氧化鋁生產(chǎn)采用流態(tài)化焙燒技術(shù)的試驗研究開始于20世紀40年代
近40年來流態(tài)化焙燒在工業(yè)生產(chǎn)中顯示出其優(yōu)質(zhì)、低耗的強大優(yōu)勢技術(shù)發(fā)展十分迅速。目前廣泛應用于氧化鋁生產(chǎn)的焙燒技術(shù)為美國的閃速焙燒、德國的循環(huán)焙燒、丹麥的氣態(tài)懸浮焙燒三種。其中氣態(tài)懸浮焙燒技術(shù)起步最晚，但技術(shù)先進。
代表著最新流態(tài)化焙燒水平號稱“第三代”。然而因其在工業(yè)生產(chǎn)中應用較晚，實際運行中仍然存在許多問題，若能很好地解決進一步完善其工藝，則氣態(tài)懸浮焙燒技術(shù)無疑是氧化鋁生產(chǎn)的最佳選擇。
我國自1987年山西鋁廠引進第一臺美鋁閃速焙燒爐以后，十多年來，相繼又引進了德國魯奇循環(huán)流態(tài)化焙燒爐、丹麥史密斯氣態(tài)懸浮焙燒爐，其中以氣態(tài)懸浮焙燒爐為主，占到總數(shù)的70%。目前國內(nèi)氧化鋁幾乎全部采用流態(tài)化焙燒。
1、前言
30%，系統(tǒng)的熱效率達85%以上。 八十年代以來，我國先后從國外引進并逐步消化吸收了氫氧化
(5)產(chǎn)品質(zhì)量好、運轉(zhuǎn)率高：因為流態(tài)化焙燒爐是非轉(zhuǎn)動設備，鋁流態(tài)化焙燒爐，采用了目前所有的三種爐型。包括正壓操作的流
爐襯與物料的磨損較少，產(chǎn)品中的SiO2的含量比回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)品低約態(tài)化閃速焙燒爐、循環(huán)流態(tài)化焙燒爐及負壓操作的氣體懸浮焙燒
0.006%。不同粒級氧化鋁煅燒程度均勻。 爐。使用的重油、低熱值發(fā)生爐煤氣、焦爐煤氣、天燃氣等燃料。
(6)自動化程度高。由于流態(tài)化焙燒爐轉(zhuǎn)動設備少，自動化儀經(jīng)過十多年的探索、改進使流態(tài)化焙燒爐取代了傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯
表安裝、使用、維護方便。國內(nèi)流態(tài)化焙燒爐均采用了計點機集散焙燒氧化鋁，并適應了我國氧化鋁特點，流態(tài)化焙燒爐技術(shù)得到了
控制系統(tǒng)，勞動生產(chǎn)率高，自動化程度高。 進一步完善和發(fā)展。
3、流態(tài)化焙燒爐在我國使用出現(xiàn)的問題：
2、氫氧化鋁流態(tài)化焙燒爐的優(yōu)點：
氫氧化鋁流態(tài)化焙燒爐是一種以稀相為主、稀濃相結(jié)合的焙燒裝置，是一種結(jié)合式冶金爐。一般由物料干燥、脫水預熱、主反應爐和成品冷卻三大系統(tǒng)組成。干燥脫水預熱系統(tǒng)都是以稀相載流換熱。主反應爐各有特色，冷卻系統(tǒng)大多以稀相載流換熱為主（物料冷卻、冷風預熱），輔以濃相床間壁換熱。
2.1 流態(tài)化焙燒爐的節(jié)能機理：物料與氣體逆流換熱
大部分結(jié)晶水后，氣體再去干燥喂入系統(tǒng)的氫氧化鋁附著水，
從而可以使廢氣溫度下降到最適合于電收塵的水平。 焙燒成品的熱
量用供入系統(tǒng)的助燃空氣和水冷卻到常溫，同時充分預熱了助燃空氣，從而有利于燃料充分燃燒。焙燒爐的氣、固走向及溫度變化見圖一。燃料的充分燃燒，較少的電除塵設備都大大減少了氫氧化鋁流態(tài)化焙燒對環(huán)境的污染。
2.2 流態(tài)化焙燒爐的主要特點：
與傳統(tǒng)的焙燒設備--回轉(zhuǎn)窯相比較，流態(tài)化焙燒爐主要有以下優(yōu)點：
(1)投資少：流態(tài)化焙燒爐效率高，其機電設備重量不及回轉(zhuǎn)窯的一半，建筑面積僅為回轉(zhuǎn)窯的三分之一，占地少。因此，投資比回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)少40%-60%。
(2)設備簡單、使用壽命長、維修費用低。流態(tài)化焙燒爐系統(tǒng)除了風機、油泵與給料設備外，沒有大型轉(zhuǎn)動設備，內(nèi)襯使用壽命長達6--10年以上，維修費用僅為回轉(zhuǎn)窯的40%。
(3)有利與環(huán)境保護。由于燃燒的過?？諝庀禂?shù)低，燃燒充分，廢氣量減少，廢氣中SO2和NOX的生成量均運低于回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)。
(4)熱耗低 ：與回轉(zhuǎn)窯相比，流態(tài)化焙燒爐熱耗降低約三分之一，主要是因為燃燒空氣的預熱溫度高，燃料燃燒的過?？諝庀?/p>
自山西鋁1987年引進我國第一臺流態(tài)化焙燒爐以來，我國氧化鋁廠先后全部或部分引進多臺流態(tài)化焙燒爐。這些焙燒爐在我國使用過程中或多或少存在一些問題。主要有以下幾個方面：
3.1 流態(tài)化焙燒爐的達產(chǎn)問題：
我國最早引進的山西鋁廠1#焙燒爐是流態(tài)化閃速焙燒爐，其達產(chǎn)問題一直是個難題。主要表現(xiàn)在，設計日產(chǎn)1320t/d的爐子長時間實際產(chǎn)能只有設計產(chǎn)能的70%左右。主要原因，一是鼓風機出
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口風量達不到設計的61000m/h，試生產(chǎn)期間實際只有49000m/h。在2001 ABB公司的新風機，這個問題才得以解決。山西鋁廠的2#、3#爐以及中州鋁廠的1#焙燒爐是我國引進較早的氣體懸浮焙燒爐，都存在試生產(chǎn)期間甚至投產(chǎn)幾年內(nèi)達不到設計產(chǎn)能的問題。在經(jīng)過多次改造后才達到了設計產(chǎn)能。
3.2 設計過程中存在的問題：
我國最初引進的流態(tài)化焙燒爐均由國外設計，以后國內(nèi)設計院逐漸消化并進行自行設計。問題主要表現(xiàn)在：氣體懸浮焙燒爐預熱旋風筒分離效率低，造成電收塵進口含塵量升高，電收塵負荷加重；二是采用下料管鎖氣閥鎖氣工藝，易造成氣流反竄短路，一方面破壞了旋風筒內(nèi)氣流走向，影響了分離效率和熱交換效率；另一方面造成系統(tǒng)漏風嚴重，熱效率下降；三是PO2下降煙道與AO2煙道的強度及伸縮補償不合理造成PO2下降煙道吸扁，破裂漏風，AO5部位落料嚴重；四是電收塵倉卸料及返灰系統(tǒng)極不成熟，嚴重影響了焙燒爐的正常運轉(zhuǎn)；五是冷風進口AO7處冒料嚴重。
流態(tài)化閃速焙燒爐主要存在的問題：一是三級逆流冷卻換熱效率低，造成進入冷卻器的物料溫度太高，給冷卻器水冷造成較大困難，一方面降低了流化床的使用壽命；另一方面造成大量熱量無謂散失，嚴重時造成焙燒爐出料溫度太高甚至燒壞輸送皮帶；二是燃燒系統(tǒng)不完善，油槍霧化系統(tǒng)效果差，導致重油燃燒速度慢、不徹底，嚴重時造停留槽溫度比主爐溫度高，甚至出黑（灰）料，現(xiàn)改為焦爐煤氣這個問題得以解決。
3.3 選用設備、材料達不到設計性能要求：
我國目前使用的氫氧化鋁流態(tài)化焙燒爐不同程度的存在著選用設備及材料達不到設計性能要求的情況。如山西2#焙燒爐耐火內(nèi)襯脫落頻繁；多臺焙燒爐的喂料螺旋斷軸、燒電機；電收塵卸灰螺旋等設備及材料達不到設計性能要求，成為制約焙燒爐達標達產(chǎn)及穩(wěn)定運行的主要因素。
3.4 爐體尺寸與物料不匹配
我國引進的流態(tài)化焙燒爐幾乎都存在與物料不匹配問題，造成一方面分離及熱交換效率低、電收塵進口含塵量升高，負荷增大，給返灰系統(tǒng)及質(zhì)量指標控制造成困難；另一方面造成物料散落嚴重，如A05處積料等。
4、對流態(tài)化焙燒爐應用初期問題的優(yōu)化改進：
對流態(tài)化焙燒爐應用初期問題，各個廠家均進行了優(yōu)化改進；如山西鋁廠流態(tài)化閃速焙燒爐風機風量嚴重不足的問題，重新引進了一臺比利時ABB公司的達到設計參數(shù)的鼓風機；中州鋁廠1#氣體懸浮焙燒爐除原排風機外，在冷風進口處增加了一臺鼓風機，形成前拉后推提供動力；山西鋁廠4#焙燒爐在設計風機時，特別注意風機留有一定余量，為日后生產(chǎn)及超產(chǎn)創(chuàng)造條件；對于預熱段旋風筒分離及熱交換效率低的問題，各家采用了如增加中心管長度、改進進風口尺寸、改造錐部鎖氣料封翻板等方法，都取得了較好的效果；對于氣體懸浮焙燒爐PO2下降煙道吸扁，伸縮補償不合理的問題，采用了一方面核準伸縮量，重新配置膨脹節(jié)；另一方面增加煙道加強圈，山西鋁廠4#焙燒爐還考慮增加了煙道材料強度，增加了加強圈；電收塵倉卸料問題，山西鋁廠2#、3#爐及中州鋁廠1#爐改卸料螺旋為灰斗錐底卸料，吹灰器返灰；鄭鋁及中鋁2#爐、山西4#爐采用改造卸料螺旋吊瓦至倉外的做法，也解決了卸料螺旋無法長周期運行的問題；對于燃燒系統(tǒng)的問題，中州兩臺爐均加大了主燃燒器的尺寸及數(shù)量，鄭州及山西1#爐對重油霧化系統(tǒng)進行了改進及優(yōu)化，山西4#爐則采用了高熱值的焦爐煤氣；對系統(tǒng)漏風及AO5落料問題，一方面，采用系統(tǒng)堵漏；改造薄弱點，減少系統(tǒng)漏風；另一方面，強化操作，確保系統(tǒng)負壓，保證AO5處不落料，AO7處不冒料。對于耐火內(nèi)襯方面的問題，經(jīng)過不斷摸索、試驗，總結(jié)出一套在施工中控制內(nèi)襯質(zhì)量的方法，新試驗了一種適合氣體懸浮爐使用的系列耐火內(nèi)襯（DN系列）。通過一系列改造，國內(nèi)流態(tài)化焙燒爐中的各項性能指標都接近或達到設計指標，還有些指標優(yōu)于設計指標，如：中州1#、2#爐及鄭州焙燒爐的產(chǎn)能等。
5、流態(tài)化焙燒爐在我國的發(fā)展方向：
5.1 流態(tài)化焙燒爐設備朝國產(chǎn)化方向發(fā)展
隨著流態(tài)化焙燒爐在我國使用過程中的應用優(yōu)化和國內(nèi)機械的發(fā)展，流態(tài)化焙燒爐逐漸朝國產(chǎn)化方向發(fā)展。如九十年代中期以后尤其是二十世紀引進的爐子，除幾處關(guān)鍵部位外基本實現(xiàn)了設計及大部分設備、材料的國產(chǎn)化，燃燒設備、計算機控制系統(tǒng)、大型變頻調(diào)速、風門調(diào)節(jié)等由于國產(chǎn)設備不過關(guān)，仍采用引進設施。 5.2 流態(tài)化焙燒爐燃料由液體燃料朝高熱值氣體燃料發(fā)展 最近幾年，隨著石油化學工業(yè)的快速發(fā)展，焙燒爐的燃料由液體燃料逐漸朝氣體燃料方向發(fā)展，由低熱值氣體燃料朝高熱值氣體燃料發(fā)展。如隨著西部大開發(fā)的不斷深入，西氣東輸使天燃氣成為現(xiàn)實。鄭州鋁廠、山東鋁廠、中州鋁廠都可以采用高熱值的天然氣燃料取代目前使用的重油及低熱值發(fā)生爐煤氣。山西鋁廠由于其獨特的地理優(yōu)勢，4#焙燒爐采用了高熱值的焦爐煤氣；正壓操作的流態(tài)化閃速爐也改燒重油為焦爐煤氣。新投產(chǎn)的氧化鋁廠基本上都采用了新型燃料。
總結(jié)：本文針對目前國內(nèi)氫氧化鋁流態(tài)化焙燒爐采用的正壓流態(tài)化閃速焙燒爐、循環(huán)流態(tài)化焙燒爐及負壓的氣體懸浮焙燒爐三種爐型。使用的重油、低熱值發(fā)生爐煤氣三種燃料進行了應用分析，結(jié)合國內(nèi)對幾種爐型的應用優(yōu)化，提出了對流態(tài)化焙燒爐的一些改進意見及發(fā)展方向。
