CN117205732B - 一种铝灰加工原料储存***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝酸钙制备领域的铝灰加工原料储存***，包括一次铝灰堆存区，一次铝灰堆存区设有密封罩，密封罩设有进气管路和抽气管路，抽气管路设有引风机，进气管路和抽气管路连接至铝酸钙煅烧窑的烟气净化***，进气管路连接至烟气净化***的除尘器出口处，抽气管路连接至烟气净化***的喷淋塔入口处。本发明可以解决铝灰原料储存时的氨污染问题，同时降低氨气和氢气引起的***风险。
Description
技术领域
本发明属于铝酸钙粉制备技术领域，具体涉及一种铝灰加工原料储存***及方法。
背景技术
在铝冶炼及加工过程中会产生大量一次铝灰，在一次铝灰的回收利用技术中，研究较多的是将一次铝灰通过研磨筛分后提铝，剩余的二次铝灰再与碳酸钙原料混合后高温煅烧制备铝酸钙产品。由于铝灰中含有氮化铝和单质铝，氮化铝极容易吸湿水解，生成氨气。一次铝灰的储存一般是吨包堆存在开放区域，在一次铝灰的堆存现场具有很重的氨臭味，对环境危害较大。
经过提铝后的二次铝灰作为铝酸钙生产原料，储存在相对封闭的原料仓内，虽然氨释放较少，但铝灰中得单质铝也会发生水解反应生成氢气，而氢气是一种易燃易爆气体，危险性较大，在密闭空间内有***风险。而且氨气在达到一定混合浓度时也存在***风险。
现有技术中，对铝灰的安全堆存方案研究较少。一次铝灰的堆存现场一般是设置气体净化***，对环境中的氨进行收集处理，但可靠性差。一是一次铝灰的堆存现场为开放式，氨收集效率低，二是收集的尾气经过水吸收以后形成低浓度的氨水，利用价值低，会产生废氨水的堆存难题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的提供了一种铝灰加工原料储存***，具体方案是：
一种铝灰加工原料储存***，包括一次铝灰堆存区，一次铝灰堆存区设有密封罩，密封罩设有进气管路和抽气管路，抽气管路设有引风机，进气管路和抽气管路连接至铝酸钙煅烧窑的烟气净化***，进气管路连接至烟气净化***的除尘器出口处，抽气管路连接至烟气净化***的喷淋塔入口处。
利用二次铝灰和碳酸钙混合原料在经过高温煅烧以后可以制备铝酸钙产品，煅烧时产生的烟气先经过余热利用，再进入烟气净化***，净化后达标排放，净化***一般包括袋式除尘器、水喷淋吸收塔和碱吸收塔。烟气成分主要包括二氧化碳和二氧化硫。
本发明的技术思路是，利用煅烧窑的烟气与铝灰储存时产生的含氨气体混合，经过水喷淋生成硫酸铵盐或亚硫酸铵盐、碳铵盐等，可以解决氨气处理难题。而且利用煅烧窑烟气净化***，不用额外增加净化***成本。
采用密封罩堆存可以降低一次铝灰堆存时的吸湿水解速度，降低氨释放浓度，同时利于提高氨气的收集效率。
在本方案中，可以将煅烧窑经过除尘处理后的烟气引入到堆存一次铝灰的密封罩内。煅烧窑烟气的氧含量低，可以形成惰性保护气氛，降低铝灰储存时氨和氢释放引起的***风险。
进一步的，所述密封罩由纵侧板、横侧板和上罩体围合构成，纵侧板设有滑道，上罩体有多个，上罩体滑动设置在滑道上。通过上罩体的滑动可以实现密封罩的开闭，方便一次铝灰入库和出库。
进一步的，所述进气管路和抽气管路连接有沿纵侧板长度方向设置的分布管，分布管沿长度方向设有若干气孔；所述进气管路的分布管设于纵侧板底部，抽气管路的分布管设于纵侧板顶部。该结构有利于煅烧烟气在密封罩内均匀流动，防止形成气流死角，有利于氨气的收集处理。
进一步的，还包括二次铝灰储存仓，二次铝灰储存仓的顶部设有进料管，底部设有出料管；所述密封罩的一端设有延伸段，延伸段的顶部设有筒形的固定罩体，所述二次铝灰储存仓设于固定罩体内，进料管和出料管贯穿固定罩体，二次铝灰储存仓的顶部设有开口。本方案将二次铝灰储存仓设置在与密封罩连接成一体的固定罩体内，同时在二次铝灰储存仓顶部开口，可以解决氢气和氨气在密闭仓体内积存引起的***风险。
进一步的，所述二次铝灰储存仓的进料管下部设有倒锥形的遮罩，所述进气管路设有支路，支路连接至遮罩的背面。该设计的目的同样是利用烟气在二次铝灰储存仓内形成保护气氛，用于进气的支路设置在倒锥形遮罩背面，可以避免气流对仓体内铝灰粉形成冲击，产生扬尘。
进一步的，所述抽气管路设有内检测点，所述密封罩外部设有外检测点；内检测点和外检测点均设有氨浓度传感器，进气管路设有调节阀。氨浓度传感器可用于检测氨气浓度，调节阀可用于调节进气量。
进一步的，所述内检测点设有氢浓度传感器，所述进气管路设有换热器。氢浓度传感器用于检测氢气浓度，换热器用于控制进气管路的烟气温度。
在本发明公开的储存***基础上，本发明还公开了一种铝灰加工原料储存方法，当外检测点检测到氨浓度超过阈值时，减小进气管路的调节阀开度；当内检测点检测到氨浓度超过阈值时，增大抽气管路引风机的功率。
进一步的，当内检测点检测到氢浓度超过阈值时，提高进气管路换热器的冷却功率，降低进气管路的进气温度。
本发明的有益点在于，可以解决铝灰原料储存时的氨污染问题，同时降低氨气和氢气引起的***风险。另外，本发明是利用铝灰生产铝酸钙煅烧的烟气***，投入成本低，且能解决氨气处理时的废氨水堆存难题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例中铝灰加工原料储存***的结构示意图。
图2是本发明实施例中铝酸钙煅烧窑烟气净化***的示意图。
图3是本发明实施例中密封罩的断面示意图。
图4是本发明实施例中二次铝灰储存仓的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图以及具体实施例对本发明进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例
如图1-4所示，一种铝灰加工原料储存***，包括一次铝灰堆存区，一次铝灰堆存区设有密封罩，密封罩设有进气管路1和抽气管路2，抽气管路设有引风机，进气管路和抽气管路连接至铝酸钙煅烧窑的烟气净化***，进气管路1连接至烟气净化***的除尘器3出口处，抽气管路2连接至烟气净化***的喷淋塔4入口处。
除尘器出口的烟气温度在100-150℃左右，氧气浓度在10％左右，二氧化碳浓度在40％左右，二氧化硫浓度在10％左右。二氧化碳和氨气在遇水时反应生成碳酸铵盐或碳酸氢铵盐，二氧化硫和氨气在遇水时反应生成亚硫酸铵盐，可进一步氧化成硫酸铵盐。
在较早的试验过程中，通过引风机对密封罩内的气体抽送至铝酸钙煅烧窑的烟气净化***。由于大量外部气体的引入，加大了烟气净化***的负荷，烟气中二氧化硫的净化效果降低。为降低对原来烟气净化***的负荷，在降低引风机功率后，对堆存现场的氨气收集能力明显不足，无法解决一次铝灰堆存时的氨臭问题。
改进以后，先将除尘后的烟气引入到密封罩内，再抽送至烟气净化***处理，减少了外部进风量对原来烟气净化***的影响。同时烟气氧含量低，具有阻燃效果，引入密封罩内可形成保护性气氛。
经过抽气管路输送的载有氨的混合烟气进入喷淋塔，氨和二氧化硫、二氧化碳反应生成硫氨盐和碳铵盐，通过结晶分离出来，可以用于制备肥料。
本发明中，密封罩由纵侧板5、横侧板和上罩体6围合构成，纵侧板设有滑道7，上罩体有多个，上罩体滑动设置在滑道上。通过上罩体的滑动可以实现密封罩的开闭，方便一次铝灰入库和出库。如图3所示，滑道设置成双轨结构，相邻上罩体可交错滑动。
进气管路和抽气管路连接有沿纵侧板长度方向设置的分布管8，分布管沿长度方向设有若干气孔；进气管路的分布管设于纵侧板底部，抽气管路的分布管设于纵侧板顶部。该结构有利于煅烧烟气在密封罩内均匀流动，防止形成气流死角，有利于氨气的收集处理。为防止积灰，分布管的气孔均开设于底部。
本发明的储存***还包括二次铝灰储存仓9，二次铝灰储存仓的顶部设有进料管，底部设有出料管；所述密封罩的一端设有延伸段10，延伸段的顶部设有筒形的固定罩体11，所述二次铝灰储存仓设于固定罩体内，进料管12和出料管贯穿固定罩体，二次铝灰储存仓的顶部设有开口13，通过开口实现二次铝灰储存仓与密封罩贯通，避免二次铝灰储存仓的密闭结构积存可燃性气体。本方案将二次铝灰储存仓设置在与密封罩连接成一体的固定罩体内，同时在二次铝灰储存仓顶部开口，可以解决氢气和氨气在密闭仓体内积存引起的***风险。
本发明中，二次铝灰储存仓的进料管下部设有倒锥形的遮罩14，所述进气管路设有支路15，支路连接至遮罩的背面。该设计的目的同样是利用烟气在二次铝灰储存仓内形成保护气氛，用于进气的支路设置在倒锥形遮罩背面，可以避免气流对仓体内铝灰粉形成冲击，产生扬尘。
抽气管路设有内检测点16，密封罩外部设有外检测点17；内检测点和外检测点均设有氨浓度传感器，进气管路设有调节阀。氨浓度传感器可用于检测氨气浓度，调节阀可用于调节进气量。
内检测点设有氢浓度传感器，进气管路设有换热器。氢浓度传感器用于检测氢气浓度，换热器用于控制进气管路的烟气温度。
在本发明公开的储存***基础上，本发明还公开了一种铝灰加工原料储存方法，当外检测点检测到氨浓度超过阈值时，减小进气管路的调节阀开度；在引风机功率不变的条件下，通过调整调节阀减小进气管路的进气流量，可以降低密封罩内部气体外溢，起到降低密封罩外部氨浓度的作用。
当内检测点检测到氨浓度超过阈值时，增大抽气管路引风机的功率；内检测点的氨浓度超标说明存放的一次铝灰氨释放量较大，增大引风机的功率可以提高对氨气的收集效率。
具体的，内检测点的氨浓度控制在0.2mg/m3以下，外检测点的氨浓度控制在5mg/m3以下。
当内检测点检测到氢浓度超过阈值时，提高进气管路换热器的冷却功率，降低进气管路的进气温度。换热器采用水冷换热，由于单质铝的水解反应与温度关系较大，温度高时水解速度明显加快，氢气释放量增加。因此需要控制烟气的进气温度。一般将烟气温度控制在80℃以下，氢浓度控制在0.5％的安全范围以下。
Claims (9)
1.一种铝灰加工原料储存***，包括一次铝灰堆存区，其特征在于：一次铝灰堆存区设有密封罩，密封罩设有进气管路和抽气管路，抽气管路设有引风机，进气管路和抽气管路连接至铝酸钙煅烧窑的烟气净化***，进气管路连接至烟气净化***的除尘器出口处，抽气管路连接至烟气净化***的喷淋塔入口处；除尘器沿气流方向连接在喷淋塔之前。
2.根据权利要求1所述的铝灰加工原料储存***，其特征在于：所述密封罩由纵侧板、横侧板和上罩体围合构成，纵侧板设有滑道，上罩体有多个，上罩体滑动设置在滑道上。
3.根据权利要求2所述的铝灰加工原料储存***，其特征在于：所述进气管路和抽气管路连接有沿纵侧板长度方向设置的分布管，分布管沿长度方向设有若干气孔；所述进气管路的分布管设于纵侧板底部，抽气管路的分布管设于纵侧板顶部。
4.根据权利要求2所述的铝灰加工原料储存***，其特征在于：还包括二次铝灰储存仓，二次铝灰储存仓的顶部设有进料管，底部设有出料管；所述密封罩的一端设有延伸段，延伸段的顶部设有筒形的固定罩体，所述二次铝灰储存仓设于固定罩体内，进料管和出料管贯穿固定罩体，二次铝灰储存仓的顶部设有开口。
5.根据权利要求4所述的铝灰加工原料储存***，其特征在于：所述二次铝灰储存仓的进料管下部设有倒锥形的遮罩，所述进气管路设有支路，支路连接至遮罩的背面。
6.根据权利要求5所述的铝灰加工原料储存***，其特征在于：所述抽气管路设有内检测点，所述密封罩外部设有外检测点；内检测点和外检测点均设有氨浓度传感器，进气管路设有调节阀。
7.根据权利要求6所述的铝灰加工原料储存***，其特征在于：所述内检测点设有氢浓度传感器，所述进气管路设有换热器。
8.一种铝灰加工原料储存方法，其特征在于：是使用如权利要求7所述的铝灰加工原料储存***，当外检测点检测到氨浓度超过阈值时，减小进气管路的调节阀开度；当内检测点检测到氨浓度超过阈值时，增大抽气管路引风机的功率。
9.根据权利要求8所述的铝灰加工原料储存方法，其特征在于：当内检测点检测到氢浓度超过阈值时，提高进气管路换热器的冷却功率，降低进气管路的进气温度。
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