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9.2 熟料烧成


9.2.1 熟料烧成工序的生产能力应根据氧化铝厂的生产规模、生产方法、生产每吨氧化铝所需熟料量和熟料窑作业条件等确定。
9.2.2 煤粉饲料设备宜采用密封式定量饲煤装置或定容式饲煤装置,饲料设备的生产能力应满足熟料窑启动、正常生产和处理结圈的需要。
9.2.3 燃烧器宜采用多通道燃烧器,也可采用单通道燃烧器。
9.2.4 采用多通道燃烧器时,一次风量占理论空气量的比例不应大于15%,一次风的送煤风与冷风比例应根据燃烧器形式确定。当采用单通道燃烧器时,一次风量占理论空气量的比例宜为20%~30%。
9.2.5 熟料窑窑前鼓风机应采用变频调速调节方式,风机的风量和风压富裕系数可取1.15~1.25。
9.2.6 熟料烧成工序可设置轻油点火及轻油辅助燃烧装置。
9.2.7 熟料窑的工艺设计应符合下列规定:
    1 生产能力应根据类似工况实际生产数据或半工业试验数据经计算确定;
    2 饲料方式,宜采用半干法喂料方式或干法喂料方式;
    3 宜采用直筒窑形式,电动机驱动宜采用变频调速调节方式;
    4 熟料窑的数量不应少于2台;
    5 2台熟料窑并行布置时,应符合下列规定:
        1)中心距应满足窑头和窑尾设备布置的要求;
        2)窑间检修通道的宽度不应小于6m。
9.2.8 熟料冷却设备可采用单筒冷却机或篦式冷却机,生产能力应为熟料窑额定生产能力的1.15倍~1.20倍。
9.2.9 熟料窑窑尾排风机的工艺设计应符合下列规定:
    1 排风机的风量和风压富裕系数宜取1.2~1.3;
    2 排风机应采用变频调速调节方式。
9.2.10 熟料窑窑尾烟气中含硫或含氮氧化物直接排放不能达标时,应设置脱硫装置或脱硝装置。
9.2.11 采用机械排风时,烟囱出气口烟气流速可取10m/s~16m/s,烟囱高度应根据排出烟气的阻力和烟气排放浓度的要求确定,烟囱设计应符合现行国家标准《烟囱工程技术标准》GB/T50051的有关规定。
9.2.12 熟料窑饲料泵的选择应符合下列规定:
    1 饲料泵宜采用隔膜泵或油隔离泵,也可采用串联离心泵,饲料泵应采用变频调速调节方式,并应设置备用;
    2 饲料泵的额定流量应满足熟料窑最大生产能力的要求,饲料泵的工作压力应满足料浆雾化和射程要求。
9.2.13 熟料窑饲料泵应设置压力检测、压力报警装置。
9.2.14 熟料窑饲料高压泵应设置联锁自动停车安全装置。
9.2.15 在熟料窑窑头应设置耐火砖的机械吊运装置和堆放场地。
条文说明
9.2.1 采用联合法生产时,熟料烧成工序用来处理拜耳法赤泥,因而在确定熟料烧成工序的生产能力时,需要与拜耳法溶出工序的生产能力和烧结法系统的碱平衡相适应,以保证拜耳法系统和烧结法系统的平衡。
9.2.2 熟料窑在启动、正常运行和处理结圈时,煤粉消耗量相差很大。因此,要求饲料设备的生产能力和调节范围要满足上述不同工况的要求。
9.2.3 目前,多通道燃烧器和单通道燃烧器在国内氧化铝厂均有采用。单通道燃烧器对燃煤挥发分含量要求较高,而多通道燃烧器可以使用挥发分较低和质地较差的燃煤,但装置较复杂,运行费用较高。经调查,采用何种形式的燃烧器主要取决于所在地燃煤的来源和价格。
9.2.5 经调查,风机的风量和风压富裕系数取1.15~1.25较为适宜。
9.2.6 设置轻油辅助燃烧装置,有利于严格控制烘炉温度,按烘炉温度曲线进行烘炉操作是保证熟料窑内衬长期安全运行的重要条件。此外,可以简化点火作业和供煤粉磨冷态启动。
9.2.7 本条对熟料窑的工艺设计做出了规定。
    1 熟料窑是集燃料燃烧、传热传质、化学反应、物料输送于一体的反应设备,影响其生产能力的因素很多,至今国内外尚无严格的计算生产能力的理论计算方法,只能利用某种假设条件下的经验公式。而使用经验公式计算的生产能力往往与实际生产能力有出入,很难做到根据某一经验公式的计算结果确定熟料窑的生产能力。因此,设计上通常采用相似条件下的实际生产数据,按单位传热面积生产能力或单位容积生产能力推算,并进行必要的修正,确定熟料窑的生产能力。
    2 借鉴水泥工艺烧结技术,将湿法烧结改为干法烧结,节能效果明显。因此,氧化铝厂的熟料烧结工艺需要加强技术攻关,尽快形成并应用半干法或干法烧结技术。
    3 直筒窑加工制造简单,备品、备件统一,筑炉和检修方便。多年生产实践表明,直筒窑使用情况良好。
    4 熟料窑要定期进行检修,检修更换耐火砖时,停窑时间较长,通常为8d~12d。为保障氧化铝生产连续性,要求熟料窑的数量不能少于2台。
    5 2台熟料窑之间留有检修通道,可以方便起重机吊装作业和其他车辆进出,便于施工安装与检修维护。
9.2.8 单筒冷却机具有热回收率高、加工制造简单、操作检修方便、无废气排放、散热损失大、适用于不同块状的熟料等特点,篦式冷却机具有生产能力大、热回收率高、排出冷却机的熟料温度低、散热损失小、不适用于大块熟料等特点。此外,熟料在冷却机中冷却速度缓慢,有利于改善熟料质量,提高溶出率。生产实践表明,单筒冷却机和篦式冷却机适于冷却氧化铝熟料。冷却机的生产能力除要满足熟料窑正常生产需要外,还要适应熟料窑出料时不正常的负荷及熟料窑高产的需要。本条关于生产能力的规定是根据生产经验制定的。
9.2.9 实际生产过程中,由于熟料窑产量波动和窑尾除尘系统存在漏风,进入排风机的烟气量大于理论计算值。本条第1款是依照现行国家标准《水泥工厂设计规范》GB50295和《有色金属冶炼厂收尘设计规范》GB50753的有关规定,结合氧化铝厂的具体情况制定的。
9.2.10 目前,氧化铝厂熟料窑窑尾烟气净化装置普遍采用窑尾立烟道重力除尘、旋风除尘器和静电除尘器三级除尘。生产实践表明,采用上述三级除尘排放的烟气可以达到环境保护要求。近年来,由于国家对环境保护的要求越来越严格,自2017年10月1日起,生态环境部在京津冀“2+26”城市区域内实行了严格的环境保护标准,故是否设置脱硫或脱硝装置,要根据烟气排放国家标准和所在地政府执行的标准进行相关工艺设计,使烟气排放满足环境保护要求。
9.2.12 隔膜泵和油隔离泵能满足熟料窑饲料要求,当设计直径小、长度短的熟料窑时,也可以采用串联离心泵饲料。熟料窑一般采用喷入法饲料,饲料泵的额定流量和工作压力要稳定,故饲料泵要求采用变频调速调节方式。由于饲料泵的过流部件需经常更换,为保证熟料窑的正常稳定运行,需要设置备用。
9.2.14 目前,熟料窑的饲料泵多采用容积泵,泵出料口压力一般为2.5MPa左右,泵的工作压力取决于出料端管路的阻力,当发生过料不畅或管路堵塞等情况时,会造成设备、管道和管道附件的工作压力超过额定压力;由于生料浆具有不可压缩性,此时的料浆压力会骤然升高,导致设备、管道和管道附件开裂,料浆喷出,造成重大安全事故。因此需要设置联锁自动停车安全装置。
9.2.15 熟料窑需要定期进行检修和更换烧成带耐火砖。更换耐火砖前,通常将耐火砖吊运至熟料窑窑头平台堆放,以便在更换耐火砖时使用。

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氧化铝厂工艺设计标准 GB/T50530-2022
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