提取氧化鋁成了電力、有色、建 材等行業(yè)相關(guān)企業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，這是一塊巨大的鋁資源，如何能高效回收高 鋁粉煤灰中鋁資源，將對(duì)中國(guó)的鋁資源長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。但目前國(guó)內(nèi)外在粉煤灰中提取氧化鋁的方法都停留在爐外粉煤灰的重 新再利用，即采用堿法、酸法和熱法三大類(lèi)。這三種方法共同的特點(diǎn)是超高 能耗和易造成二次環(huán)境污染，酸法在工業(yè)上存在腐蝕設(shè)備，酸不易回收等致 命缺點(diǎn)，最常用的堿法中須重新將粉煤灰燒結(jié)，溫度超過(guò)120(TC，能耗非常 高，堿法中，由于粉煤灰中富含氧化硅，拜爾法生產(chǎn)工藝不能適應(yīng)，所以普 遍采用堿石灰燒結(jié)法和石灰燒結(jié)法工藝。在堿石灰燒結(jié)工藝中，由于碳酸鈉 循環(huán)使用的需要，只能采用設(shè)備龐大的濕法燒結(jié)工藝。在燒結(jié)過(guò)程中，原料 中水分蒸發(fā)后原料中各成分之間才發(fā)生固相反應(yīng)，從而形成熟料。由于固相 反應(yīng)溫度高，燒結(jié)溫度超過(guò).130(TC，所以堿石灰燒結(jié)法能耗高，成本也高，
產(chǎn)生的赤泥量大，赤泥的利用率低，造成環(huán)境負(fù)擔(dān)?；厥粘杀咎螅@是造 成高鋁粉煤灰基本全部污染排放，無(wú)法回收的主要原因，給國(guó)家造成了巨大 浪費(fèi)。以上所有粉煤灰中提取氧化鋁技術(shù)都是爐外技術(shù)。如果能將氧化鋁熟料的煅燒控制在煤粉爐內(nèi)進(jìn)行，利用煤粉爐內(nèi)溫度在120(TC 160(TC，煤粉在燃燒時(shí)的工況與堿法中粉煤灰燒結(jié)溫度工況十分相 似，在高鋁煤鍋爐燃燒產(chǎn)生熱能進(jìn)行發(fā)電的同時(shí)，加入相應(yīng)量的鈣基礦化物 輔料，實(shí)現(xiàn)煤粉爐內(nèi)氧化鋁熟料的煅燒，使得電廠電除塵器收集的粉煤灰中 含有大量的氧化鋁熟料，然后利用低濃度碳酸鈉溶液對(duì)煅燒熟料進(jìn)行浸取處 理，利用石灰加入法進(jìn)行脫硅處理，利用碳化法獲得氫氧化鋁，并對(duì)碳酸鈉 進(jìn)行回收再利用，氫氧化鋁煅燒為氧化鋁。氧化鋁溶出后的硅鈣渣可用作建 筑材料。這樣就省去了現(xiàn)在的重^煅燒過(guò)程，將會(huì)大大減少粉煤灰中提取氧 化鋁的能耗，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)今大量浪費(fèi)的高鋁粉煤灰的回收，為國(guó)家寶貴資 源的再利用開(kāi)辟一條新路。從材料化學(xué)熱力學(xué)的角度出發(fā)，要實(shí)現(xiàn)煤粉爐內(nèi)氧化鋁熟料煅燒是完全 可行的。因?yàn)槊悍蹱t燃燒溫度最高可到160CTC,可以滿(mǎn)足很多無(wú)機(jī)材料合 成時(shí)對(duì)溫度的要求，然而在材料合成的動(dòng)力學(xué)方面，煤粉燃燒后產(chǎn)生的灰質(zhì) 物在爐內(nèi)處于懸浮態(tài)，且停留時(shí)間僅3 6秒，能否滿(mǎn)足材料合成的需要， 是否需要特殊的催化作用，這不僅牽涉到材料學(xué)科，也牽涉到熱能動(dòng)力工程、 流體力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)等其他學(xué)科密切相關(guān)的交叉學(xué)科問(wèn)題。本發(fā)明的 裝置正是在研究了煤粉爐內(nèi)煅燒氧化鋁熟料的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理后設(shè)計(jì) 開(kāi)發(fā)的。煤粉鍋爐是廣泛使用的生產(chǎn)熱力的設(shè)備，它產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽可用于 發(fā)電或用作其它動(dòng)力。其中的關(guān)鍵設(shè)備是煤粉鍋爐。煤粉經(jīng)噴嘴噴入爐膛內(nèi)， 呈高度分散的懸浮狀態(tài)，在爐膛燃燒區(qū)與130(rC 160(TC的高溫氣流相遇 后，急劇升溫并燃燒放熱；煤粉燃燒放熱將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，通過(guò)輻射和
對(duì)流傳熱使鍋爐給水變成高溫高壓蒸汽，直接用于推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 發(fā)電。煤粉燃燒后形成的粉煤灰隨煙氣流離開(kāi)爐膛，進(jìn)入煙道，在其中與供 汽、鍋爐供水、供風(fēng)等設(shè)施進(jìn)行間接熱交換，均勻而迅速地冷卻，然后進(jìn)入 電除塵器，粉煤灰即被收集下來(lái)。這種煤粉鍋爐的運(yùn)行帶來(lái)兩個(gè)較嚴(yán)重的問(wèn) 題， 一是副產(chǎn)的大量的粉煤灰將對(duì)土地和水源等產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染問(wèn)題。二 是煙氣中的二氧化硫和少量的粉煤灰也給大氣帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題。氧化鋁熟 料懸浮態(tài)煅燒技術(shù)屬于國(guó)際空白，經(jīng)文獻(xiàn)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)有和本發(fā)明相同或相似的文獻(xiàn)和專(zhuān)利，檢索到的一些與本發(fā)明相關(guān)的文獻(xiàn)，主要是研究A1A、 Si02、 CaO這三種成分在形成粉煤灰特性上的差別，還有就是一些在爐外對(duì) 高鋁粉煤灰煅燒在提取的研究。到目前為止，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有關(guān)在煤粉爐內(nèi)進(jìn) 行燃燒的同時(shí)進(jìn)行氧化鋁煅燒研究的任何報(bào)道。以下是申請(qǐng)人檢索到的與本，明相關(guān)的參考文獻(xiàn)1982年T. M. Gilliam等提出了在飛灰中回收包括鋁在內(nèi)的有用金屬 (T. M. Gilliam， R. M. Canon, B. Z. Egan， A. D. ,Kelmers， F. G. Seeley， J. S. Watson. Economic metal recovery from fly ash[J]. Resources and Conservation, 1982， 9: 155-168)，但未提出煤粉爐內(nèi)煅燒技術(shù)；.1985年，G. Hakvoort等采用熱重分析了硫在煤燃燒過(guò)程中的吸收和再 轉(zhuǎn)化(G. Hakvoort. Regenerable sulfur sorbents in coal combustion. Thermodynamics and testing by TG[J]. Thermochimica Acta, 1995, 269 270 (20): 697-704)，說(shuō)明了采用熱重方法可以對(duì)爐內(nèi)煅燒反應(yīng)熱力學(xué)進(jìn)行較好 的研究。1998年Evgueni Jak等提出了由Si02-Ca0-Fe0-Fe203組成的粉煤 灰達(dá)到融熔態(tài)的熱力學(xué)模型()Evgueni Jak， Sergei Degterov, Peter C. Hayes, Arthur D. Pelton. Thermodynamic modelling of the system AI2O3—Si02---Ca0---FeO---Fe203 to predict the flux requirements for coal a比slags [J]. Fuel, 1998， 77(1-2) :77-84)，從中看出A1203、 Si02、 Ca0這三種成分是影響粉煤灰特性的主要因素，在煤粉爐內(nèi)煅燒過(guò)程中存在 懸浮態(tài)固-固相反應(yīng)，而這三種成分又是氧化鋁熟料煅燒反應(yīng)中的最主要成 分，在適當(dāng)?shù)臈l件下理論上可以生成氧化鋁熟料。同年，Liza Elliott等研究了CaO在爐內(nèi)燃燒反應(yīng)過(guò)程中的變化規(guī)律 (Liza Elliott, Shen Mao Wang, Terry Wall, Fred Novak, John Lucas， Harry Hurst, John Patterson ， Jim Happ. Dissolution of lime into synthetic coal ash slags [J]. Fuel Processing Technology, 1998， 56， (l-2): 45-53)。2000年，S. Gomes and M. Fran oi等采用XRD， TEM， NMR進(jìn)行了硅鋁 粉煤灰中多鋁紅柱石(墨來(lái)石)的表征(S. Gomes and M. Francois. Characterization of mullite in silicoaluminous fly ash by XRD, TEM, and 29Si MAS NMR[J]. Cemenf and Concrete Research, 2000， 30 (2): 175-181);2001年，Rayalu等研究了煙煤與褐煤燃燒后利用粉煤灰合成沸石的研 究(S. S. Rayalu，J. S. Udhoji， K. N. Munshi， M. Z. Hasan. Highly crystalline zeolite — a from flyash of bituminous and lignite coal combust ion [J]. Journal of Hazardous Materials, 2001,.S8(l): 107-121)， 試驗(yàn)得出Si02/Al203比為3.47時(shí)，最有利于多孔沸石合成，從側(cè)面說(shuō)明了 利用粉煤灰合成不同的材料應(yīng)有可行性；該文獻(xiàn)描述了印度的粉煤灰利用狀 況(R. H.Matjie， J. R. Bunt, J. H. P. van Heerden. Extraction of alumina from coal fly ash generated frpm a selected low rank bituminous South African coal [J]. Minerals engineering. 2004， 18: 299 310)，印度與 中國(guó)相似，75%的電力來(lái)源于火力發(fā)電,印度目前粉煤灰利用率也達(dá)到27% (世界平均水平達(dá)33%)，遠(yuǎn)高于中國(guó)，文中也提到對(duì)粉煤灰中氧化鋁的提 取，但并沒(méi)有很好的辦法。 R. H.Mat jie等(P. Asokan， Mohini Saxena， Shyam R. Asolekar. Coal combustion residues—environmental implications and. recycling potentials [J]. Resources Conservation and Recycling. 2005， 43: 239 262)對(duì)高鋁煤(煤灰中含有30%鋁、1.5%鈦、2.5%氧化鋁、9. 5%氧化轉(zhuǎn)、 60%二氧化硅)進(jìn)行了提取研究，將飛灰與氧化鈣混合并在1000°C 1200°C 下煅燒，生成酸或堿能溶的鋁酸鈣，再用硫酸洗后產(chǎn)生含鐵、鋁和鈦的溶液， 在80。C、濃度為6.12mol/m3酸中浸泡4小時(shí)，最終鋁的回收效率達(dá)85%, 提取的含鋁物質(zhì)中含有99. 4%的高純氧化鋁，此文進(jìn)一步說(shuō)明了在高鋁煤中提取氧化鋁是可行的，且有重大應(yīng)用價(jià)it的，但此文中的方法還是重新煅燒法，能耗很高。.發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述背景技術(shù)中高鋁粉煤灰中提取氧化鋁熟料工藝高能耗的缺陷 或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種直接利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置 及其直接利用該裝置煅燒氧化鋁熟料的方法。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置，該裝置包括爐膛，其特征在于， 在爐膛內(nèi)分布有測(cè)溫?zé)犭娕己蜔犭娕?，測(cè)溫?zé)犭娕歼B接有用于測(cè)量爐膛內(nèi)上 部溫度的第一溫控儀；熱電偶連接有用于控制爐膛升溫的第二溫控儀；爐膛 的入口有給煤機(jī)，給煤機(jī)連接有煤粉混合器，煤粉混合器有燃燒器噴嘴，爐 膛的出口有相連的旋風(fēng)分離器和引風(fēng)機(jī)；所述的煤粉混合器通過(guò)流量計(jì)和空氣流量調(diào)節(jié)閥連接有儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐 與空氣壓縮機(jī)相連。上述裝置煅燒氧化鋁熟料的方法，其特征在于，包括下列步驟其特征在于，包括下列步驟-步驟一取高鋁原煤50% 80%，氧化鈣20% 50^，混合，用球磨
或高能球磨磨成粒徑小于100微米的煤灰粉末；步驟二將煤灰粉末送入煤粉混合器；空氣壓結(jié)機(jī)將煤粉混合器的煤灰 粉末送'入爐膛，鐔粉經(jīng)過(guò)燃燒器噴嘴點(diǎn)火燃燒，爐膛的出口相連接的旋風(fēng)分 離器和引風(fēng)機(jī)將二次風(fēng)采用旋轉(zhuǎn)切向進(jìn)入爐膛， 一次風(fēng)直流送入爐膛；步驟三控制空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣量和送粉量著火溫度，使得煤粉粉 末在爐膛的停留時(shí)間為1秒 5秒，實(shí)現(xiàn)高效燃燒；爐膛溫度控制在1250 。C 130(TC，煤粉粉末燃燒完后由引風(fēng)機(jī)將飛灰抽出，經(jīng)過(guò)粉煤灰收集裝置 收取，再對(duì)其中氧化熟料的浸出，即可得到煤灰粉末直接煅燒的氧化鋁熟料。本發(fā)明的利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置，不但實(shí)現(xiàn)了熱能的回收利 用，還，時(shí)利用煤粉爐內(nèi)高溫特點(diǎn)進(jìn)行氧化鋁熟料的煅燒，實(shí)現(xiàn)了低品位資 源的低能耗高效收集。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中均實(shí)現(xiàn)了粉煤灰中氧化鋁熟料質(zhì)量比例大 于30%的良好效果。該裝置可實(shí)現(xiàn)煤粉進(jìn)給量可調(diào)、燃燒器旋流強(qiáng)度可調(diào)、 煅燒反應(yīng)時(shí)間可調(diào)、爐膛溫度可調(diào)的優(yōu)良性能。為不同配比的煤粉混合物高 效煅燒氧化鋁孰料提供可能。本發(fā)明的利用煤粉煅牆氧化鋁熟料的裝置及裝置煅燒氧化鋁熟料的方 法具有以下技術(shù)特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)高鋁煤粉混合物均勻給粉，壓縮空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng) 能有效保證煤粉氣流在爐膛的停留時(shí)間，二級(jí)分離器高溫分離效率高。采用 這種裝置大大提高了煅燒氧化鋁熟料反應(yīng)速度，高鋁煤粉混合物在爐內(nèi)停留 時(shí)間不大于1秒的反應(yīng)時(shí)間下，氧化鋁孰料轉(zhuǎn)化率大于30%;且本身煤粉化 學(xué)熱能回收率達(dá)于90%?？纱蟠蠼档透咪X煤粉煤灰中提取氧化鋁的能耗，可 實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)煤粉燃燒放熱過(guò)程同時(shí)煅燒氧化鋁熟料的新工藝。是一種擁有廣闊 應(yīng)用前景的節(jié)能裝置和技術(shù).。俯圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；其中的標(biāo)號(hào)分別 表示1、給煤機(jī)，2、煤粉混合器，3、燃燒器噴頭，4、測(cè)溫?zé)犭娕迹?、
第一溫控儀(測(cè)量爐膛內(nèi)上部溫度)，6、熱電偶，7、爐膛，8、旋風(fēng)分離器， 9、引風(fēng)機(jī)，10、第二溫控儀(控制爐子升溫)，11、空氣壓縮機(jī)，12、儲(chǔ)氣 罐，13、空氣流量調(diào)節(jié)閥，14、流量計(jì)。以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)」步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置，包括爐膛7，爐 膛7內(nèi)分布有測(cè)溫?zé)犭娕?和熱電偶6，測(cè)溫?zé)犭娕?連接第一溫控儀5， 用于測(cè)量爐膛內(nèi)上部溫度；熱電《禹6連接第二溫控儀10，用于控制爐膛升 溫；爐膛7的入口有給煤機(jī)1，給煤機(jī)1連接有煤粉混合器2，煤粉混合器 2有燃燒器噴嘴3，爐膛7的出口有相連的旋風(fēng)分離器8和引風(fēng)機(jī)9;煤粉混合器2通過(guò)流量計(jì)14和空氣流量調(diào)節(jié)閥13連接有儲(chǔ)氣罐12， 儲(chǔ)氣罐12與空氣壓縮機(jī)11相連。.上述裝置煅燒氧化鋁熟料的方法，選擇合適的高鋁原煤與較高純度的氧 化鈣，磨制成合適的粉末，再通過(guò)壓縮空氣送入爐膛，煤粉混合物通過(guò)旋流 燃燒器點(diǎn)火燃燒，煤粉燃燒熱能通過(guò)合適的途徑吸收，氧化鈣與粉煤灰中硅 鋁酸鈣進(jìn)行懸浮態(tài)固固相反應(yīng)生成鋁酸鈣，實(shí)現(xiàn)氧化鋁熟料的煅燒。 具體的步驟是步驟一取高鋁煤50% 80%，氧化鈣20% 50%，混合，用球磨或 高能球磨磨成粒徑小于100微米的煤灰粉末；步驟二將煤灰粉末送入煤粉混合器；空氣壓縮機(jī)將煤粉混合器的煤灰 粉末送入爐膛，煤粉經(jīng)過(guò)燃燒器噴嘴點(diǎn)火燃燒，爐膛的出口相連接的旋風(fēng)分 離器和引風(fēng)機(jī)將二次風(fēng)采用旋轉(zhuǎn)切向進(jìn)入爐膛， 一次風(fēng)直流送入爐膛；步驟三控制空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣量和送粉量著火溫度，使得煤粉粉 末在爐膛的停留時(shí)間為1秒 5秒，實(shí)現(xiàn)高效燃燒；爐膛溫度控制在1250 。C 130(TC，煤粉粉末燃燒完后由引風(fēng)機(jī)將飛灰抽出，經(jīng)過(guò)粉煤灰收集裝置
收取,再對(duì)其中氧化熟料的浸出，即可得到煤灰粉末直接煅燒的氧化鋁熟料。 使用硅碳棒加熱爐或其他加熱方式對(duì)煤粉點(diǎn)火，煤粉混合物在爐膛內(nèi)燃 燒時(shí)放出熱能，同時(shí)進(jìn)行高溫下氧化鈣與粉煤灰中硅鋁酸鈣進(jìn)行懸浮態(tài)固固 相反應(yīng)生成鋁酸鈣，實(shí)現(xiàn)氧化鋁熟料的煅燒。球磨或高能球磨的速度為150轉(zhuǎn)/分鐘，持續(xù)球磨1小時(shí)。 壓縮空氣的壓力為0.1 Mpa lMpa。為了煤粉燃盡和氧化鋁熟料高比例形成，二次風(fēng)通過(guò)分級(jí)送入，在整個(gè)爐膛沿高度方向盡量保持溫度均勻。粉煤灰收集裝置為旋M分離與布袋分離合為一體的收集裝置。 采用本發(fā)明裝置及其煅燒氧化鋁熟料方法，煅燒后的高鋁粉煤灰，經(jīng)X射線衍射(XRD)測(cè)試，確定具有以下特點(diǎn)1、 壓縮空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)能有效保證煤粉氣流在爐膛的停留時(shí)間，停留時(shí) 間可控在l-5秒；2、 二級(jí)分離器高溫分離效率高，粉煤灰收取效率大于99%。3、 這種裝置大大提高了煅燒氧化鋁熟料反應(yīng)速度，高鋁煤粉混合物在 爐內(nèi)停留時(shí)間不大于1秒反應(yīng)時(shí)間下，氧化鋁孰料轉(zhuǎn)化率25-30%;這些鋁 酸鈣熟料可通過(guò)浸出直接提取氧化鋁?？纱蟠蠼档透咪X煤粉煤灰中提取氧化 鋁的能耗。4，本發(fā)明裝置工藝簡(jiǎn)單，方便，工藝參數(shù)便于控制，可應(yīng)用到不同高 鋁煤的煅燒，容易實(shí)現(xiàn)由小規(guī)模生產(chǎn)向大工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)渡。以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例，這些實(shí)施例是較優(yōu)的例子，用于描述本 發(fā)明，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。 實(shí)施例1:1、選用內(nèi)蒙準(zhǔn)格爾地區(qū)高鋁原煤，正常燃燒完粉煤灰中氧化鋁含量為 50%，灰分為10%。選用西安本地產(chǎn)石灰石，氧化鈣純度>90%。高鋁煤與
石灰石配比8: 2。2、 使用普通球磨的方式破碎，球磨速度為150轉(zhuǎn)/分鐘，持續(xù)球磨l小 時(shí)，制備出平均粒徑小于100微米粉末。3、 螺旋給粉機(jī)均勻給粉量300g/分鐘，壓縮空氣量0.31113/分鐘。4、 .爐膛設(shè)計(jì)高度3米，使得煤灰粉末爐內(nèi)停留時(shí)間為1秒，爐膛溫度 控制在1250。C 1300。C。.5、粉煤灰收集裝置為旋風(fēng)分離與布袋分離和為一體收集裝置，該裝置 收集粉煤灰煅燒較完全，經(jīng)X射線衍射(XRD)測(cè)試，所得氧化鋁熟料鋁 酸鈣質(zhì)量比達(dá)25% 30%。由于高鋁煤與石灰石配比8: 2，即其中加入了 20%石灰石，實(shí)際氧化鋁熟料轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上。 實(shí)施例2:本實(shí)施例與實(shí)施例1所不同的是，.高鋁煤與石灰石配比7: 3，所得氧 化鋁熟料鋁酸鈣質(zhì)量比達(dá)20。％ 24%，實(shí)際氧化鋁熟料轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以 上。 . 實(shí)施例3:本實(shí)施例與實(shí)施例1所不同的是，高鋁煤與石灰石配比5: 5，所得氧 化鋁熟料鋁酸鈣質(zhì)量比達(dá)1^% 20%，實(shí)際氧化鋁熟料轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以 上。
實(shí)施例4:本實(shí)施例與實(shí)施例1所不同的是，高鋁煤與石灰石配比6: 4，所得氧 化鋁熟'料鋁酸鈣質(zhì)量比達(dá)18% 22%，實(shí)際氧化鋁熟料轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以 上。
權(quán)利要求
1.一種利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置，其特征在于，該裝置包括爐膛(7)，爐膛(7)內(nèi)分布有測(cè)溫?zé)犭娕?4)和熱電偶(6)，測(cè)溫?zé)犭娕?4)連接有用于測(cè)量爐膛內(nèi)上部溫度的第一溫控儀(5)，熱電偶(6)連接有用于控制爐膛升溫的第二溫控儀(10)；爐膛(7)的入口有給煤機(jī)(1)，給煤機(jī)(1)連接有煤粉混合器(2)，煤粉混合器(2)有燃燒器噴嘴(3)，爐膛(7)的出口有相連的旋風(fēng)分離器(8)和引風(fēng)機(jī)(9)；所述的煤粉混合器(2)通過(guò)流量計(jì)(14)和空氣流量調(diào)節(jié)閥(13)連接有儲(chǔ)氣罐(12)，儲(chǔ)氣罐(12)與空氣壓縮機(jī)(11)相連。
2. 權(quán)利要求1所述的利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置煅燒氧化鋁熟料 的方法，其特征在于，包括下列步驟步驟一取高鋁煤50% 80%，氧化鈣20% 50%，混合，用球磨或 高能球磨磨成粒徑小于100微米的煤灰粉末；步驟二將煤灰粉末送入煤粉混合器；空氣壓縮機(jī)將煤粉混合器的煤灰 粉末送入爐膛，煤粉經(jīng)過(guò)燃燒器噴嘴點(diǎn)火燃燒，爐膛的出口相連接的旋風(fēng)分 離器和引風(fēng)機(jī)將二次風(fēng)采用旋轉(zhuǎn)切向進(jìn)入爐膛， 一次風(fēng)直流送入爐膛；步驟三控制空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣量和送粉量著火溫度，使得煤粉粉 末在爐膛的停留時(shí)間為1秒 5秒，實(shí)現(xiàn)高效燃燒；爐膛溫度控制在1250 'C 1300'C，煤粉粉末燃燒完后由引風(fēng)機(jī)將飛灰抽出，經(jīng)過(guò)粉煤灰收集裝置 收取，再對(duì)其中氧化熟料的浸出，即可得到煤灰粉末直接煅燒的氧化鋁熟料。
3. 如權(quán)利1所述的方法，其特征在于，所述的高鋁煤為煤粉燃燒后煤 灰中三'氧化二鋁含量30% 50%。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氧化鈣為普通石灰 石，氧化鈣純度>90%。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的球磨或高能球磨的速度為150轉(zhuǎn)/分鐘，持續(xù)球磨l小時(shí)。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的壓縮空氣的壓力為 0.1 Mpa lMpac
7. 如權(quán)利要求l所述的方哮，其特征在于采用的粉煤灰收集裝置為 旋風(fēng)分離與布袋分離合為一體的收集裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用煤粉煅燒氧化鋁熟料的裝置，包括爐膛，爐膛內(nèi)分布有測(cè)溫?zé)犭娕己蜔犭娕?，測(cè)溫?zé)犭娕歼B接第一溫控儀，用于測(cè)量爐膛內(nèi)上部溫度；熱電偶連接第二溫控儀，用于控制爐膛升溫；爐膛的入口有給煤機(jī)，給煤機(jī)連接有煤粉混合器，煤粉混合器有燃燒器噴嘴，爐膛的出口有相連的旋風(fēng)分離器和引風(fēng)機(jī)；煤粉混合器通過(guò)流量計(jì)和空氣流量調(diào)節(jié)閥連接儲(chǔ)氣罐，儲(chǔ)氣罐與空氣壓縮機(jī)相連。裝置利用煤粉煅燒氧化鋁熟料是在高鋁煤粉中加入適量的鈣劑物質(zhì)，煤粉燃燒熱能可以直接回收，燒后的粉煤灰中直接含有大量的氧化鋁熟料。本發(fā)明可降低高鋁煤粉煤灰中提取氧化鋁的能耗，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)煤粉燃燒放熱過(guò)程同時(shí)煅燒氧化鋁熟料。
文檔編號(hào)C01F7/30GK101148262SQ20071001864
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者徐通模, 譚厚章, 鵬 趙 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)