喷雾干燥塔的氧化铝熟料回转窑烧结新工艺1

1、 氧化铝熟料烧结半干法新工艺的探讨氧化铝熟料烧结半干法新工艺的探讨由于国内铝土矿的缺陷，我国大部分氧化铝厂生产采用的都是烧结法或混联法，回转窑是这些工艺中最重要的设备。而在传统回转窑工艺中，都是将液态料浆通过喷嘴喷入回转窑中，再通过回转窑进行烘干与烧结。在非正常运行情况下，往往会存在一些问题：当回转窑内热交换不完全时，处理湿生料的热效率低，物料在窑内停留时间会变长，从而导致窑身要变长，窑的单位生产能力较低。在水泥行业，窑外干燥技术在国外早有研究，20 世纪 50 年代西德Humboldt 公司创造所谓“窑外”旋涡热交换器，利用窑废气和悬浮态细粉进行热交换，许多前苏联公司和国外其他公司创造了一些用于水泥工业的旋涡热交换器，并取得了一定效果。我国在水泥回转窑外干燥技术上也取得了一定成果并获得一些推广。然而，在氧化铝熟料烧结回转窑中窑外干燥技术却鲜有报道。近年来，喷雾干燥技术由于其干燥速度快、工艺流程简单、热效率较高等优点，已广泛应用于化学、食品和医药等领域，成为料浆造粒的最优方法之一。1 窑外喷雾干燥烧结生产工艺传统回转窑烧结工艺是将生料浆以雾状液滴喷入回转窑中，在回转窑中经过烘干带、预热

2、带，再进入烧结带进行烧结。其流程如图 1(略)所示。然而，该工艺还存在一定的缺陷，如：在传统回转窑中，当热交换不完全时，处理湿生料的热效率会较低；气流与物料间的热交换会不完全，物料在窑内停留时间变长，从而导致窑身变长，窑的单位产能较低，会损失更多的热量。本文采用了一种窑外干燥的回转窑烧结流程，如图 2(略)所示。图 2 所示工艺中，调配好的合格生料浆经回转筛后用高压泵经设在干燥塔上的喷枪进入干燥塔。生料浆在干燥塔中采用喷雾干燥，热风由回转窑的尾气或热风炉提供，本文介绍的系统采用 1 窑 2 塔、1 炉 1 塔的方案。其中热风炉热风能和所有干燥塔中相并连，每条回转窑只与 2 个塔相连。生料浆经干燥后得到干生料，采用输送机、提升机经回转窑喂料系统进入回转窑，或者用输送机、提升机进入干生料库。干生料库中的干生料用输送机和提升机经圆盘喂料系统进入回转窑。从干燥塔出来的废气经过旋风收尘、电收尘或湿法除尘后经引风机进入烟囱。旋风收集的粉尘也进入上述干生料的输送机，经提升机进入干生料库或入窑饲料系统，其主要设备及设备流程图如图 3(略)所示。窑外喷雾干燥烧结工艺改变了回转窑的加料方式，将生料浆在干燥

3、塔中进行喷雾干燥，形成固态颗粒状生料，再使用圆盘给料机来实现回转窑的加料，取代了传统回转窑的生料浆喷雾加料方式。其最大特征在于将生料浆利用喷雾干燥进行烘干，并存储于生料仓中，因此回转窑中的物料喷雾干燥带将可以省去，只需将干燥颗粒经过预热便可以进行烧结，故可以避免在回转窑中进行喷雾干燥所带来的一些弊端，缩短回转窑的长度，减少回转窑辐射散热，并可以充分利用尾气中的热量。在窑外喷雾烧结法中，干燥塔的作用是将料浆干燥成细小颗粒。氧化铝料浆在 27条件下，以 1.5-2.0MPa 的压力经过喷嘴并雾化成细小液滴，液滴再以高速进入干燥塔中，在干燥塔顶部，热空气(约 400)以 16m/s 左右的速度进入干燥塔，二者在干燥过程中相遇，液滴经过高温气体的加入，达到沸点，里面的水分不断被蒸发，最终被干燥成固态颗粒，由干燥塔底部排出。本文所介绍的干燥塔的物理模型基本参数为：干燥塔整体高度为 16.60m；干燥塔中部圆柱体直径为 8.mm；热空气设备入口直径为 2.00m；废气出口设备直径为 1.25m；固体出口直径为 0.50m。2 工业应用结果讨论自 2005 年以来，该工艺已在 2 个氧化铝厂成功应用

4、，目前生产稳定。任选其中的 1 个作为分析对象，现场的生产数据和烧结过程的主要工艺数据以及主要的物流量如表 1 和表 2 所示，任取 2 天干燥塔的工艺检测数据列于表 3。表 1 窑外干燥烧成系统主要工艺条件项目工艺条件干生料水分(质量分数)/%5煤粉水分(质量分数)/%2熟料碱比(摩尔比)0.92-0.97熟料钙比(摩尔比)1.5-1.8出口烟气含尘质量浓度/吨m-3150烧成煤耗/kgt-1150.02表 2 烧成过程主要物料流量表流量/th-1物料吨氧化铝单耗量/t平均流量最大流量 干生料4.9528.2337.17 熟料量3.6720.9527.11烧成煤0.553.144.07生料煤0.221.261.63注：生产 1t 氧化铝生料浆耗量 5 m3，氧化铝平均流量为 28.52m3/h。表 3 干燥塔的 2 天生产数据班次水分(质量分数)/%体积密度/gcm-3废气温度/甲4.110.81106 乙3.810.79106 丙1.030.87127 甲4.050.80112 乙3.910.80111 丙1.770.76132平均值3.110.81116注：旧称容重(容积重量)，

5、计算公式为 Db=m1D1/(m3-m2)，式中m1、m3分别表示干燥试样的质量和饱和试样在空气中的质量；m2表示饱和试样的质量(g)；D1指实验温度下浸渍液体的密度(g/cm3)。根据现场数据，每吨熟料生料加煤 60.01 kg，发热值为 28.00MJ/kg，熟料烧成煤 150.02kg，发热值为 27.82MJ/kg，则其能耗为 5853.8 MJ/t(熟料)。以某传统铝厂 4.5m110m 的回转窑作为比较对象，主要的技术指标对比见表 4。表 4 喷雾干燥烧结法与传统工艺的主要技术指标对比名称传统回转窑工艺喷雾干燥烧结工艺窑规格/m4.51103.272窑产能/th-150.322.0单位热耗/MJt-16235.75853.8单位煤耗/kgt-1240.0220废气温度/200153从表 3 可以看出，经过干燥后的物料的水分质量分数平均值约为 3%，水分质量分数的最高值也小于 5%，这说明干燥塔能起到较好的干燥效果；干料的密度平均值为 0.808 g/cm3，且密度的波动在 0.8g/cm3左右，说明干料的内部颗粒结构较合理；干燥塔的尾气温度平均为 115.5，说明了干燥塔能

6、较好地利用热空气的热量，其热效应较高。表 4 中的数据则表明：与传统回转窑烧结工艺相比，本文所提出的新工艺节约能耗 381.9MJ/t，能耗降幅达 6.124%。按每年工程正常运行 300天计算，则对于 1 个传统的氧化铝回转窑，可节约煤约 4975t/a，减少煤耗费用约 250 万元/a。实际应用效果表明：由于窑长度缩短，干燥塔的造价较低，回转窑总体建设成本相对于同等产能的传统回转窑有了下降；由于去掉了干燥段，回转窑的运行故障率得到大幅降低；回转窑的热效率得到提高，这一点可以从窑尾废气温度得到体现(所提出方法的废气温度为 153，低于传统工艺的 200)。由此可见，本文所提出的短窑干法烧结法能克服湿法大窑的一些缺陷，具有较大的推广应用价值。然而，由于现场各种因素的影响，雾滴在干燥过程中易聚集成团，造成出料口堵塞，或颗粒未完全干燥而附在塔壁上形成“结疤”现象，影响干燥塔正常运行。这些方面需从设计和操作条件等进行改进，这将是下一步工作的重点。3 结论介绍了一种氧化铝熟料回转窑窑外干燥的新工艺及其工艺流程。实际工业应用结果表明，氧化铝熟料回转窑窑外干燥工艺能较好的应用于氧化铝生产过程中；干燥塔能很好地满足生料的干燥要求(平均含水质量分数5%)，该工艺可以缩短回转窑的长度，从而降低回转窑造价，并减少氧化铝的生产能耗(节省能耗 6.124%)，值得推广

《喷雾干燥塔的氧化铝熟料回转窑烧结新工艺1》由会员ldj****22分享，可在线阅读，更多相关《喷雾干燥塔的氧化铝熟料回转窑烧结新工艺1》请在金锄头文库上搜索。