[發(fā)明專利]結(jié)晶鋁鹽的免結(jié)渣型、多級(jí)差溫流化焙燒系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110329258.2
• 申請(qǐng)日: 2011-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN102502744A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張楠;錢永康;陸志明;姜振華;王軍;李永勝;侯鳳云;王會(huì)寧;丁建亮;羅劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航天動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): C01F7/30
• 分類號(hào): C01F7/30;C01F7/32
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種結(jié)晶鋁鹽的免結(jié)渣型、低能耗、多級(jí)差溫流化焙燒系統(tǒng)及方法，具體涉及一種流態(tài)化焙燒結(jié)晶鋁鹽制備工業(yè)氧化鋁的多級(jí)、差溫焙燒工藝系統(tǒng)及方法。所述的結(jié)晶鋁鹽可以包括六水結(jié)晶氯化鋁、結(jié)晶硫酸鋁、氫氧化鋁等。

背景技術(shù)

我國為世界上最大的氧化鋁生產(chǎn)國，但我國高品位鋁土礦嚴(yán)重不足，已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國氧化鋁工業(yè)的快速發(fā)展。我國是一個(gè)煤電大國，煤炭燃燒后產(chǎn)生大量高鋁粉煤灰(Al₂O₃≥38wt％)，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年高鋁粉煤灰產(chǎn)量高達(dá)1億噸，是一種十分重要的潛在鋁土礦接替資源。粉煤灰的排放不僅侵占大量土地，而且嚴(yán)重污染環(huán)境，構(gòu)成了對(duì)生態(tài)和環(huán)境的雙重破壞。合理利用粉煤灰制備氧化鋁，即可減少環(huán)境污染，又可彌補(bǔ)氧化鋁消費(fèi)的巨大缺口，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。近年來我國在粉煤灰綜合利用研究與應(yīng)用方面取得很大進(jìn)展，但這些應(yīng)用大多集中在低附加值的建材、筑路及回填等領(lǐng)域。如果不能將高鋁粉煤灰的高附加值體現(xiàn)出來，顯然是對(duì)資源的一種極大浪費(fèi)。

針對(duì)我國鋁土礦資源嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀，許多科研機(jī)構(gòu)積極開展高鋁粉煤灰綜合利用生產(chǎn)氧化鋁項(xiàng)目研究。對(duì)于活性較高的循環(huán)流化床粉煤灰，常采用直接與酸反應(yīng)的方法制備氧化鋁。專利CN101054192公開了一種由循環(huán)流化床粉煤灰制備結(jié)晶氯化鋁的方法，未提出后續(xù)如何制備氧化鋁工藝。專利CN101811711A、CN101811712A提出了一種由粉煤灰提取氧化鋁的工藝方法，該工藝首先采用酸法處理，將粉煤灰在鹽酸中溶出后依次經(jīng)過沉降、蒸發(fā)結(jié)晶生成六水氯化鋁，六水氯化鋁顆粒通過回轉(zhuǎn)窯或流化床焙燒分解成氧化鋁和氯化氫氣體。專利CN101486478A提出了一種用循環(huán)流化床粉煤灰制備超細(xì)氫氧化鋁、氧化鋁的方法，該工藝采用首先從粉煤灰中得到氫氧化鋁晶體，再通過煅燒得到氧化鋁。專利CN101117228提出一種從粉煤灰中提取氧化鋁的方法，該工藝先將硫酸銨配入粉煤灰進(jìn)行燒結(jié)，生成的硫酸鋁銨與氨氣反應(yīng)得到氫氧化鋁晶體，氫氧化鋁晶體焙燒得到氧化鋁。上述工藝均未給出結(jié)晶鋁鹽具體煅燒工藝方法。結(jié)晶鋁鹽的焙燒過程中，由于結(jié)晶鋁鹽含有大量的結(jié)晶水，在升溫脫水的過程中需要吸收大量的熱能，產(chǎn)生相同產(chǎn)量的氧化鋁是常規(guī)氫氧化鋁晶體焙燒需要吸收熱能的2倍以上。目前，采用回轉(zhuǎn)窯作為結(jié)晶鋁鹽高溫焙燒設(shè)備具有易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，但工業(yè)化裝置如采用回轉(zhuǎn)窯有如下問題：結(jié)晶鋁鹽在低溫200～300℃熱分解需要吸收大量熱量，而回轉(zhuǎn)窯只能在窯頭提供熱源，這勢(shì)必導(dǎo)致結(jié)晶鋁鹽在回轉(zhuǎn)窯后部低溫焙燒段吸熱不夠或受熱不均勻，反應(yīng)效率低。單位產(chǎn)品的熱耗高，運(yùn)行成本較高，經(jīng)濟(jì)性能較差。

工業(yè)化裝置利用流態(tài)化焙燒爐處理結(jié)晶鋁鹽是一種趨勢(shì)。流態(tài)化焙燒爐內(nèi)氣固接觸良好，熱、質(zhì)傳遞快，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品活性高，質(zhì)量好。但采用常規(guī)的氫氧化鋁流態(tài)化焙燒系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)晶鋁鹽的焙燒和預(yù)熱干燥時(shí)，存在如下技術(shù)難題：①結(jié)晶鋁鹽低溫干燥需要吸收大量熱量，因此若采用常規(guī)多級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)回收余熱作為預(yù)熱單元，由于大量的結(jié)晶水集中放出，熱能供給不足、不及時(shí)，物料持續(xù)低溫狀態(tài)，易出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、結(jié)渣現(xiàn)象出現(xiàn)，設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行性能較差。②在預(yù)熱單元內(nèi)，結(jié)晶鋁鹽分解釋放的腐蝕性氣體(如HCl、SO₃)易冷凝發(fā)生露點(diǎn)腐蝕，給設(shè)備帶來嚴(yán)重的腐蝕問題，材料要求較高。③結(jié)晶鋁鹽焙燒吸熱量大而且分解產(chǎn)生大量的腐蝕性氣體和水蒸汽，工業(yè)化中若采用常規(guī)的單流化床焙燒爐處理結(jié)晶鋁鹽，焙燒爐體積龐大，焙燒所需燃燒料量大，經(jīng)濟(jì)上不可行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)晶鋁鹽的免結(jié)渣型、低能耗、多級(jí)差溫流化焙燒系統(tǒng)及方法，其采用多級(jí)差溫、多次流化實(shí)現(xiàn)結(jié)晶鋁鹽干燥、焙燒及冷卻一系列化學(xué)物理過程。

本發(fā)明所述的一種結(jié)晶鋁鹽的免結(jié)渣型、多級(jí)差溫流化焙燒系統(tǒng)，其包括結(jié)晶鋁鹽低溫焙燒系統(tǒng)、氧化鋁高溫成品焙燒系統(tǒng)、高溫氧化鋁多級(jí)流化冷卻及熱量回收系統(tǒng)和煙囪；