CN211310870U - 一种新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉。该分解炉采用低循环倍率的循环流化床形式，通过合理的结构设计，在干燥炉运行时能够得到合理的密相反应区和稀相反应区，使结晶氯化铝能够在密相区有足够的停留时间，能够最大程度的将结晶氯化铝转化为氧化铝。同时，本实用新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉能够利用高温余热，用来对结晶氯化铝进行干燥分解。

Description

一种新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉

技术领域

本实用新型涉及一种流化床干燥分解炉，特别涉及一种新型的结晶氯化铝干燥分解炉。

背景技术

我国是铝土矿资源十分短缺的国家，国内资源枯竭和对外进口依赖问题日趋严峻。准格尔矿区煤炭资源丰富，煤炭经发电厂锅炉燃烧后，得到的粉煤灰中富集了大量氧化铝，含量通常在50％以上，是提取氧化铝的潜在资源。粉煤灰提取氧化铝实现了资源的循环利用，具有很大应用前景。神华准能资源综合开发有限公司自主开发了“一步酸溶法”工艺技术并建成了4000吨/年氧化铝工业化中试装置。工艺过程是将粉煤灰进行酸溶出、除杂、结晶产生结晶氯化铝，氯化铝经高低温焙烧，产生氧化铝。其中，结晶氯化铝的高低温焙烧生成氧化铝是一项重要的工序。高低温焙烧工艺中的低温焙烧也是结晶氯化铝干燥分解的过程，是高低温焙烧的核心设备，要完成结晶氯化铝的干燥分解，所以有必要研制高效可靠的结晶氯化铝干燥炉。

结晶氯化铝采用低循环倍率的循环流化床型式，循环流化床焙烧炉具有热负荷高、负荷调节比例大、停留时间可调等优势，适用于结晶氯化铝生成氧化铝的焙烧，应用在粉煤灰提取氧化铝行业具有巨大优势。目前，世界上还没有成熟的粉煤灰提取氧化铝的工业化装置。基于循环流化床技术，研制高效可靠的结晶氯化铝干燥炉具有实际工程意义和应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉，以实现良好的干燥分解效果。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉，其中，所述流化床干燥分解炉包括布风板、炉体、旋风分离器和回料器，

所述布风板设置在所述炉体下部，从而将所述炉体分为位于所述布风板上方的分解室和位于所述布风板下方的风室；

所述风室用于将引入的热风通过所述布风板均匀送入所述分解室内；

所述分解室由下至上依次为密相区、进料区和稀相区，所述进料区上端的侧壁上设有物料进料口、下端的侧壁上设有辅助风口，所述辅助风口采用旋流结构，用于对所述物料进料口引入的待分解原料进行预热和分散；

所述稀相区的侧壁上设置有用于增加物料返混的内构件、顶部设有烟气出口；所述密相区的侧壁上分别设置有床层出料口和循环料进口；

所述旋风分离器的进料口与所述烟气出口连通，用于将来自所述烟气出口的烟气及其夹带的颗粒物料中的颗粒物料从烟气中分离出来；所述回料器的一端与所述旋风分离器的底部出口连通，另一端与所述密相区的循环料进口连通，用于将所述旋风分离器分离出的颗粒物料送回所述密相区。

在一个实施方式中，所述内构件为方形凸起结构。

在一个实施方式中，所述方形凸起结构设有一组或沿所述炉体的高度方向设有至少两组，每组在所述炉体的内壁上沿周向均匀分布。

在一个实施方式中，所述回料器为流化密封回料器。

所述回料器与所述旋风分离器的底部出口的之间设置有第二出料口。

在一个实施方式中，所述物料进料口倾斜向下设置，与所述炉体外壁之间的夹角为0°-45°，比如10°-30°；本领域技术人员理解，当为0°时，即表示物料进料口竖直设置；当不为0°时，即表示所述物料进料口为倾斜向下设置。

在一个实施方式中，所述密相区的侧壁为上宽下窄的锥形结构。

在一个实施方式中，所述炉体的横截面为方形。

本实用新型的优点在于以下几个方面：

(1)本实用新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉采用循环流化床形式，具有热负荷高、负荷调节比例大、停留时间可调等优势，适用于焙烧结晶氯化铝生成氧化铝；

(2)物料进料口下方布置有利用高温烟气余热的辅助风口，该辅助风口采用旋流形式，能够与物料充分有效的接触；

(3)结晶氯化铝的物料通过物料进料口进入炉膛后在重力作用下落在布风板上方的分解室中，并且通过来自辅助风口的高温烟气的分散作用，能够避免物料的结块和物料对侧壁的黏附，适用于颗粒状结晶氯化铝的物料输送；

(4)稀相区布置有内构件，增加了颗粒的返混，提高的结晶氯化铝的反应时间；

本实用新型针对“一步酸溶法”中焙烧单元的高低温焙烧工艺，提出了一种新型的结晶氯化铝干燥分解炉。该炉采用低循环倍率的循环流化床形式，通过合理的结构设计，在干燥炉运行时能够得到合理的密相反应区和稀相反应区，使结晶氯化铝能够在密相区有足够的停留时间，能够最大程度的将结晶氯化铝转化为氧化铝。同时，低温干燥分解炉能够利用高温余热，用来对结晶氯化铝进行干燥分解。

附图说明

图1为本实用新型所述的新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉的结构示意图。

图2为本实用新型所述的新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1和2所示，本实用新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉为低温干燥炉，包括布风板、炉体、旋风分离器和回料器，

所述布风板2设置在所述炉体下部，从而将所述炉体分为位于所述布风板2上方的分解室和位于所述布风板2下方的风室1；

所述风室1用于将引入的热风通过所述布风板2均匀送入所述分解室内；

所述分解室由下至上依次为密相区3、进料区和稀相区4，所述进料区上端的侧壁上设有物料进料口8、下端的侧壁上设有辅助风口7，所述辅助风口7采用旋流结构，用于对所述物料进料口8引入的待分解原料进行预热和分散；

所述稀相区4的侧壁上设置有用于增加物料返混的内构件9、顶部设有烟气出口10；所述密相区3的侧壁上分别设置有床层出料口11和循环料进口12；

所述旋风分离器5的进料口13与所述烟气出口10连通，用于将来自所述烟气出口10的烟气及其夹带的颗粒物料中的颗粒物料从烟气中分离出来；所述回料器6的一端与所述旋风分离器5的底部出口连通，另一端与所述密相区3的循环料进口12连通，用于将所述旋风分离器5分离出的颗粒物料送回所述密相区3。

在一个实施例中，结晶氯化铝固体物料通过物料进料口8送入炉膛，经物料进料口的物料能够落入床内。其中，所述物料进料口8倾斜向下，优选地，所述物料进料口8与所述炉体外壁(一般情况下，此处所指的炉体外壁均指垂直设置的炉体外壁区域)之间的夹角为0°-45°，优选为 10°-30°。当夹角为0°时，即表示物料进料口8竖直设置，物料通过物料进料口8进入炉膛，此时位于物料进料口8下方的且与其靠近的炉膛侧壁区域可以合适地设置为竖直结构或倾斜角较小(如与垂直设置的炉体外壁区域之间的夹角为0°-20°)的结构，以避免进料时物料粘在侧壁上；当不为0°时，即表示所述物料进料口为倾斜向下设置。

在一个实施例中，在物料进料口8下方有利用高温烟气的余热的辅助风口7，该辅助风口7采用旋流结构，增加湍流。辅助风口7能够利用来自高温炉的高温烟气，高温烟气通过辅助风口7被送入所述的结晶氯化铝干燥分解炉炉内。所述旋流结构可以是可调式的结构。一方面来自辅助风口7的高温烟气能够吹散从物料进料口8引入的物料，从而防止结晶氯化铝物料结块，或防止物料粘在物料进料口8下方的侧壁上；另一方面，二次风的加入使稀相区风速增大，增加了稀相区的夹带能力，使未反应完全的结晶氯化铝可以进一步与高温烟气接触从而发生反应，生成的氧化铝颗粒通过稀相区4被夹带到旋风分离器5；同时，在这个过程中高温烟气的烟气余热被有效的利用。

在一个实施例中，风室1中的高温烟气通过布风板2进入密相区3，使氧化铝和结晶氯化铝达到流化状态，结晶氯化铝在密相区3内与氧化铝颗粒和热风发生传热和传质反应，使结晶氯化铝迅速反应生成氧化铝。

进一步地，由于结晶氯化铝完全转化为氧化铝需要一定的时间，所以密相区3可以采用较低的操作气速，以增加密相区3的颗粒浓度，使结晶氯化铝有较长的反应时间，其中操作气速优选为0.5～0.8m/s。

在一个实施例中，稀相区4设置有内构件9，以增加颗粒的返混，增加反应时间。所述内构件9优选以方形凸起的结构型式设置于稀相区4 的内表面，优选为方形挡板，其材质与炉膛内衬材质相同。所述方形凸起结构设有一组或沿所述炉体的高度方向设有至少两组，每组在所述炉体的内壁上沿周向均匀分布。

在一个实施例中，在稀相区4顶部，烟气携带氧化铝产物和少量结晶氯化铝进入旋风分离器5，烟气通过旋风分离器5的中心筒排出，固体物料则分离下来，经过回料器6返回炉膛继续进行干燥分解反应。

在一个实施例中，回料器6可以采用低气量操作，使结晶氯化铝在这里还能继续发生分解反应，优选为0.05～0.3m/s的气量。回料器6上设置有第二出料口14，由旋风分离器5分离出的物料可以从第二出料口14 排出。

在一个实施例中，反应后的物料还能够从密相区侧壁上的床层出料口11排出。

在一个实施例中，所述回料器选自流化密封回料器、L型阀回料器中的一种，优选为流化密封回料器。

在一个实施例中，所述密相区3为上宽下窄的锥形结构。

在一个实施例中，所述流化床干燥分解炉的横截面可以为正方形、方形或圆形。用为了更好地促进颗粒返混，所述流化床干燥分解炉的横截面可以为正方形或方形。

运行时，如图1和图2所示，结晶氯化铝固体物料通过物料进料口8 送入炉膛。风室1内的热风通过布风板2进入密相区3，使结晶氯化铝和氧化铝物料达到流态化状态。密相区3的热风的热量用于干燥分解结晶氯化铝物料从而生成氧化铝。密相区3之上、物料进料口8之下的位置布置辅助风口7，高温烟气由此进入炉膛。高温烟气进入炉膛后与通过物料进料口8引进的物料接触使物料反应。在稀相区3内的侧壁上布置有内构件9，用于增加颗粒的返混，使高温烟气与未反应完全的结晶氯化铝充分接触，促进未反应完全的结晶氯化铝的反应。在稀相区4顶部反应后的烟气携带氧化铝产物和少量结晶氯化铝进入旋风分离器5，烟气通过旋风分离器5中心筒排出，固体物料则分离下来，经过回料器6返回炉膛继续进行干燥焙烧。产品氧化铝可通过床层出料口11或第二出料口14 排出。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种新型的结晶氯化铝流化床干燥分解炉，其特征在于，所述流化床干燥分解炉包括布风板、炉体、旋风分离器和回料器，

所述布风板设置在所述炉体下部，从而将所述炉体分为位于所述布风板上方的分解室和位于所述布风板下方的风室；

所述风室用于将引入的热风通过所述布风板均匀送入所述分解室内；

所述分解室由下至上依次为密相区、进料区和稀相区，所述进料区上端的侧壁上设有物料进料口、下端的侧壁上设有辅助风口，所述辅助风口采用旋流结构，用于对所述物料进料口引入的待分解原料进行预热和分散；

所述稀相区的侧壁上设置有用于增加物料返混的内构件、顶部设有烟气出口；所述密相区的侧壁上分别设置有床层出料口和循环料进口；

所述旋风分离器的进料口与所述烟气出口连通，用于将来自所述烟气出口的烟气及其夹带的颗粒物料中的颗粒物料从烟气中分离出来；所述回料器的一端与所述旋风分离器的底部出口连通，另一端与所述密相区的循环料进口连通，用于将所述旋风分离器分离出的颗粒物料送回所述密相区。

2.根据权利要求1所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述内构件为方形凸起结构。

3.根据权利要求2所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述方形凸起结构设有一组或沿所述炉体的高度方向设有至少两组，每组在所述炉体的内壁上沿周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述回料器为流化密封回料器。

5.根据权利要求4所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述回料器与所述旋风分离器的底部出口的之间设置有第二出料口。

6.根据权利要求5所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述物料进料口与所述炉体外壁之间的夹角为0°-45°。

7.根据权利要求6所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述物料进料口与所述炉体外壁之间的夹角为10°-30°。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述密相区的侧壁为上宽下窄的锥形结构。

9.根据权利要求8所述的流化床干燥分解炉，其特征在于，所述炉体的横截面为方形。

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