降低焙烧炉能耗提高经济效益

2024年3月30日发(作者：安全培训心得)

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降低焙烧炉能耗提高经济效益

作者：张胜利 王世鹏

来源：《中国科技博览》2014年第33期

[摘 要]氢氧化铝焙烧是氧化铝生产过程中的最后一道工序，其能耗占氧化铝生产工艺能耗

的10%左右，焙烧炉的生产能力直接影响氧化铝企业的整体产能和经济效益。本文对气体悬浮

焙烧炉降低焙烧能耗进行探讨，分析了影响焙烧能耗的因素，提出了解决方法，对获得高性能

氧化铝，降低焙烧煤气单耗和电单耗有重要意义。

[关键词]气体悬浮焙烧炉 焙烧温度 节能降耗 经济效益

中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0282-01

一、引言

氢氧化铝焙烧是在高温下脱去氢氧化铝表面的附着水和结晶水，并完成部分γ- Al2O3和

α-Al2O3转变，生成物理性质和化学性质符合电解要求的氧化铝，焙烧炉温度一般控制在

1000℃-1200℃。我们中美铝业氧化铝焙烧炉是由沈阳博瑞达工程有限公司承建的气态悬浮焙

烧炉，设计生产能力为1350t/d，生产的产品为冶金一级氧化铝，灼碱

从2007年5月份投产以来，焙烧主炉温度控制在1050℃左右，灼碱

二、工艺流程及工作原理

来自平盘过滤的合格氢氧化铝经过焙烧炉的干燥预热单元段、焙烧单元和冷却单元使之烘

干、脱水和晶型转变，而生产出合格氧化铝产品。

其焙烧过程的化学变化可分为以下三个阶段：

第一阶段：脱除附着水

当温度高于100℃，AH中的附着水被蒸发。

第二阶段：脱除结晶水。

此阶段分两步进行，当加热到250—450℃时，先脱去两个分子的洁晶水，生成一水软铝

石，在500--560℃的温度下，再脱去一个分子的洁晶水而生成γ- Al2O3。

第三阶段：晶型转变。

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γ-AL2O3洁晶不完善，分散度大，有较强的吸湿性，尚不能满足电解铝的要求，再继续提

高温度到900℃以上时，γ- Al2O3，开始向α-Al2O3转变。

三、降低焙烧能耗的重要性

1、可以获得高性能的电解级氧化铝

氧化铝的焙烧温度是影响氧化铝质量的主要因素。焙烧温度一般控制在1000℃-1200℃，

在焙烧过程中，随着脱水和相变的进行，氧化铝的物理性质、化学性质及其形状、粒度和表面

性状等均相应发生变化，在1000-1100℃温度焙烧的氧化铝，安息角小，流动性好，同时由于

α-Al2O3含量低，比表面积大，电解时在冰晶石熔体中的熔解速度快，对HF吸附能力强，当

焙烧温度达到1200℃以上时，粒子形状剧烈变化，表面变得粗糙，α-Al2O3粒子间内聚力大，

粘附性强，加之粒度小，因此安息角大，流动性不好，风动输送也较困难，在冰晶石中熔解速

度和吸附 HF的能力低。

2、降低能量消耗

降低焙烧温度可以降低煤气消耗，在煤气供应一定的情况下可以提高焙烧炉产能，达到节

能降耗的目的。降低煤气用量可以调整内部氧含量，调整引风机风门及转速，达到节约用电的

效果。当焙烧温度高时，其煤气耗用量大，氧化铝灼碱低，与此同时，废气排放温度升高，热

损失相对增高，由焙烧炉出来的氧化铝物料相对温度较高，带走的显热增加，这些均增加了能

量消耗，并且不利于提高焙烧炉的产能。

四、影响焙烧产能及热耗的因素

1、氢氧化铝水份的影响

氢氧化铝表面附着水大，A02干燥器温度降低，容易造成堵塞，特别是电收尘三电场由于

温度低，易造成电场结疤或堵塞，收尘率降低，将增加系统的通风量，主炉P04温度波动大，

系统氧量急剧下降，未燃烧一氧化碳含量上升，要保证产品灼碱，必须提高焙烧温度，但这样

增加煤气单耗，增大炉体散热损失和废气排放热损失。更重要的是使进炉的氢氧化铝焙烧成氧

化铝的折合比大大降低，造成焙烧炉产能降低。

2、煤气质量的影响

煤气进入主炉进行燃烧，产生的热量用于氢氧化铝的焙烧，同时使焙烧炉系统有稳定的热

工平衡制度，因此，如果煤气的条件（热值、压力、温度、成分等）产生波动，会影响整个焙

烧炉的生产稳定，而我公司采用的是发生炉煤气，其热值低，产生废气量大，对焙烧炉的提产

造成了困难。

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3、系统风量的影响

在焙烧炉系统中，ID风机的供风不直接作为主燃烧站的燃烧用风，而是要经过物料的冷

却、流化、输送等环节后进入燃烧室参与燃烧，这其中氧化铝的冷却用风量最大，它通过与高

温氧化铝的热交换提高了温度，回收了热量，既降低热耗又可提高产能；但是冷却用风量也不

可过高，否则过多的没有参与燃烧的空气会带走大量的热量，增加热耗。

五、采取的措施

1、2014年4月份我公司开始添加氢氧化铝脱水剂，经过试验测得，脱水剂的加入量按

30g/t·AH既经济又能得到较理想的脱水效果，在使用脱水剂后，焙烧炉AO2温度上升，焙烧

炉热平衡重新建立。氢氧化铝附水降低2%左右。

2、由公司生产技术部协调对煤气管道进行改造增加煤气焦油的排放口，这样可以有效减

少进入焙烧炉内的焦油量；对煤气温度严格控制，要求煤气站煤气温度在（冬天≤50℃、夏天

≤60℃）；并对V19主燃烧站的12支烧嘴每次检修都进行清理，防止烧嘴堵塞减少焙烧燃气

用量。

3、在满足需要、保证安全生产的基础上，尽可能降低系统中流化、输送风的使用量，这

样使氧化铝的冷却用风量在燃烧风的比例增加，从而提高氧化铝产能降低单位热耗；氧化铝的

冷却用风控制适当，既保证足够的燃烧用风，又不能使过剩空气系数过高，O2含量控制在

1.5%--2%左右；处理主炉后面流程的漏风点，减少系统漏风，保证燃烧风用量，同时增加冷却

段的风量，提高风的使用效率。

六、结束语

通过实践，采取以上措施中美铝业焙烧车间进一步节约了生产成本，提高了焙烧炉的产能

和消耗。也提高了产品质量。提高了企业的竞争力。给公司带来了可观的经济效益和社会效

益。

参考文献

[1] 河南中美铝业有限公司焙烧车间技术参数及数据——车间原始资料.

[2] 国家职业资格培训教程——《氧化铝制取工》.

[3] 河南中美铝业有限公司氢氧化铝脱水剂试验效益分析.

[4] 1350t/d焙烧炉试车、生产方案【沈阳博瑞达工程有限公司】.

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[5] 中美铝业焙烧车间操作规程.