一种高温煅烧α-氧化铝生产节能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及非金属新材料的技术领域，具体为一种高温煅烧α -氧化铝生产节能装置，为在用氢氧化铝和工业氧化铝作原料进行高温煅烧α -氧化铝时，大大降低尾气温度和最大化回收产品冷却时的热能，实现节能减排。
【背景技术】
[0002]高温煅烧α -氧化铝作为一种新型材料和环保材料，用途越来越广泛，其价值也一路狂飙，受到各界人士好评和选择，其主要用途为陶瓷行业、耐火材料以及磨料行业，另外可加工人造宝石，还能用于航空、导弹、军事等领域。无论用于何种行业，其最终晶型转化为α-氧化铝时都必须进行高温煅烧。目前我国高温煅烧α-氧化铝生产方法主要有:
[0003]I)倒焰窑:该窑型属于间歇窑。将原料装入匣钵，入窑一次煅烧而成，受到窑型结构限制，温度一般不超过1400 °C，由于窑内空间大，温度控制有较大难度，上、下、内、外有较大误差，因此质量不均匀。
[0004]2)、隧道窑:该窑型属于连续性窑。将原料装入匣钵，从窑头进入经充分煅烧，从窑尾卸除，该窑的烧成带设计技术较为成熟，断面温度小，温控效果好，煅烧温度可达1600°C，因而温度易于控制。缺点:能耗高，效率低，不易大型化。
[0005]3)中空回转窑:该窑型属于连续性窑。原料有窑尾进入，煅烧后从窑头卸除，进入冷却机冷却，冷却机的二次热风进入回转窑助燃，该窑温度易于控制，烧成带温度根据需要进行调节，基本可以满足不同烧成制度的生产要求，该窑型产能大，生产成本低，适用于生产批量较大的产品。缺点是能耗高，其尾气温度400 °C以上，废热无法利用。
[0006]而且，煅烧后产品经过回转窑窑头冷却带时温度900 °C左右，需要冷却至80 0C以下进行包装，我国传统法采用单筒冷却机，由于避免冷却机内二次扬尘(物料扬尘随着二次风进入回转窑过烧影响产品质量)，冷却机内不设扬料板，采用筒体外喷淋冷却水进行降温，60%左右热能被冷却水带走，造成能耗大增，因此开发节能新技术实现节能减排对我国非金属新材料行业发展有深远意义。
[0007]传统生产工艺流程说明(见附图1):我国高温α -氧化铝生产较先进的就是中空回转窑煅烧法(比倒焰窑、遂道窑先进)，其工艺流程是，原料氢氧化铝用行车送入提升机提至计量斗内，经计量螺旋进入回转窑窑尾，回转窑采用天然气或煤气做燃料在窑头燃烧，温度控制1400 °C左右，物料在回转窑转动下，自窑尾向窑头高温区流动，以次完成温度升到110-120 °(:时脱去物理水，温度升到200-250°C时脱去两个结晶水变成一水软铝石，物料温度升到550°C左右时脱去第三个结晶水无水r-氧化铝，物料温度达到850 V以上开始由无水r-氧化铝转化α -氧化铝，温度达到1300 V以上转化率达到95%以上，进入单筒无扬料板冷却机20冷却，冷却机采用筒体外冷却水循环降温冷却，冷却至80 0C的产品经输送机送入包装仓进行包装，检验出厂。出窑的约400 °C左右的热烟气，经两级旋风除尘器除尘降温，进入布袋收尘器进一步净化收尘，然后经引风机排空。
[0008]其中倒焰窑和隧道窑煅烧后的a-氧化铝从1200 C0左右冷却至80 C0采用自然降温，效率低；中空回转窑煅烧高温a-氧化铝采用单筒冷却机或螺旋冷却输送机。采用单筒冷却机时，由于高温煅烧a-氧化铝为粉状物料(原晶粒度<5um)，为避免冷却机内二次扬尘(物料扬尘随着二次风进入回转窑过烧影响产品质量)，冷却机内不设扬料板，而是通常采用筒体外喷淋冷却水进行降温，此时，60%左右热能被冷却水带走，造成能耗大增；而螺旋冷却输送机采用机体外U型槽水冷却和螺旋空心轴水冷却，物料的显热被冷却水带走，增加能耗。因此需要开发节能新冷却设备，以实现节能减排。
[0009]中国实用新型专利CN103712462A，公开了一种粉煤灰石灰石煅烧氧化铝自粉化熟料间接冷却设备，如附图14所示，包括冷却机主体2，其包括多个冷却模块，所述冷却模块中包括数根冷却管，冷却管在冷却模块中平行排列，多个冷却模块竖直方向平行排列，每个冷却模块的冷却管相应连通，连通后同行相邻的冷却管两端通过弯管连接，其中最下端的冷却模块的每一排冷却管的边缘的冷却管的下端与冷却机的汇总管连接，最上端的冷却模块与边缘的冷却管对角的冷却管上端与冷却机的汇总管连接，进风道5 —端与冷却机主体2最下端冷却模块的各行的汇总管连接，另一端与鼓风机4连接，出风道一端与冷却机主体2最上端冷却模块的各行的汇总管连接，另一端与外界连通。
[0010]在冷却机主体2顶部的冷却模块中，冷却管之外的空间形成了冷却机主体的进料口 1，在冷却机主体2底部的冷却模块中，冷却管之外的空间形成了冷却机主体的出料口。粉料从进料口 I进入冷却机主体2，粉料从冷却机主体2中的冷却管之间的缝隙落下，最后从出料口 3流出到传送带上。该间接冷却设备采用间接冷却，可避免粉尘排放，但是其存在换热效率低、热能回收率低的问题。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型的目的就是针对上述能耗大等问题，提供一种高温煅烧α -氧化铝高效节能装置，该方法可使每吨α -氧化铝产品比传统法降低热能约1027000千焦，折降低天然气消耗28.6m3/t产品，同时物料由于充分预热均匀产品质量相对稳定。
[0012]本实用新型的技术方案为:
[0013]一种高温煅烧α -氧化铝高效节能装置，包括回转窑，其特征在于，在回转窑窑尾连接旋风预热器组，该旋风预热器组包括至少两级旋风预热器；在回转窑的窑头连接冷却
目.ο
[0014]本装置的特点还有:
[0015]所述的回转窑为中空长窑。
[0016]所述的旋风预热器组，其特征在于，包括至少两级旋风预热器，所述的旋风预热器包括圆柱筒体和位于下部的圆锥体，在圆柱筒体的上端设有侧向进风筒和中间出风立筒，在圆锥体的下部设有下料锁风翻板阀；上一级旋风预热器的侧向进风筒与下一级旋风预热器的中间出风立筒通过风管连接，风管上设有进料口，上一级旋风预热器的下部圆锥体连接下一级旋风预热器的风管上的进料口，连接处风管的进料口内部设撒料板；第一级旋风预热器的中间出风立筒用于连接布袋收尘器，最末级旋风预热器的下部圆锥体用于连接在回转窑窑尾烟室内的入窑溜槽，最末级旋风预热器的侧向进风筒通过风管连接回转窑窑尾烟室烟气排出筒。
[0017]所述的旋风预热器采用2-4级；所述的旋风预热器采用3级，几级预热器就有几个单体的旋风预热器组成，具有换热和气固分离双重功能；所述的侧向进风筒的气速为18-20m/s ;所述的中间出风立筒排出气速为3-5m/s。
[0018]所述的冷却装置包括冷却筒，所述冷却筒包括一次冷却段和二次冷却段，所述一次冷却段包括料管和风腔，所述二次冷却段包括风管和料腔。
[0019]优选地，所述一次冷却段的一端设有连接板一，连接板一上设有通料孔和通风孔，一次冷却段的另一端设有连接板二，连接板二上设有通料孔和通风孔，料管的两端分别与通料孔连接。
[0020]优选地，所述二次冷却段的一端设有风箱一，二次冷却段的另一端设有风箱二，风箱一和风箱二的中部设有中心风管，中心风管通过连接风管与风管连接。
[0021]本实用新型的冷却装置包括:所述冷却筒包括筒体，筒体内位于一次冷却段位置处设有内筒，内筒内部的空腔形成风腔，料管安装在筒体与内筒之间的环形空腔内。
[0022]本实用新型的冷却装置包括:所述内筒外壁上设置有隔板，所述隔板包括间隔设置的隔板一和隔板二，隔板一的一端与内筒外壁固连，隔板一的另一端与料管固连，隔板二的一端与内筒外壁固连，隔板二的另一端悬空设置。
[0023]本实用新型的冷却装置包括:所述筒体包括依次连接的筒体一段、筒体二段和筒体三段，筒体与内筒之间的环形空腔内沿周向上均匀布置有一层料管，料管的轴线与筒体的轴线平行。
[0024]本实用新型的冷却装置包括:所述筒体内位于二次冷却段位置处沿周向上设置有至少两层风管，相邻层间的风管交错设置，风管的轴线与筒体的轴线平行。
[0025]本实用新型的冷却装置包括:所述一次冷却段远离二次冷却段的一端连接有进料箱，所述进料箱包括加料箱体，加料箱体上设有进料口，进料口连接有进料管，进料管包括勾型斗，勾型斗连接有推料螺旋，推料螺旋与料管连接，加料箱体上设有与风腔连通的出风管，加料箱体的下部连接有进料罩。
[0026]本实用新型的冷却装置包括:所述二次冷却段远离一次冷却段的一端连接有出料箱，所述出料箱包括出料箱体，出料箱体上设有细料口和粗料口，细料口的上方设有筛筒，出料箱体上设有与中心风管连通的进风管，出料箱体的下部连接有出料罩。
[0027]本实用新型的冷却装置包括:所述冷却筒通过中间齿圈减速机与电机连接，冷却筒的安装斜度是3?5%，风管的直径小于料管的直径。
[0028]本实用新型的另一目的还提供了一种高温煅烧α -氧化铝高效节能新方法，该方法包括以下步骤:原料与回转窑尾气换热步骤、回转窑煅烧步骤、冷却步骤；在原料与回转窑尾气换热步骤中，原料氢氧化铝和工业氧化铝进入旋风预热器组物料进料口(第一级旋风预热器风管进料口)，来自回转窑的尾气进入旋风预热器组尾气入口(最末级旋风预热器侧向进风筒)，物料与尾气在旋风预热器组内进行逆流气-固换热；物料经旋风预热器组换热后，温度达到550-650 °C进入回转窑，回转窑尾气换热后温度降至220-160 °(:进入布袋收尘器净化后经弓I风机达标排放。
[0029]本工艺方法的特点还有:
[0030]在冷却步骤中，由回转窑加热得到α -氧化铝进入冷却装置冷却物料，冷风有鼓风机在冷却装置出料端吹进与进入冷却装置850-950°C高温物料间接换热，空气温度升到400-500 °C进入回转窑作为二次风助燃，物料冷却到80°C以下送入成品库。
[0031]在冷却步骤中，详细步骤为:由回转窑加热得到α-氧化铝进入冷却装置冷却物料，该冷却装置有两部分组成，为前部分和后部分，物料在前部分走管里空气走管外，物料进入后部分走管外空气走管里，冷风有鼓风机在冷却装置出料端吹进与进入冷却装置850-950°C高温物料间接换热，空气温度升到400-500 °(:进入回转窑作为二