[發明專利]氧化鋁焙燒爐及其軸向空氣分級燃燒方法

在審

• 申請號: 201710641048.4
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107339690A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 劉懷平;尹海濱;崔士龍;賈福強;嚴長俊;雷本喜
• 申請（專利權）人: 江蘇科行環保科技有限公司
• 主分類號: F23C3/00
• 分類號: F23C3/00;F23C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及冶金技術領域，具體而言，特別涉及一種氧化鋁焙燒爐及其軸向空氣分級燃燒方法。

背景技術

近年中國氧化鋁產能保持快速增長，但平均產能利用率僅為70.7%左右；所以在鋁行業內的煙氣排放標準必定會逐步提高，針對煙氣脫硝技術尤為迫切。

氧化鋁焙燒爐其NOx的來源應該主要是熱力型的，因為燃料采用燃料，其中的有機N已經在氣化的過程中消耗了，即在燃燒時應該沒有有機N，只有氮氣在高溫生成。熱力型NOx 的生成機理為高溫條件下，氧氣與氮氣發生化學反應，最終生成NOx。燃料型NOx 的生成機理為，燃料中的含氮化合物在加熱過程中，部分轉化成揮發分型氮，部分轉化成焦炭型N，伴隨揮發分的燃燒和焦炭的燃燒，氮化合物經過一系列復雜的分解反應、氧化反應，最終形成NOx。怎樣減少氮氧化物的生成量成為急需解決的問題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決現有技術中的上述技術問題之一。有鑒于此，本發明的一個方面需要提供一種氧化鋁焙燒爐，該氧化鋁焙燒爐布局合理、安全高效，在不增加運行費用的情況下降低焙燒爐原始氮氧化物的生成。本發明的另一方面需要提供一種氧化鋁焙燒爐軸向空氣分級燃燒方法。

根據本發明的一個方面提出一種氧化鋁焙燒爐，包括：焙燒主爐；變徑部，所述變徑部的徑向尺寸由上至下逐漸減小，所述變徑部的上端與所述焙燒主爐相通；燃燒槽，所述燃燒槽上端與所述變徑部的下端相通，所述燃燒槽的內壁上設有在第一噴嘴組和位于所述第一噴嘴組上方的第二噴嘴組，所述第一噴嘴組由多個沿周向布置的第一噴嘴構造成，所述第二噴嘴組由多個沿周向布置的第二噴嘴構造成；空氣主管，所述空氣主管與所述燃燒槽的下端相通，以向所述燃燒槽內提供空氣；和空氣分級管，所述空氣分級管與所述變徑部相通，且所述空氣分級管與所述變徑部切向連接。

根據本發明的氧化鋁焙燒爐，結合了氧化鋁焙燒爐的工藝特性，采用徑向旋切燃燒+軸向空氣分級燃燒工藝：其中徑向旋切燃燒工藝弱化了燃燒火焰的集中度，減少了高溫區（1200℃以上）的生成，從而抑制了熱力型氮氧化物的生成條件；軸向空氣分級燃燒工藝將燃燒分為貧氧燃燒區和富氧燃燒區，貧氧燃燒區的空氣與燃料充分混合燃燒，在上升到富氧燃燒區時，煙氣中的燃料得到充分燃燒；此方法既保證了焙燒爐燃燒熱量的需求，又降低了氮氧化物的生成量，降低了氧化鋁焙燒爐煙氣脫硝的難度。

另外，根據本發明上述實施例的氧化鋁被燒爐還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一個實施例，所述第一噴嘴組的所述第一噴嘴等間距間隔開，所述第二噴嘴組的所述第二噴嘴與所述第一噴嘴的個數相同，所述第一噴嘴和所述第二噴嘴交錯布置。

根據本發明的一個實施例，所述第一噴嘴組包括六個噴嘴，所述第二噴嘴組包括六個第二噴嘴，所述第一噴嘴的切圓直徑小于所述第二噴嘴的切圓直徑。

根據本發明的一個實施例，所述第一噴嘴的切圓直徑為0.30-0.40m。

根據本發明的一個實施例，所述第二噴嘴的切圓直徑為0.45-0.55m。

根據本發明的一個實施例，所述空氣分級管上設有風量調節閥。

根據本發明的一個實施例，所述主空氣管與所述燃燒槽之間設有旋流進風器。

根據本發明的一個實施例，所述旋流進風器采用固定式風葉結構，設3至6片葉片，葉片角度范圍45°至75°。

根據本發明的第二方面提供了一種氧化鋁焙燒爐軸向空氣分級燃燒方法，包括以下步驟：將燃料進行分級燃燒，將以生成的氮氧化物生成氮氣；在欠氧的燃燒情況下生成原子團，以對氮氧化物還原；將原有的爐底空氣分流，保留原有理論空氣量的70%作為爐膛內部的一次風從爐低進入，使爐內的燃燒在貧氧富燃料條件下穩定燃燒，保證氧含量α<0.7直接減了熱力型產生的氮氧化物；分出的空氣進入爐膛的燃盡區在變徑段切向式接入，形成旋流風與剩余燃燒物混合，保證完全燃盡。

根據本發明的氧化鋁焙燒爐軸向空氣分級燃燒方法，結合了氧化鋁焙燒爐的工藝特性，采用徑向旋切燃燒+軸向空氣分級燃燒工藝：其中徑向旋切燃燒工藝弱化了燃燒火焰的集中度，減少了高溫區（1200℃以上）的生成，從而抑制了熱力型氮氧化物的生成條件；軸向空氣分級燃燒工藝將燃燒分為貧氧燃燒區和富氧燃燒區，貧氧燃燒區的空氣與燃料充分混合燃燒，在上升到富氧燃燒區時，煙氣中的燃料得到充分燃燒；此方法既保證了焙燒爐燃燒熱量的需求，又降低了氮氧化物的生成量，降低了氧化鋁焙燒爐煙氣脫硝的難度。

另外，根據本發明上述實施例的氧化鋁被燒爐軸向空氣分級燃燒方法還可以具有如下附加的技術特征：