大面积风口区流态化焙烧炉组合炉衬研究
气态悬浮焙烧炉炉顶内衬的优化
气态悬浮焙烧炉炉顶内衬的优化［摘要］气态悬浮焙烧炉是氧化铝生产最后一道工序，焙烧工序所需的高温对炉顶结构带来的损害问题，本文提出了新的解决方法，并得到了很好的应用。
［关键词］气态悬浮焙烧炉；炉顶结构；氧化铝1概述氢氧化铝焙烧是氧化铝生产最后一道工序，焙烧过程是脱除氢氧化铝滤饼附着水，脱除3个结晶水，使部分γ－Al2O3转化为α－Al2O3的过程。
由于焙烧炉的内衬结构，既保证炉体的整个热功平衡，减少能耗损失，又保护炉体结构的耐磨冲刷，延长炉子的使用寿命。
中铝河南分公司现在共有2台1850t/d和2台1350t/d的气态悬浮焙烧炉4台。
这2种不同产能的气态悬浮焙烧炉在生产一段时间后，PO3、PO4炉顶出现不同程度损害。
特别是1850t/d 气态悬浮焙烧炉PO3炉顶有几次差点漏火烧穿，顶部结构对焙烧炉的运转率带了很大的影响。
针对炉顶结构存在的问题，经过多次分析研究，最后进行改造处理，收到了良好的效果，取得了巨大的经济效益。
2气态悬浮焙烧炉的炉顶结构损伤原因2.1气态悬浮焙烧炉的炉顶原设计结构炉体内衬的结构和质量，对炉子影响非常大，内衬结构不合理，炉体散热损失大，热耗高；内衬材料质量差，脱落，造成下料管堵塞，影响焙烧炉生产，需要进行停炉清理，影响焙烧炉运转率及内衬使用寿命。
1850t/d气态悬浮焙烧炉PO3炉顶直径达5.85m，温度高到1350℃左右，PO3炉顶内衬厚度大，整体结构较重。
原设计为吊挂砖＋浇注料相结合的结构，见图一。
由于吊挂砖是定性耐火材料，材质与浇注料都相近，在垂直方向上吊挂砖受重力与浇注料垂直方向上一致，膨胀量也一致。
但在水平受力方向上，吊挂砖的自身材料决定了不能承受太大力量，但浇注料为一整体，靠近中心筒的吊挂砖由于膨胀量小，影响不是太大，靠近外侧筒壁的吊挂砖膨胀量大，受力大损伤严重。
造成炉顶内衬掉块，沿损伤部分火焰烧穿炉顶，导致停炉检修。
焙烧炉的工作原理
焙烧炉的工作原理
焙烧炉是一种用于将物料进行高温热处理的设备，其工作原理如下：
1. 待处理物料进入焙烧炉的进料口，通常会经过预处理，例如破碎、筛分等。
2. 焙烧炉内的燃料（如煤、天然气或重油）被点火，产生高温火焰。
3. 火焰通过燃烧室或燃烧器喷嘴进入焙烧炉的焙烧区域。
4. 焙烧炉内有一个内衬（通常是耐火材料制成）来承受高温和化学腐蚀。
物料被放置在焙烧炉内部，并随着焙烧区域内的火焰移动。
5. 高温火焰加热物料，引起其内部化学反应，产生所需的热解、脱水、焙烧或煅烧效果。
6. 焙烧炉内设有出料口，处理过的物料从该口流出焙烧炉。
7. 排出的废气由烟囱或其他排气系统排出。
总之，焙烧炉通过高温火焰加热物料，在控制的气氛下实现物料的热处理，从而实现所需的化学反应和产品变化。
浅谈三种氢氧化铝焙烧炉的应用
浅谈三种氢氧化铝焙烧炉的应用摘要:本文针对目前国内氢氧化铝流态化焙烧炉采用的正压流态化闪速焙烧炉、循环流态化焙烧炉及负压的气体悬浮焙烧炉三种炉型。
使用的重油、低热值发生炉煤气三种燃料进行了应用分析,结合国内对几种炉型的应用优化,提出了对流态化焙烧炉的一些改进意见及发展方向。
关键词:流态化焙烧炉应用优化The Application of Internal Alumimum Hydioxide Fluid CalcinersWangzhiyingSupply Department, Chongqing Branch of CHALCO Nanchuan Chongqing408403Abstract: In the article,the three types of fluid flash calciners,such as the positive pressure F.F.C,circulating F.F.C and negative pressure F.F.C,which use the heavy oil.Low caloric value generator gas,coke over gas as fuelrespectivelyAre analyzed in application.meanwhile,the impove suggestions and the development trend are presented combining wich the calciners application and optimization.Key words: fluid calciner application optimization1 前言八十年代以来,我国先后从国外引进并逐步消化吸收了氢氧化铝流态化焙烧炉,采用了目前所有的三种炉型。
包括正压操作的流态化闪速焙烧炉、循环流态化焙烧炉及负压操作的气体悬浮焙烧炉。
109m 2锌精矿流态化焙烧炉及制酸系统的生产实践
间 的两 台余 热 锅炉 所 产 饱 和蒸 汽 合 并 ， 入两 级余 进 热饱 和 蒸 汽发 电机组 ， 中一 级 发 电后 抽 出部 分 低 其 压 蒸 汽 供 湿法 炼锌 工艺 加 热 和冬 季 采 暖使 用 ， 代 替
况 。该 系统 开 车一 次成 功 ， 产 半 年 来 运 行 稳 定 ， 要 生 产 技 术 经 济指 标 均 达到 了设 计值 。 目前 制 酸 转 试 主
化率稳定在 ９ ．％， ９７ 吸收率达到 ９ ． ％， 气达标排放。 ９９ 尾 ６ 【 关键词】 锌精矿 ； 流态化焙烧炉 ； 焙烧 ； 制酸装 置 ； 试产
・
３ ・ ０
中 固 有
色 冶 金
Ａ卷生产实践篇 ． 重金属
１９ｄ 精 矿 流 态 化 焙 烧 炉及 制 酸 系 统 的生 产 实 践 ０ 锌 ｒ
岳 凤 洲 ， 兴 龙 ， 西 民 柳 戴
（ 陕西锌业有限公司商 洛炼 锌厂 ， 陕西 商 州 ７６０） ２ ０ ７
【 摘
要ｌ 介绍 了商洛炼锌 厂 １９ｉ 锌精矿 流态化焙 烧炉及制 酸 系统 的工 艺、 ０ ｎ 主要 设备及试 产运行 情
冲吹灰装置 ， 清灰效果好 。余热锅炉 自 试产投入运
行 后 ， 口烟气 温 度一 直稳 定 在 ３ ０ｏ以 内 ， 出 ５ Ｃ 临时检 修 未发 现锅 炉 内部有 明显 粘结 结块 现象 。 余 热锅 炉烟 气 出 口处 紧接 恩菲 的专 利设 备两级 四管 式旋 风收 尘 器 ， 电收尘 器 采 用 卧式 单 室 四 电场
胀 和烟气 泄漏 的 问题 。
溢 流焙砂 通过 流态 化冷 却器 和 高效冷 却 圆筒冷 却 ， 气 经余 热 锅 炉 、 风 收尘 器 、 烟 旋 电收尘 器 收 尘 降
焙烧炉简介
-8-
介绍完毕
焙烧小组 2011年11月
-9-
工艺特点 焙烧温度/℃ 焙烧时间 系统压力/MPa 控制水平 热耗/（GJ/t） 电耗/（kwh/t） 废气/（mg/m3）
— 1200 45min — 低 4.50 — —
产能调节范围/%
30~100
46~100
60~100
—
-3-
焙烧炉工艺流程图
-4-
焙烧炉结构图
-5-
焙烧系统物料和热量平衡模型
AH
AH
AO
焙 烧 系 统 废气 系统散热 冷却水
重油
蒸汽 空气
焙 烧 系 统
AO 废气
重油 蒸汽 空气 冷却水
物料平衡模型
热量平衡模型
-Байду номын сангаас-
氢氧化铝的焙烧机理
-7-
焙烧炉主要工艺技术指标
焙烧炉主要工艺技术指标及控制范围 指标名称 重油单耗（kg/t-AO） AO灼减（%） AO -45μm （%） 破损率（%） 焙烧铝氧SiO2增值（%） 电收尘出口含尘量（mg/Nm3） 控制范围 ＜ 82 0.70~1.00 ≤18 ≤14 ≤0.003 ≤80
与回转窑相比，流态化焙烧炉①热效率高、热耗低；②产品质量好；③ 投资少；④设备简单、寿命长、维修费用低。 20世纪80年代以来，国外新建氧化铝厂基本上都采用了流态化焙烧炉。 我国1984年从德国引进第一台1300t/d的美铝闪速焙烧装置，相继又引 进丹麦史密斯公司的五套气态悬浮焙烧装置、两套德国鲁奇公司的循环 焙烧装置。
-2-
焙烧炉的种类和历史
各种类型焙烧装置性能比较
炉 型 流程及设备 闪速焙烧炉 文丘里和流化床干燥 脱水，载流预热闪速 焙烧，流化停留槽保 温，三级载流冷却加 流化床冷却 闪速焙烧加停留槽 980~1050 15~30min 0.18~0.21 高 3.096 20 ＜50 循环焙烧炉 一级文丘里干燥脱 水，一级载流预热 ，循环流化床焙烧 ，一级载流冷却加 流化床冷却 循环焙烧 950~1000 20~30min 约0.3 高 3.075 20 ＜50 悬浮焙烧炉 文丘里和一级载流 干燥脱水，悬浮焙 烧，四级载流冷却 加流化床冷却 稀相悬浮焙烧 1150~1200 1~2s -0.055~0.065 高 3.075 ＜18 ＜50 回转窑 窑内集干燥、脱 水、焙烧、冷却 、加冷却机冷却
科技成果——流态化焙烧高效节能炉窑技术
科技成果——流态化焙烧高效节能炉窑技术适用范围有色金属行业有色金属等行业的焙烧工序行业现状目前氧化铝工业焙烧80%以上产量采用GSC炉及相关技术，世界水平为TAO能耗3.1-3.3GJ。
国内一般能耗水平在3.5GJ左右，能耗水平偏高、炉衬磨损严重，Al2O3质量受到影响。
目前该技术可实现节能量13万tce/a，减排约34万tCO2/a。
成果简介1、技术原理GSC炉衬从原料选用到制造全部国产化。
以热能工程学理论优化和改造焙烧炉耐火炉衬材料及结构设置，优化和完善现有施工技术、烘炉技术、初投运技术。
2、关键技术通过优化炉衬结构设计、优化施工、烘炉、初投运工程化技术及炉衬维护修理技术，实现节能、减排、降耗、高产的焙烧目标。
主要技术指标GSC炉用新型耐磨耐火浇注料系列，热震稳定性>40（次）（1100℃水冷），耐磨性2.98cm3，烧后线变化率0%-0.2%。
烘干、烧后耐压强度>100MPa，烘干、烧后抗折强度10-15MPa，各项理化指标均超过进口浇注料。
最突出的特色是导热率<1.26W/m/K。
技术水平该技术通过中国有色金属工业协会鉴定，已先后在我国最大的1850t/d及1400t/d、1300t/d、180t/d等不同类型的GSC炉推广。
典型案例典型用户：中国铝业河南分公司、洛阳香江万基铝业公司、中铝中州分公司、广西分公司、贵州黄果树铝业有限公司等。
典型案例1：中铝河南分公司建设规模：年产65万tAl2O3（1850t/d）气态悬浮焙烧炉。
主要改造内容：（1）国产化GSC炉耐火材料设置（定型、不定形、保温耐火材料）；（2）GSC炉炉衬耐火材料结构设计；（3）优化工程施工、烘炉、初投运、维护工程技术及标准化。
节能技改投资额约740万元，建设期约2个月。
项目年节能22162tce，取得节能经济效益2550万元，提高产能11万tAl2O3，增加产值4.18亿元（07年不变价），投资回收期约4个月。
第八章氢氧化铝的焙烧
第八章氢氧化铝的焙烧第一节概述氧化铝生产采用流态化焙烧技术的试验研究开始于20世纪40年代，近40年来，流态化焙烧在工业生产中显示出其优质、低耗的强大优势，技术发展十分迅速。
目前广泛应用于氧化铝生产的焙烧技术为美国的闪速焙烧、德国的循环焙烧、丹麦的气态悬浮焙烧三种，其中气态悬浮焙烧技术起步最晚，但技术先进，代表着最新流态化焙烧水平，号称“第三代”。
然而，因其在工业生产中应用较晚，实际运行中，仍然存在许多问题，若能很好地解决，进一步完善其工艺，则气态悬浮焙烧技术无疑是氧化铝生产的最佳选择。
我国自1987年山西铝厂引进第一台美铝闪速焙烧炉以后，十多年来，相继又引进了德国鲁奇循环流态化焙烧炉、丹麦史密斯气态悬浮焙烧炉，其中以气态悬浮焙烧炉为主，占到总数的70%。
目前国内氧化铝几乎全部采用流态化焙烧。
流态化焙烧与回转窑比有其明显优点：（1）、热效率高、热耗低。
热耗3.1~3.2GJ/t，流态化焙烧炉中燃料燃烧稳定，温度分布均匀，氢氧化铝和燃烧产物以及高温氧化铝和助燃空气间接触密切，换热迅速，空气预热温度高，过剩空气系数低，燃料燃烧温度提高，系统热效率大大提高，废气量则随之减少，加之散热损失只有回转窑的30%，流态化焙烧炉的热效率可达75~80%，而回转窑最好情况下的热效率也低于60%，流态化焙烧炉单位产品热耗比回转窑降低约1/3。
国外回转窑热耗先进水平约为4.186GJ/t-Al2O3，而国内回转窑焙烧热耗约为5.032GJ/t- Al2O3。
（2）、产品质量好。
这是由于炉衬磨损少，德国循环流态化焙烧产品中SiO2含量比回转窑产品约低0.006%，不同粒级氢氧化铝焙烧均匀，相同比表面积的氧化铝中α-Al2O3含量低，与回转窑比，流态化焙烧的产品中小于45μm粒级增加约4%，而小于15μm的粒级没有改变。
各类型流态化焙烧炉都能制取砂状氧化铝。
（3）、投资少：流化床焙烧炉单位面积产能高、设备紧凑、占地少。
它的机电设备重量仅为回转窑的1/2，建筑面积仅为1/3~2/3，投资比回转窑低40~60%（以1983年国内价格计），国外发表数据，美国少50~70%，西德少20%，法国少15~20%。
19国家重点节能技术推广目录(第二批)
附件：国家重点节能技术推广目录（第二批）国家发展和改革委员会2009年12月典型项目预计2015年序号节能技术名称适用范围主要技术内容技术条件投资额单位节能量项目节能量目前推广比例（%）该技术在行业能推广到的比例（%）总投入（万元）节能能力（万t ce）1煤炭储运减损抑尘技术煤炭等行业粉料运输及露天堆放通过喷洒减损抑尘剂，使煤炭或粉状物料表面形成固化层，以达到降低损耗、防治扬尘的目的。
煤炭运输量1000万t/a以上300万元70t煤炭/万t煤炭运输量50000t ce/a 14%左右(铁路煤炭运输部分)>50%（铁路煤炭运输）20%～30%（公路煤炭运输）350005002 电除尘器节能提效控制技术电力、冶金、建材等行业电除尘器改造通过采用优化控制的高频脉冲供电波形，提高设备的电能利用效率，大幅度降低设备运行电耗，减少粉尘污染物排放，达到节能减排目的。
1台300MW发电机组用大型电除尘器270万元 电除尘器节电70%以上1400t ce/a <1% 25% 90000 503 纯凝汽轮机组改造实现热电联产技术电力行业125～600MW纯凝汽轮机组纯凝汽轮机组的导汽管打孔抽汽，实现热电联产。
2台200MW三缸三排汽纯凝机组，抽汽参数可调1600万元改造后每供1GJ热节能28kg ce14000t ce/a（按1个采暖期供热500000GJ）<10% 20% 160000 4004电站锅炉空气预热器柔性接触式密封技术电力行业火力发电锅炉空气预热器采用柔性金属密封组件，直接与空预器的密封板进行接触，从而降低运行电耗，提高除尘效率。
2台1000MW火力发电机组，采用回转式空气预热器600万元漏风率减少2%15700t ce/a<5% 20% 37500 801典型项目预计2015年序号节能技术名称适用范围主要技术内容技术条件投资额单位节能量项目节能量目前推广比例（%）该技术在行业能推广到的比例（%）总投入（万元）节能能力（万t ce）5锅炉智能吹灰优化与在线结焦预警系统技术电力、钢铁、化工等行业工业锅炉在锅炉各受热面污染在线监测的基础上，实现系统开环运行操作指导与闭环反馈监测控制相结合的智能吹灰运行模式，从而减少吹灰蒸汽用量，降低排烟温度，提高锅炉效率。