降低氧化铝焙烧炉出口含尘的措施

降低氧化铝焙烧炉出口含尘的措施

黄栋城

靖西天桂铝业有限公司

【摘要】氢氧化铝煅烧是氧化铝生产过程中的最后一道工序，目前国内外氧化铝行业使用的煅烧设备主要有流态闪速焙烧炉和循环流态焙烧炉等。本文结合笔者多年的研究与实践，探讨降低氧化铝焙烧炉出口含尘的有效措施，以供参考。

【关键词】氧化铝；焙烧炉；出口含尘；措施

    我国从2009年起，因氧化铝厂烧结法生产萎缩，氧化铝厂利用烧结法闲置设备打造出一条30万t / a的拜耳法生产线。因此焙烧炉的物料组成也由原来的烧结法和拜耳法混合氢铝变为完全拜耳法氢铝，其细度和含水率较1997年时的烧结法氢铝发生了较大变化，致使电除尘器的收尘效率下降很大，烟囱冒尘严重，不满足国家铝工业污染排放的标准要求，因此必须对其采取有效的措施解决问题。

1.氧化铝厂循环焙烧炉出口含尘量的现状分析

    1997年，1#炉初立项时，相关企业向德国鲁奇公司提供的入炉氢氧化铝样品全部由烧结法白AH组成，鲁奇公司按照提供的样品设计了焙烧系统第一级机械收尘加第二级高压静电收尘的方式，烟囱的排放浓度低于80 mg /Nm3，满足了当时环保和生产要求。随着生产的不断发展和时代变迁，焙烧炉的物料组成也由原来的烧结法和拜耳法混合氢铝变为完全拜耳法氢铝，焙烧氢铝物料性质发生了较大变化，致使电除尘器的收尘效率下降很大，尤其是

当氢铝物料处于细化周期内时，即使在焙烧炉负荷率只有60% 的情况下，烟囱冒尘也相当严重，烟囱排放明显超标，周围环境受到污染，环保压力很大，氧化铝各项消耗指标也大幅攀升。为了保证环保达标和减少氢铝损失，氧化铝厂不得不对1#焙烧炉进行限产运行。1#炉产能最高只维持在1120 t/d 左右，且造成单位油耗高、电收尘进口温度高、生产成本高等问题。随着氧化铝厂50万t 拜耳法的启动，如不尽快对1#炉进行改造，使其达标达产，不但不能解决能耗高、污染(损失) 大的问题，而且将会陷入设备能力不足的生产被动局面[1]。

2.影响烧杯炉出口含尘的因素分析

2.1焙烧设备陈旧

    企业的氧化铝厂现有循环焙烧炉2台，按当时设计产能，1#焙烧炉产能为1 600 t/d，2#

焙烧炉设计产能为1800 t / d，但是随着氧化铝产能的不断提升，两台焙烧炉都超负荷运转。

尤其是1#循环焙烧炉目前已服务十几年，早已到了大修时间。而且由于烧结法改拜耳法后，焙烧物料性质尤其是物化粒度指标发生了很大变化，已不适合当初设备设计要求[2]。因此，造成1#循环焙烧炉出口含尘量高，烟囱排放明显超标，对焙烧炉出口含尘影响很大，环保压力也很大。

2.2氧化铝工艺流程改变

    氧化铝工艺流程由原来的烧结法工艺改为拜耳法工艺，焙烧氢铝物料性质发生变化，对焙烧炉出口含尘影响大。在碱法生产氧化铝的过程中，由于拜耳法生产流程具有其它方法所无可比拟的流程短、能耗低等优点，目前全世界90%以上的氧化铝和氢氧化铝都是采用拜耳法生产。烧结法氧化铝生产由于流程长、能耗高已不适宜于目前节能减排的趋势，烧结法改拜耳法也是企业断臂求生的需求，无法逆转，这已成为国内外氧化铝行业的共识。根据《氧化铝工艺》一书介绍，烧结法AH粒度指标－45μm一般控制在≤15%以下，而且强度较好; 而拜耳法AH粒度指标会出现周期性细化，－45μm一般在5%～35%内呈周期性变化，而且强度指标不如烧结法好。当细化周期来临时，对焙烧设备出口含尘量影响很大，必须考虑改善。

3.解决方法及其实施策略

3.1在焙烧设备电收尘器加1台布袋除尘器

    针对1#焙烧设备本体已不适合目前的焙烧物料性质，提出在焙烧设备电收尘器后加1

台布袋除尘器，通过机械收尘、电收尘、布袋收尘的有机结合，使焙烧细氢铝时焙烧炉产能下降和烟气排尘粉尘浓度不达标的难题迎刃而解。关于氧化铝焙烧系统的改造方案，在1#、2#焙烧炉之间（1#电除尘器的尾部）搭建一个平台，安装1台袋除尘器，参数设置如下：除尘器型号为LDM-840-4800型；处理烟气量：240000单位，烟气温度为220℃；出口排放浓度低于30单位；滤袋规格为130×6000mm；总过滤面积为4800单位；滤袋采用耐高温材质；最高耐温为260℃，极限值为280℃；除尘器的本体阻力不超过1500Pa；本体漏风率低于2%，过滤风速为1.33单位，采用在线脉冲清灰的方法，控制壳体设计的压力为-6000Pa。风机的基本参数：风机风量为240000~280000单位，运行的温度为200℃，全压为3500~2300Pa；电机功率为380kW，风机底座带减震支架。风机后设独立使用的烟囱。设有远程控制的电动翻板阀，可实现电除尘单独运行，或与袋除尘串联运行，配清灰压缩机 VF－8 /7 一台[3]。

3.2改进工艺

    针对焙烧物料性质发生变化，拜耳法氢铝物料存在周期性细化这一原因，主要采取了以下工艺改进措施：（1）确定合理的变温分解制度，包括确定分解初温、中温以及降温速度。（2）为保证焙烧氢铝产品粒度指标适用于1#循环焙烧炉，进行了拜耳种分系统流程优化，主要进行了以下两方面的流程改造。①在旋流器进料泵的进口管道上安装母液稀释管道，提高了旋流器的分级效果;②旋流器进料原来用的是分解末槽的物料，旋流器细种子也进分解末槽，因此一部分细种子一直在旋流器与分解末槽之间循环，把旋流器进料改用分解次末槽的物料，从而消除了细种子的影响。（3）根据自身流程特点，提出了实施北线种分附聚流程的方案。将北线6#种分槽作为附聚槽，5#分解槽作为长大首槽。旋流器溢流经立盘过滤作为细种子，在混合槽与降温后精液混合后送附聚槽。（4）针对流程中首槽固含波动大这一主要问题，采取以下的方式进行解决：① 修订种分工序分解制度，要求分解首槽固含在700±50 g /L左右，末槽固含750～850 g /L;②把原先技术落后、效率低下的40 m2转鼓过滤机更换为技术先进的120 m2的立盘过滤机，提高了过滤效率;③强化种子过滤机的开车，建立了过滤机煮车、换布台帐，要求按周期进行换布与煮车，过滤机效率进一步提高。（5）建立了氢铝45μm%指标调控预报制度，通过高倍显微镜，每天对氢铝粒度指标分布情况进行观测，重点对10μm、20μm以下细粒子及100μm以上粗粒子进行观测，建立氢铝粒度指标分布台帐。通过积累观测数据，找到了一套适宜于自身流程特点的调控方案，辅以适时启动结晶助剂的添加，使流程中各粒级氢铝呈现出良好的梯度分布态势。（6）取得效果。以上措施实施后，取得了很好的效果，氢铝－45μm指标得到了很好地控制，氢铝－45μm指标由措施实施前的平均25%左右，降低到实施后的平均15. 67% ，为焙烧炉达标达产提供了进一步的保证

[4]。

3.3氧化铝焙烧系统改造后的效果分析

    布袋除尘器应用于氧化铝焙烧工序后，效果非常明显，焙烧设备烟尘排放浓度由原来的

119. 8mg / Nm3降低到实施后排放浓度30 mg /Nm3以下，降低了烟尘排放浓度89. 8 mg /Nm3。焙烧设备的产能也由原来的平均1120 t/d稳定提升到1 500 t/d，焙烧设备产能提高了34%。而且布袋除尘器成功应用于氧化铝焙烧工序后，在大幅度提高焙烧炉产能的同时降低了细料排空，有利于环境保护。

4.社会经济效益分析

    布袋收尘器成功应用于氧化铝焙烧工序后，在大幅度提高焙烧炉产能的同时，可降低细料排空，改善了因冒尘造成的环境影响有利于环境保护。另外，布袋收尘器成功应用于氧化铝焙烧工序是中国铝业山东分公司在世界行业范围内首家提出并实施的集袋除尘、电除尘以及焙烧炉设备工艺等众多技术于一体的新技术，填补了国内外此类工艺技术的一项空白，适应了目前节能减排、创建环保节约型社会的发展趋势，项目应用前景广阔，经济和社会效益

显著。

5.结束语

    综上所述，本文通过对焙烧设备本体的改造及焙烧物料性质的改善两部分内容的实施的探讨，发现氧化铝焙烧炉出口排尘及焙烧氢铝物料性质两方面均取得了很好的效果，两台焙烧炉都将达到国家规定的排放标准以下，在大幅度提高焙烧炉产能的同时，可大大降低细料排空，也适应了目前节能减排、创建环保节约型社会的发展趋势，有利于环境保护。

【参考文献】

[1]刘万超.氢氧化铝焙烧炉烟气除尘脱销技术进展[J].中国环保产业,2021,11(12):26-27.

[2]杨群太.氢氧化铝焙烧炉NO-X产生的影响因素及其控制措施的探讨[J].轻金属,2022,1(22):90-91.

[3]付义东.3500t/d氢氧化铝气态悬浮焙烧炉的研发与实践[J].轻金属,2017,2(12):190-191.

[4]陶明.氧化铝流化床焙烧炉内流动与反应的数值模拟[D].哈尔滨工业大学,2019.