專(zhuān)利名稱(chēng)：循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置及方法。
背景技術(shù)：
高溫氧化鋁是以工業(yè)氧化鋁水合物為主要原料，經(jīng)焙燒脫水、晶相轉(zhuǎn)化而成。高溫氧化鋁外觀為白色粉末或細(xì)砂狀，流動(dòng)性較好，性能穩(wěn)定，難溶于酸堿溶液中，是一種用途廣泛、性能優(yōu)異、價(jià)格經(jīng)濟(jì)的無(wú)機(jī)非金屬材料。隨著高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛崛起，高溫氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了迅速拓展。高溫氧化鋁具有熔點(diǎn)高(2040°C)、化學(xué)惰性強(qiáng)而用于耐火材料、耐火澆注料等；具有高溫高強(qiáng)度、優(yōu)異電絕緣性等而用作汽車(chē)火花塞、電子基片、刀具等陶瓷制品的原材料；具有好的熱穩(wěn)定性、高硬度、耐磨性好等特點(diǎn)而主要用于研磨、耐磨的工程機(jī)械件及高鋁陶瓷的生產(chǎn)原料。統(tǒng)計(jì)表明，高溫氧化鋁用于陶瓷料、耐磨料等的非冶金行業(yè)的市場(chǎng)容量占特種氧化鋁總量的25%左右，應(yīng)用前景非常廣闊。高溫氧化鋁生產(chǎn)一般是將氫氧化鋁原料通過(guò)回轉(zhuǎn)窯在一定溫度下進(jìn)行焙燒再經(jīng)過(guò)冷卻筒冷卻后，獲得高溫氧化鋁，回轉(zhuǎn)窯屬于回轉(zhuǎn)圓筒類(lèi)設(shè)備。筒體內(nèi)有耐火磚襯及換熱裝置，以低速回轉(zhuǎn)，物料與熱煙氣一般為逆流換熱，物料從窯的高端(又稱(chēng)冷端或窯尾端)加入。由于筒體傾斜安裝，在回轉(zhuǎn)時(shí)窯內(nèi)物料在沿周向翻滾的同時(shí)沿軸向移動(dòng)，燃燒器在低端(又稱(chēng)熱端或窯頭端)噴入燃料，煙氣由尾端排出；物料在移動(dòng)過(guò)程中得到加熱，經(jīng)過(guò)物理與化學(xué)變化成為合格產(chǎn)品從低端卸出。作為生產(chǎn)高溫氧化鋁的傳統(tǒng)方式，回轉(zhuǎn)窯在投資及建設(shè)占地都相對(duì)較大，熱耗高， 維修費(fèi)用大、尾氣污染物成分高等方面的缺陷，已不再適應(yīng)新形勢(shì)下節(jié)能、減排、降耗的要求，因而制約了高溫氧化鋁行業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有高溫氧化鋁制備上存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置及方法。本發(fā)明的循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置包括文丘里閃速干燥器、收塵器、氣力提升泵、初級(jí)旋風(fēng)分離器、1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、循環(huán)流化床焙燒爐、高溫旋風(fēng)分離器和冷卻系統(tǒng)；文丘里閃速干燥器的頂部出料口與收塵器的進(jìn)料口連通，收塵器的出料口與氣力提升泵的進(jìn)料口連通，氣力提升泵的頂部出料口與初級(jí)旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，初級(jí)旋風(fēng)分離器的出料口與1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出料口與2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出料口與3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出料口與循環(huán)流化床焙燒爐的上進(jìn)料口連通，循環(huán)流化床焙燒爐的出料口與高溫旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，循環(huán)流化床焙燒爐的側(cè)部設(shè)有第一進(jìn)氣口，底部設(shè)有第二進(jìn)氣口 ；高溫旋風(fēng)分離器底部設(shè)有U型回料器，U型回料器的返料腿與循環(huán)流化床焙燒爐的循環(huán)進(jìn)料口連通，U型回料器的密封腿與冷卻系統(tǒng)連通。上述裝置中，初級(jí)旋風(fēng)分離器的出氣口與循環(huán)流化床焙燒爐的第一進(jìn)氣口連通，1 級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出氣口與文丘里閃速干燥器的進(jìn)氣口連通，2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出氣口與1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出氣口與2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通。上述裝置中，文丘里閃速干燥器的進(jìn)料口連接螺旋給料機(jī)的出口，螺旋給料機(jī)的進(jìn)口連接料倉(cāng)。上述裝置中，冷卻系統(tǒng)包括1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、1級(jí)流態(tài)化冷卻器和2級(jí)流態(tài)化冷卻器；1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口與高溫旋風(fēng)分離器的出料口連通，1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出料口與2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出料口與3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，3級(jí)冷凝器旋風(fēng)分離器的出料口與4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出料口與1級(jí)流態(tài)化冷卻器的進(jìn)料口連通，1級(jí)流態(tài)化冷卻器的出料口與2級(jí)流態(tài)化冷卻器的進(jìn)料口連通。上述裝置中，1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出氣口與循環(huán)流化床焙燒爐的第一進(jìn)氣口連通，2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出氣口與1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出氣口與2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出氣口與3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通。上述裝置中，1級(jí)流態(tài)化冷卻器上設(shè)有流化風(fēng)進(jìn)風(fēng)口、流化風(fēng)出風(fēng)口、風(fēng)冷管道進(jìn)風(fēng)口和風(fēng)冷管道出風(fēng)口，1級(jí)流態(tài)化冷卻器的流化風(fēng)出風(fēng)口與4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)風(fēng)口連通，1級(jí)流態(tài)化冷卻器的風(fēng)冷管道出風(fēng)口與循環(huán)流化床焙燒爐的第二進(jìn)風(fēng)口連通；2級(jí)流態(tài)化冷卻器上設(shè)有進(jìn)水口、出水口、流化風(fēng)出風(fēng)口和流化風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，2級(jí)流態(tài)化冷卻器的流化風(fēng)出風(fēng)口與4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)風(fēng)口連通。本發(fā)明的循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置的工作方法為
1、將含有附著水的氫氧化鋁原料置于料倉(cāng)中，再傳輸?shù)轿那鹄镩W速干燥器內(nèi)，通過(guò)1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器傳來(lái)的熱氣進(jìn)行干燥，形成水蒸氣和干燥氫氧化鋁；熱氣流速為 3(T40m/s ；氫氧化鋁原料中附著水的重量含量為5 8% ；
2、干燥氫氧化鋁和水蒸氣從文丘里閃速干燥器的出料口進(jìn)入收塵器中進(jìn)行氣固分離， 固體的干燥氫氧化鋁通過(guò)氣力提升泵被傳輸?shù)匠跫?jí)旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離；
3、初級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的固體被依次被傳輸?shù)?級(jí)預(yù)熱分離器、2級(jí)預(yù)熱分離器和 3級(jí)預(yù)熱分離器中進(jìn)行預(yù)熱和氣固分離，最后被傳輸?shù)窖h(huán)流化床焙燒爐中，從循環(huán)流化床焙燒爐底部通入熱空氣使物料處于流化狀態(tài)并進(jìn)行焙燒，焙燒過(guò)程中物料隨同氣流進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器中進(jìn)行高溫氣固分離，分離后的固體物料經(jīng)U型回料器的返料腿返回到循環(huán)流化床焙燒爐中再次焙燒，固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)經(jīng)過(guò)至少5 次循環(huán)后，從U型回料器的密封腿排出進(jìn)入冷卻系統(tǒng)；此過(guò)程中氫氧化鋁脫除一個(gè)水分子形成Y氧化鋁，再經(jīng)高溫轉(zhuǎn)化成α氧化鋁。上述方法中，初級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入循環(huán)流化床焙燒爐；1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入文丘里閃速干燥器；2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入1 級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器；3級(jí)預(yù)熱分離器分離出的氣體進(jìn)入2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器；高溫旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器。上述方法中，從高溫旋風(fēng)分離器分離出的固體物料依次進(jìn)入1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器和4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器進(jìn)行冷卻和氣固分離； 向1級(jí)流態(tài)化冷卻器內(nèi)通入流化空氣，并向1級(jí)流態(tài)化冷卻器的空冷管道中通入空氣；向2 級(jí)流態(tài)化冷卻器的冷卻水管道內(nèi)通入水，并向2級(jí)流態(tài)化冷卻器通入流化空氣；4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的冷卻固體物料進(jìn)入1級(jí)流態(tài)化冷卻器，在流化風(fēng)作用下呈流化狀態(tài)進(jìn)行空冷，然后進(jìn)入2級(jí)流態(tài)化冷卻器，在流化空氣作用下呈流化狀態(tài)經(jīng)水冷至低于80°C后排出ο上述方法中，從1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入循環(huán)流化床焙燒爐中，從2 級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口中，從3級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口中，從4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口中，同時(shí)向4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器中通入空氣進(jìn)行冷卻。上述方法中，從1級(jí)流態(tài)化冷卻器中排出的流化空氣進(jìn)入4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，1 級(jí)流態(tài)化冷卻器的冷卻管道內(nèi)排出的被加熱后的空氣進(jìn)入循環(huán)流化床焙燒爐；2級(jí)流態(tài)化冷卻器排出的流化氣體進(jìn)入4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器。上述方法中，循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)行循環(huán)焙燒時(shí)的溫度為 1400士50°C，固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)的停留時(shí)間為2(T30s ；1 級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器和3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器分離物料時(shí)的溫度依次為 ；340士 10°C、630士50°C和1100士50°C，干燥氫氧化鋁的溫度控制在145士 10°C。上述方法中，1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器和4 級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器對(duì)物料進(jìn)行冷卻時(shí)的溫度依次為1320士50°C、1210士50 V、1050士50 V 和990士50°C ；2級(jí)流態(tài)化冷卻器出料溫度小于80°C。上述方法中，從高溫旋風(fēng)分離器分離出的固體物料中α氧化鋁的重量含量彡 95%。本發(fā)明的裝置采用流態(tài)化焙燒的方法，使加熱的物料在氣流中懸浮，熱氣流與顆粒接觸的表面積大大增加，顆粒的所有表面可以得到同時(shí)的加熱，熱交換過(guò)程能夠劇烈進(jìn)行，懸浮的物料在很短的時(shí)間內(nèi)就可以得到加熱；同時(shí)由于物料以及氣流的擾動(dòng)強(qiáng)烈，物料的溫度分布也更為均勻；因而與傳統(tǒng)工藝相比熱耗降低30%以上，焙燒更為均勻；該裝置及方法與傳統(tǒng)技術(shù)相比需要的投資可節(jié)省15 20%，占地為回轉(zhuǎn)窯焙燒裝置的五分之一，且能夠降低環(huán)境影響，維修費(fèi)用僅為回轉(zhuǎn)窯的35% ；本發(fā)明的裝置使物料從前向后流動(dòng)，空氣從后向前與物料逆向流動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)程中物料與空氣實(shí)現(xiàn)逆流熱交換；設(shè)置多級(jí)冷卻系統(tǒng)一方面回收氧化鋁的熱量，同時(shí)預(yù)熱助燃空氣從而降低熱耗，也便于產(chǎn)品的安全輸送和存貯。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中1、料倉(cāng)，2、文丘里閃速干燥器，3、收塵器，4、氣力提升泵，5、初級(jí)旋風(fēng)分離器，6、1
級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器，7、2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器，8、3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器，9、循環(huán)流化床焙燒爐， 10、高溫旋風(fēng)分離器，IlU級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，12、2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，13、3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，14、4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，15、1級(jí)流態(tài)化冷卻器，16、2級(jí)流態(tài)化冷卻器，17、冷卻水管道，18、空氣管道，19、U型回料器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例中采用的氣力提升泵的流量為25t/h。本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)入文丘里閃速干燥器內(nèi)的氫氧化鋁由熱風(fēng)進(jìn)行干燥時(shí)干燥瞬間完成。本發(fā)明實(shí)施例中收塵器排放煙氣的固體濃度為彡50mg/Nm3。本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)入1級(jí)流態(tài)化冷卻器空氣管道的風(fēng)量與進(jìn)入文丘里閃速干燥器內(nèi)的氫氧化鋁的氣固比為0. 35N m3/kg。本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)入4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的風(fēng)量與進(jìn)入文丘里閃速干燥器內(nèi)的氫氧化鋁的氣固比為0. 35N m3/kg0本發(fā)明實(shí)施例中進(jìn)入1級(jí)流態(tài)化冷卻器和2級(jí)級(jí)流態(tài)化冷卻器的流化空氣和進(jìn)入文丘里閃速干燥器內(nèi)的氫氧化鋁的氣固比為0. 25N m3/kg。實(shí)施例1
循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置如圖1所示，料倉(cāng)1出口通過(guò)螺旋給料機(jī)與文丘里閃速干燥器2連通，文丘里閃速干燥器2的頂部出料口與收塵器3的進(jìn)料口連通，收塵器3的出料口與氣力提升泵4的進(jìn)料口連通，氣力提升泵4的頂部出料口與初級(jí)旋風(fēng)分離器5的進(jìn)料口連通，初級(jí)旋風(fēng)分離器5的出料口與1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器6的進(jìn)料口連通， 1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器6的出料口與2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器7的進(jìn)料口連通，2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器7的出料口與3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器8的進(jìn)料口連通，3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器8的出料口與循環(huán)流化床焙燒爐9的上進(jìn)料口連通，循環(huán)流化床焙燒爐9的出料口與高溫旋風(fēng)分離器10的進(jìn)料口連通，循環(huán)流化床焙燒爐9的側(cè)部設(shè)有第一進(jìn)氣口，底部設(shè)有第二進(jìn)氣口 ；
初級(jí)旋風(fēng)分離器5的出氣口與循環(huán)流化床焙燒爐9的第一進(jìn)氣口連通，1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器6的出氣口與文丘里閃速干燥器2的進(jìn)氣口連通，2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器7的出氣口與1 級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器6的進(jìn)料口連通，3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器7的出氣口與2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器 6的進(jìn)料口連通；
高溫旋風(fēng)分離器10底部設(shè)有U型回料器19，U型回料器19的返料腿與循環(huán)流化床焙燒爐9的循環(huán)進(jìn)料口連通，U型回料器19的密封腿與1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器11的進(jìn)料口連通；
1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器11的出料口與2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器12的進(jìn)料口連通，2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器12的出料口與3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器13的進(jìn)料口連通，3級(jí)冷凝器旋風(fēng)分離器13 的出料口與4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器14的進(jìn)料口連通，4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器14的出料口與1級(jí)流態(tài)化冷卻器15的進(jìn)料口連通，1級(jí)流態(tài)化冷卻器15的出料口與2級(jí)流態(tài)化冷卻器16的進(jìn)料口連通；
1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器11的出氣口與循環(huán)流化床焙燒爐9的第一進(jìn)氣口連通，2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器12的出氣口與1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器11的進(jìn)料口連通，3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器13 的出氣口與2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器12的進(jìn)料口連通，4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器14的出氣口與3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器13的進(jìn)料口連通；1級(jí)流態(tài)化冷卻器15上設(shè)有流化風(fēng)進(jìn)風(fēng)口、流化風(fēng)出風(fēng)口、冷卻管道進(jìn)風(fēng)口和冷卻管道出風(fēng)口，流化出風(fēng)口與4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器14的進(jìn)風(fēng)口連通，冷卻管道出風(fēng)口與循環(huán)流化床焙燒爐9的第二進(jìn)氣口連通；
2級(jí)流態(tài)化冷卻器16上設(shè)有進(jìn)水口、出水口、流化風(fēng)出風(fēng)口和流化風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，流化風(fēng)出風(fēng)口與4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器14的進(jìn)風(fēng)口連通； 工作方法為
將含有附著水的氫氧化鋁原料置于料倉(cāng)中，再傳輸?shù)轿那鹄镩W速干燥器內(nèi)，通過(guò)1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器傳來(lái)的熱氣進(jìn)行干燥，形成水蒸氣和干燥氫氧化鋁；熱氣流速為30m/s ；氫氧化鋁原料中附著水的重量含量為5% ；
干燥氫氧化鋁和水蒸氣從文丘里閃速干燥器的出料口進(jìn)入收塵器中進(jìn)行氣固分離，固體的干燥氫氧化鋁通過(guò)氣力提升泵被傳輸?shù)匠跫?jí)旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離；
初級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的固體被依次被傳輸?shù)?級(jí)預(yù)熱分離器、2級(jí)預(yù)熱分離器和3級(jí)預(yù)熱分離器中進(jìn)行預(yù)熱和氣固分離，最后被傳輸?shù)窖h(huán)流化床焙燒爐中，從循環(huán)流化床焙燒爐底部通入熱空氣使物料處于流化狀態(tài)并進(jìn)行焙燒，焙燒過(guò)程中物料隨同氣流進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器中進(jìn)行高溫氣固分離，分離后的固體物料經(jīng)U型回料器返回到循環(huán)流化床焙燒爐中再次焙燒，固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)經(jīng)過(guò)5次循環(huán)后，從U型回料器排出進(jìn)入冷卻系統(tǒng)；此過(guò)程中氫氧化鋁脫除一個(gè)水分子形成Y氧化鋁，再經(jīng)高溫轉(zhuǎn)化成α氧化鋁；
初級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入循環(huán)流化床焙燒爐；1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入文丘里閃速干燥器；2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器； 3級(jí)預(yù)熱分離器分離出的氣體進(jìn)入2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器；高溫旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器；
從U型回料器排出的固體物料依次進(jìn)入1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、3 級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器和4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器進(jìn)行冷卻和氣固分離；向1級(jí)流態(tài)化冷卻器內(nèi)通入流化空氣，并向1級(jí)流態(tài)化冷卻器的空氣管道中通入空氣；向2級(jí)流態(tài)化冷卻器的冷卻水管道內(nèi)通入水，并向2級(jí)流態(tài)化冷卻器通入流化空氣；4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的冷卻固體物料進(jìn)入1級(jí)流態(tài)化冷卻器，在流化空氣作用下呈流化狀態(tài)進(jìn)行空冷，然后進(jìn)入2級(jí)流態(tài)化冷卻器，在流化空氣作用下呈流化狀態(tài)經(jīng)水冷至低于80°C后排出；
從1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入循環(huán)流化床焙燒爐中，從2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口中，從3級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口中，從4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器分離出的氣體進(jìn)入3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口中，同時(shí)向4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器中通入空氣進(jìn)行冷卻；
從1級(jí)流態(tài)化冷卻器中排出的流化空氣進(jìn)入4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，1級(jí)流態(tài)化冷卻器的冷卻管道內(nèi)排出的空氣被加熱后的空氣進(jìn)入循環(huán)流化床焙燒爐；2級(jí)流態(tài)化冷卻器排出的流化氣體進(jìn)入4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器；
循環(huán)流化床焙燒爐的焙燒溫度和高溫旋風(fēng)分離器的溫度均為1400士50°C，固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)的停留時(shí)間為20s ；1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器和3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器分離物料時(shí)的溫度依次為340士 10°C、630士50°C和 1100士50°C，干燥氫氧化鋁的溫度控制在145士 10°C ；1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器和4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器對(duì)物料進(jìn)行冷卻時(shí)的溫度依次為1320士50°C、1210士50°C、1050士50°C和990士50°C ；2級(jí)流態(tài)化冷卻器出料溫度為70°C ；
從高溫旋風(fēng)分離器分離出的固體物料中α氧化鋁的重量含量95%。實(shí)施例2
循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置同實(shí)施例1 ；
工作方法同實(shí)施例ι ；不同點(diǎn)在于熱氣流速為35m/s ；氫氧化鋁原料中附著水的重量含量為6% ；固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)經(jīng)過(guò)6次循環(huán)；固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)的停留時(shí)間為2 ；2級(jí)流態(tài)化冷卻器出料溫度為 750C ；從高溫旋風(fēng)分離器分離出的固體物料中α氧化鋁的重量含量96%。實(shí)施例3
循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置同實(shí)施例1 ；
工作方法同實(shí)施例ι ；不同點(diǎn)在于熱氣流速為40m/s ；氫氧化鋁原料中附著水的重量含量為8% ；固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)經(jīng)過(guò)7次循環(huán)；固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)的停留時(shí)間為30s ；2級(jí)流態(tài)化冷卻器出料溫度為 750C ；從高溫旋風(fēng)分離器分離出的固體物料中α氧化鋁的重量含量97%。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置，其特征在于包括文丘里閃速干燥器、收塵器、氣力提升泵、初級(jí)旋風(fēng)分離器、1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、循環(huán)流化床焙燒爐、高溫旋風(fēng)分離器和冷卻系統(tǒng)；文丘里閃速干燥器的頂部出料口與收塵器的進(jìn)料口連通，收塵器的出料口與氣力提升泵的進(jìn)料口連通，氣力提升泵的頂部出料口與初級(jí)旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，初級(jí)旋風(fēng)分離器的出料口與1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出料口與2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出料口與3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出料口與循環(huán)流化床焙燒爐的上進(jìn)料口連通，循環(huán)流化床焙燒爐的出料口與高溫旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，循環(huán)流化床焙燒爐的側(cè)部設(shè)有第一進(jìn)氣口，底部設(shè)有第二進(jìn)氣口 ；高溫旋風(fēng)分離器底部設(shè)有U型回料器，U型回料器的返料腿與循環(huán)流化床焙燒爐的循環(huán)進(jìn)料口連通，U型回料器的密封腿與冷卻系統(tǒng)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置，其特征在于所述的初級(jí)旋風(fēng)分離器的出氣口與循環(huán)流化床焙燒爐的第一進(jìn)氣口連通，1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出氣口與文丘里閃速干燥器的進(jìn)氣口連通，2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出氣口與1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出氣口與2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置，其特征在于所述的冷卻系統(tǒng)包括1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器，3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器、1級(jí)流態(tài)化冷卻器和2級(jí)流態(tài)化冷卻器；1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口與高溫旋風(fēng)分離器的出料口連通，1級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出料口與2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，2級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出料口與3級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，3級(jí)冷凝器旋風(fēng)分離器的出料口與4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的進(jìn)料口連通，4級(jí)冷卻旋風(fēng)分離器的出料口與1級(jí)流態(tài)化冷卻器的進(jìn)料口連通，1級(jí)流態(tài)化冷卻器的出料口與2級(jí)流態(tài)化冷卻器的進(jìn)料口連通。
4.一種循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的方法，其特征在于采用權(quán)利要求1所述的裝置，按以下步驟進(jìn)行(1)將含有附著水的氫氧化鋁原料置于料倉(cāng)中，再傳輸?shù)轿那鹄镩W速干燥器內(nèi)，通過(guò)1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器傳來(lái)的熱氣進(jìn)行干燥，形成水蒸氣和干燥氫氧化鋁；熱氣流速為 3(T40m/s ；氫氧化鋁原料中附著水的重量含量為5 8% ；(2)干燥氫氧化鋁和水蒸氣從文丘里閃速干燥器的出料口進(jìn)入收塵器中進(jìn)行氣固分離，固體的干燥氫氧化鋁通過(guò)氣力提升泵被傳輸?shù)匠跫?jí)旋風(fēng)分離器內(nèi)進(jìn)行氣固分離；(3)初級(jí)旋風(fēng)分離器分離出的固體被依次被傳輸?shù)?級(jí)預(yù)熱分離器、2級(jí)預(yù)熱分離器和 3級(jí)預(yù)熱分離器中進(jìn)行預(yù)熱和氣固分離，最后被傳輸?shù)窖h(huán)流化床焙燒爐中，從循環(huán)流化床焙燒爐底部通入熱空氣使物料處于流化狀態(tài)并進(jìn)行焙燒，焙燒過(guò)程中物料隨同氣流進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器中進(jìn)行高溫氣固分離，分離后的固體物料經(jīng)U型回料器返回到循環(huán)流化床焙燒爐中再次焙燒，固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)經(jīng)過(guò)至少5次循環(huán)后，從U型回料器排出進(jìn)入冷卻系統(tǒng)；此過(guò)程中氫氧化鋁脫除一個(gè)水分子形成Y氧化鋁，再經(jīng)高溫轉(zhuǎn)化成α氧化鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的方法，其特征在于循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)行循環(huán)焙燒時(shí)的溫度為1400士50°C，固體物料在循環(huán)流化床焙燒爐和高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)的停留時(shí)間為2(T30s ；1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器和3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器分離物料時(shí)的溫度依次為340士 10°C、630士50°C和 1100 士 50°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的方法，其特征在于從高溫旋風(fēng)分離器分離出的固體物料中α氧化鋁的重量含量> 95%。
全文摘要
一種循環(huán)流化床焙燒爐生產(chǎn)高溫氧化鋁的裝置及方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，包括文丘里閃速干燥器、收塵器、氣力提升泵、初級(jí)旋風(fēng)分離器、1級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、2級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、3級(jí)預(yù)熱旋風(fēng)分離器、循環(huán)流化床焙燒爐、高溫旋風(fēng)分離器和冷卻系統(tǒng)；方法為將氫氧化鋁原料傳輸?shù)轿那鹄镩W速干燥器，再進(jìn)入收塵器中，然后被傳輸?shù)匠跫?jí)旋風(fēng)分離器；依次經(jīng)過(guò)傳輸?shù)?級(jí)預(yù)熱分離器、2級(jí)預(yù)熱分離器和3級(jí)預(yù)熱分離器中進(jìn)行預(yù)熱和氣固分離，最后被傳輸?shù)窖h(huán)流化床焙燒爐中焙燒，經(jīng)高溫轉(zhuǎn)化成α氧化鋁。本發(fā)明的裝置級(jí)方法使加熱的物料在氣流中懸浮，熱交換過(guò)程能夠劇烈進(jìn)行，物料的溫度分布也更為均勻；熱耗降低、焙燒更為均勻。
文檔編號(hào)C01F7/30GK102515231SQ20111043405
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者劉吉, 楊再明, 薛小成 申請(qǐng)人:東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院(有限公司)