氧化铝焙烧炉烟气余热回收及其利用方案.docx

************氧化铝焙烧炉

烟气余热回收及其利用

技术方案

********工程有限公司
二0一二年六月

1、概述
氢氧化铝焙烧是氧化铝厂生产中的最后一道加工工序，它将分解过滤所得的氢氧化铝滤饼，在气体悬浮焙烧装置中干燥除去附着水、深度加热脱除结晶水并进行晶型转变生成产品氧化铝。
氢氧化铝的焙烧是氧化铝生产中非常重要的一个环节，也是氧化铝生产过程中耗用热能最大的工序之一。
氢氧化铝的焙烧过程实质是一个脱水的过程，干基氢氧化铝中含水为34.6%，再加上氢氧化铝表面的附着水3～5%，氢氧化铝焙烧的实质上就是要将氢氧化铝中约38%的水份全部脱除掉。因此氢氧化铝的焙烧过程必然是要消耗大量的能源才能实现。目前我们的氢氧化铝焙烧炉所采用的大多是气态悬浮焙烧炉，该炉型在设计上就已经充分考虑了热能的回收与利用了，用焙烧好的物料预热冷空气到约700℃，提高了燃烧效率，再用氢氧化铝吸收热烟气的热量，使氢氧化铝在进入焙烧炉装置中的主炉时，物料中的大部分水份已经被脱除掉，这样物料在进入主炉后的主要反应为晶型的转变，大大缩短了焙烧时间，也大大地提高了焙烧炉的热效率，使得目前我们气态悬浮焙烧炉的热耗几乎是发挥到了极限。尽管如此，我们的气态悬浮焙烧炉的尾气是含有大量水蒸气和热的气体，如果能回收此尾气中的热能和水实际上就是一个变废为宝的节能工程，它不仅还能最大限度降低氧化铝生产的综合能耗，降低了氧化铝的生产成本，也最大限度实现了氧化铝生产的节能减排，对国家和企业而言都是非常有益的事。
2、焙烧炉基本数据
2.1原料
原料名称氢氧化铝滤饼
原料基本属性
附着水 ～8％
温度 50℃
湿密度 1400㎏/m3
相对密度 2.4（干基）
粒度分布： 45μm＜12%
可溶性碱： 0.06%
2.2产品质量
化学成份(%)Al2O3Na2OFe2O3SiO2
＞98.6＜0.5＜0.02＜0.02
2.3燃料
天然气
燃气热值：≥33858kJ/Nm3(8100kCal/Nm3)
燃气成份：（V%）
CH4C2H6N2CO2C3C5
＞90＞7＜1.5＜1.5微量
2.4烟气的气体组成：（在150℃工况下的V%）
CO2N2O2H2ONaOH
448.4542.6微量
烟气重度：0.865㎏／Nm3
烟气粉尘浓度：≤50mg／Nm3（折150℃工况下35mg／m3）
粉尘粒度：≤15μm
3、烟气中的热能
下表是*********1350t/d氢氧化铝焙烧炉在额定产量下的单台焙烧炉计算的热量及水的排放数据：
焙烧炉理论产量(t/d)1350氢氧化铝下料量(t/h)91焙烧炉单耗K(kCal/kg·Al2O3)740焙烧炉用天然气热值(kCal/Nm3)8100总烟气量(m3/h)(150℃下)207176焙烧炉排出总水蒸气量(kg/h)42839烟气含有的总热量(kJ/h)80435958热量折合标准煤(kg/h)2749热量折合标准煤(t/a)(340天/a)22432回收的总水量(t/a)(340天/a)349566烟气中含有的氢铝量(kg/h)7.25烟气中含有的氢铝量(t/a)(340天/a)59(注：烟尘中的含尘浓度按150℃工况下35mg／m3计算)
从上表可以看出，对就于焙烧炉而言，其排出的热能是相当可观的。如果按焙烧炉94%的运转率和90%的热能回收率计算，每台焙烧炉每年回收的热能折合成标准煤的计算，为18980t/a，此外，每年还能回收29.6万吨水资源和56吨氢氧化铝。按目前的*********铝业总共6台焙烧炉计算，共计回收的热能折标准煤113880吨，水178万吨，氢氧化铝336吨。
如果按*******铝业所处的山西原平地区的标准价以700元/吨、水价按1元/吨、氢氧化铝价格按1000元/吨计算，回收热能及附带回收的的水及氢氧化铝所带来的价值分别为7,972万元、178万元、34万元，合计7,972万元
因此，如果能回收氢氧化铝焙烧炉烟气中的水和热能并能将其充分利用，对企业来说，无疑将会带来巨大的收益。
4、热能回收技术

焙烧炉烟气中所含的热能主要来源是氢氧化铝含的水及燃料燃烧产生的水的汽化潜热，它约占整个焙烧炉烟气热能的97%左右，只有回收潜热才是我们焙烧炉热能回收的关键。
而因显热仅占整个热能的3%，目前行业内采用的显热回收装置回收效率极其有限，而且由于装置安装在引风机之前，一旦启用该装置将会影响引风机的正常工作，而使得焙烧炉不能正常生产，严重制约焙烧炉的产能。
UROMAY换热器，是现代核动力航母和潜艇的标配产品。它是利用内混式直接换热的原理，用低温度的水与含水蒸气的热烟气直接混合，获得较高温的水，从而回收烟气中的