[发明专利]一种利用氢氧化铝制备α–氧化铝的装置及方法

权利要求书

1.一种利用氢氧化铝制备α–氧化铝的装置，其特征在于包括悬浮预热器Ⅰ、悬浮预热器Ⅱ、回转窑、悬浮冷却器Ⅰ、悬浮冷却器Ⅱ和悬浮冷却器Ⅲ；所述的悬浮预热器Ⅰ、悬浮预热器Ⅱ、悬浮冷却器Ⅰ、悬浮冷却器Ⅱ和悬浮冷却器Ⅲ均为旋风分离器；回转窑的窑头罩内装配有窑头燃烧器，并设有进气口、出料口和出气口；窑头罩的出气口通过管道与窑尾燃烧器的进气口连通，窑尾燃烧器的出气口与悬浮预热器Ⅱ的进料口通过热气管道连通；窑尾罩上设有进料口和出气口，窑尾罩的出气口与热气管道连通；窑头罩的出料口与悬浮冷却器Ⅰ的进料口通过一次换热管道连通，悬浮冷却器Ⅰ的出料口与悬浮冷却器Ⅱ的进料口通过二次换热管道连通，悬浮冷却器Ⅱ的出料口与悬浮冷却器Ⅲ的进料口通过三次换热管道连通；鼓风机的出口与三次换热管道连通，悬浮冷却器Ⅲ的出气口通过二次换热管道与悬浮冷却器Ⅱ的进气口连通，悬浮冷却器Ⅱ的出气口通过一次换热管道与悬浮冷却器Ⅰ的进气口连通，悬浮冷却器Ⅰ的出气口与窑头罩的进气口连通；悬浮预热器Ⅰ的进料口与进料管道连通，悬浮预热器Ⅰ的出料口与热气管道连通，悬浮预热器Ⅱ的出料口与窑尾罩的进料口连通，悬浮预热器Ⅱ的出气口与进料管道连通；悬浮预热器Ⅰ的出气口与烟气净化系统的进料口连通，烟气净化系统的出料口与进料管道连通；烟气净化系统由除尘器和脱硝反应器串联组成，烟气净化系统的出气口通过管道与引风机连通，所述回转窑长径比≤14。

2.一种利用氢氧化铝制备α–氧化铝的方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行：

（1）启动引风机、鼓风机、窑头燃烧器和窑尾燃烧器；

（2）分别向窑头燃烧器和窑尾燃烧器通入燃料，向窑头燃烧器通入一次空气作为助燃气体，窑头燃烧器燃烧产生的高温气体进入回转窑，然后进入窑尾罩，并从窑尾罩的出气口进入热气管道；

（3）从鼓风机排出的二次空气经过悬浮冷却器Ⅲ、悬浮冷却器Ⅱ和悬浮冷却器Ⅰ后，从悬浮冷却器Ⅰ的出气口进入窑头罩；部分二次空气从窑头罩排出，进入窑尾燃烧器作为助燃气体；窑尾燃烧器燃烧产生的高温气体进入热气管道；其余的二次空气在窑头燃烧器的出口区域作为助燃空气；

（4）进入热气管道的高温气体经悬浮预热器Ⅱ进入进料管道；

（5）通过进料管道向悬浮预热器Ⅰ连续定量通入氢氧化铝原料，所述的氢氧化铝原料按质量百分比含水≤6%；氢氧化铝原料在进料管道内与高温气体混合换热，然后一同进入悬浮预热器Ⅰ内，此时氢氧化铝原料被升温至130~180℃；

（6）进入悬浮预热器Ⅰ内的氢氧化铝原料经气固分离后排出，进入热气管道与高温气体混合继续换热，然后一同进入悬浮预热器Ⅱ内，此时氢氧化铝原料被升温至330~380℃；

（7）进入悬浮预热器Ⅱ内的氢氧化铝原料经气固分离后排出，经过窑尾罩进料口进入回转窑，此时氢氧化铝原料经过加热完成一次脱水，形成一次脱水物料；

（8）在启动回转窑的条件下，一次脱水物料进入回转窑，先被加热至450~550℃完成二次脱水，形成γ-氧化铝；然后γ-氧化铝向窑头罩方向运动，被加热至900℃以上时开始进行α–氧化铝转化，直至被加热至1300~1400℃后，在1300~1400℃保持40~60min，完成α–氧化铝转化，生成α–氧化铝；

（9）α–氧化铝进入窑头罩，与鼓风机通入的二次空气换热；当α–氧化铝降温至850~900℃时，从窑头罩排出，依次进入悬浮冷却器Ⅰ、悬浮冷却器Ⅱ和悬浮冷却器Ⅲ与二次空气换热，再从悬浮冷却器Ⅲ的出料口排出，最后冷却至常温，获得α–氧化铝产品。

3.根据权利要求2所述的利用氢氧化铝制备α–氧化铝的方法，其特征在于步骤（9）中，α–氧化铝产品按质量百分比含α–Al₂O₃ ≥90%，密度≥3.93g/cm³，灼减≤0.2%。

4.根据权利要求2所述的利用氢氧化铝制备α–氧化铝的方法，其特征在于所述的窑尾罩的出气口排出的气体温度600~650℃，窑尾罩的出气口排出的气体与窑尾燃烧器产生的气体在热气管道内混合，形成的混合气体的温度900~950℃。