降低焙燒爐能耗提高經濟效益

2024年3月30日發(作者：安全培訓心得)

龍源期刊網

降低焙燒爐能耗提高經濟效益

作者：張勝利 王世鵬

來源：《中國科技博覽》2014年第33期

[摘 要]氫氧化鋁焙燒是氧化鋁生產過程中的最后一道工序，其能耗占氧化鋁生產工藝能耗

的10%左右，焙燒爐的生產能力直接影響氧化鋁企業的整體產能和經濟效益。本文對氣體懸浮

焙燒爐降低焙燒能耗進行探討，分析了影響焙燒能耗的因素，提出了解決方法，對獲得高性能

氧化鋁，降低焙燒煤氣單耗和電單耗有重要意義。

[關鍵詞]氣體懸浮焙燒爐 焙燒溫度 節能降耗 經濟效益

中圖分類號：TF821 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）33-0282-01

一、引言

氫氧化鋁焙燒是在高溫下脫去氫氧化鋁表面的附著水和結晶水，并完成部分γ- Al2O3和

α-Al2O3轉變，生成物理性質和化學性質符合電解要求的氧化鋁，焙燒爐溫度一般控制在

1000℃-1200℃。我們中美鋁業氧化鋁焙燒爐是由沈陽博瑞達工程有限公司承建的氣態懸浮焙

燒爐，設計生產能力為1350t/d，生產的產品為冶金一級氧化鋁，灼堿

從2007年5月份投產以來，焙燒主爐溫度控制在1050℃左右，灼堿

二、工藝流程及工作原理

來自平盤過濾的合格氫氧化鋁經過焙燒爐的干燥預熱單元段、焙燒單元和冷卻單元使之烘

干、脫水和晶型轉變，而生產出合格氧化鋁產品。

其焙燒過程的化學變化可分為以下三個階段：

第一階段：脫除附著水

當溫度高于100℃，AH中的附著水被蒸發。

第二階段：脫除結晶水。

此階段分兩步進行，當加熱到250—450℃時，先脫去兩個分子的潔晶水，生成一水軟鋁

石，在500--560℃的溫度下，再脫去一個分子的潔晶水而生成γ- Al2O3。

第三階段：晶型轉變。

龍源期刊網

γ-AL2O3潔晶不完善，分散度大，有較強的吸濕性，尚不能滿足電解鋁的要求，再繼續提

高溫度到900℃以上時，γ- Al2O3，開始向α-Al2O3轉變。

三、降低焙燒能耗的重要性

1、可以獲得高性能的電解級氧化鋁

氧化鋁的焙燒溫度是影響氧化鋁質量的主要因素。焙燒溫度一般控制在1000℃-1200℃，

在焙燒過程中，隨著脫水和相變的進行，氧化鋁的物理性質、化學性質及其形狀、粒度和表面

性狀等均相應發生變化，在1000-1100℃溫度焙燒的氧化鋁，安息角小，流動性好，同時由于

α-Al2O3含量低，比表面積大，電解時在冰晶石熔體中的熔解速度快，對HF吸附能力強，當

焙燒溫度達到1200℃以上時，粒子形狀劇烈變化，表面變得粗糙，α-Al2O3粒子間內聚力大，

粘附性強，加之粒度小，因此安息角大，流動性不好，風動輸送也較困難，在冰晶石中熔解速

度和吸附 HF的能力低。

2、降低能量消耗

降低焙燒溫度可以降低煤氣消耗，在煤氣供應一定的情況下可以提高焙燒爐產能，達到節

能降耗的目的。降低煤氣用量可以調整內部氧含量，調整引風機風門及轉速，達到節約用電的

效果。當焙燒溫度高時，其煤氣耗用量大，氧化鋁灼堿低，與此同時，廢氣排放溫度升高，熱

損失相對增高，由焙燒爐出來的氧化鋁物料相對溫度較高，帶走的顯熱增加，這些均增加了能

量消耗，并且不利于提高焙燒爐的產能。

四、影響焙燒產能及熱耗的因素

1、氫氧化鋁水份的影響

氫氧化鋁表面附著水大，A02干燥器溫度降低，容易造成堵塞，特別是電收塵三電場由于

溫度低，易造成電場結疤或堵塞，收塵率降低，將增加系統的通風量，主爐P04溫度波動大，

系統氧量急劇下降，未燃燒一氧化碳含量上升，要保證產品灼堿，必須提高焙燒溫度，但這樣

增加煤氣單耗，增大爐體散熱損失和廢氣排放熱損失。更重要的是使進爐的氫氧化鋁焙燒成氧

化鋁的折合比大大降低，造成焙燒爐產能降低。

2、煤氣質量的影響

煤氣進入主爐進行燃燒，產生的熱量用于氫氧化鋁的焙燒，同時使焙燒爐系統有穩定的熱

工平衡制度，因此，如果煤氣的條件（熱值、壓力、溫度、成分等）產生波動，會影響整個焙

燒爐的生產穩定，而我公司采用的是發生爐煤氣，其熱值低，產生廢氣量大，對焙燒爐的提產

造成了困難。

龍源期刊網

3、系統風量的影響

在焙燒爐系統中，ID風機的供風不直接作為主燃燒站的燃燒用風，而是要經過物料的冷

卻、流化、輸送等環節后進入燃燒室參與燃燒，這其中氧化鋁的冷卻用風量最大，它通過與高

溫氧化鋁的熱交換提高了溫度，回收了熱量，既降低熱耗又可提高產能；但是冷卻用風量也不

可過高，否則過多的沒有參與燃燒的空氣會帶走大量的熱量，增加熱耗。

五、采取的措施

1、2014年4月份我公司開始添加氫氧化鋁脫水劑，經過試驗測得，脫水劑的加入量按

30g/t·AH既經濟又能得到較理想的脫水效果，在使用脫水劑后，焙燒爐AO2溫度上升，焙燒

爐熱平衡重新建立。氫氧化鋁附水降低2%左右。

2、由公司生產技術部協調對煤氣管道進行改造增加煤氣焦油的排放口，這樣可以有效減

少進入焙燒爐內的焦油量；對煤氣溫度嚴格控制，要求煤氣站煤氣溫度在（冬天≤50℃、夏天

≤60℃）；并對V19主燃燒站的12支燒嘴每次檢修都進行清理，防止燒嘴堵塞減少焙燒燃氣

用量。

3、在滿足需要、保證安全生產的基礎上，盡可能降低系統中流化、輸送風的使用量，這

樣使氧化鋁的冷卻用風量在燃燒風的比例增加，從而提高氧化鋁產能降低單位熱耗；氧化鋁的

冷卻用風控制適當，既保證足夠的燃燒用風，又不能使過剩空氣系數過高，O2含量控制在

1.5%--2%左右；處理主爐后面流程的漏風點，減少系統漏風，保證燃燒風用量，同時增加冷卻

段的風量，提高風的使用效率。

六、結束語

通過實踐，采取以上措施中美鋁業焙燒車間進一步節約了生產成本，提高了焙燒爐的產能

和消耗。也提高了產品質量。提高了企業的競爭力。給公司帶來了可觀的經濟效益和社會效

益。

參考文獻

[1] 河南中美鋁業有限公司焙燒車間技術參數及數據——車間原始資料.

[2] 國家職業資格培訓教程——《氧化鋁制取工》.

[3] 河南中美鋁業有限公司氫氧化鋁脫水劑試驗效益分析.

[4] 1350t/d焙燒爐試車、生產方案【沈陽博瑞達工程有限公司】.

龍源期刊網

[5] 中美鋁業焙燒車間操作規程.