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1、本科课程设计说明书题目：日产1200t/d氧化铝循环流态化焙烧炉学 院：材料学院 专 业：班 级： 学 号：学生姓名： 指导教师： 内容摘要氧化铝作为一种基础的工业原材料,对国民经济的发展起着相当重要的作用,而我国氧化铝生产无论从数量还是质量上都不能满足国内市场的需要,每年都要大量进口,同时,国内的氧化铝生产成本居于世界前列。如何开展国内的氧化铝焙烧系统研究是一项重要的课题。 本文首先对国内外的焙烧方式进行了分析和比较,并对目前世界上主要的三种流态化焙烧方式和装置现状进行了概述。然后根据流程图对焙烧系统流程进行了分析,了解了湿物料的脱水过程及其工艺性能; 通过对系统进行物料及能量平衡计算并作比
2、较,掌握了焙烧系统的物料及能量的分布情况,为焙烧系统的设计提供了依据。同时还分析讨论了系统中各参数变化对系统运行的影响。关键词 氧化铝，焙烧炉，热工AbstractAlumina as a basis for industrial raw materials, the development of the national economy plays an important role, and Chinas alumina production in terms of quantity or quality can not meet the needs of the domestic mar
3、ket, every year a large number of imports, while domestic Alumina production cost of living in the forefront of the world. How to carry out domestic alumina roasting system is an important issue. This paper on the baking at home and abroad conducted an analysis and comparison, and the worlds three m
4、ajor fluidization roasting methods and devices had outlined the status quo. Then under the baking system process flow chart on an analysis of the wet materials to understand the dehydration process and its technology performance through the system of materials and energy balance calculations and for
5、 comparison, master of the baking system of materials and energy distribution, Roasting system design provides a basis. Also discussed the parameters of the system change on the impact of the system is running.Keywords Alumina，Thermal，Roaster目目录第一章：概述 1-1、流态化焙烧新技术在国内外发展概况31-2、我国氧化铝焙烧技术和装置现状4 1-3、氧化铝
6、循环焙烧炉工艺特性、能耗状况5 1-4、氧化铝循环焙烧炉工作原理6 第二章：氧化铝循环焙烧炉热工艺性能 2-1、氧化铝循环焙烧炉工艺流程介绍72-2、氢氧化铝的干燥和预热的工艺流程、热工特点82-3、氢氧化铝的焙烧的工艺流程、热工特点9 2-4、氢氧化铝的冷却的工艺流程、热工特点10 2-5、氧化铝循环焙烧炉工艺特点、热工特点、热效能10 2-6、氧化铝循环焙烧炉工艺性能与气态悬浮焙烧炉工艺性能、热工特点比较 112-7、氧化铝循环焙烧炉工艺性能与回转窑工艺性能及热工特点比较13第三章：氧化铝循环焙烧炉热工计算 3-1、氧化铝循环焙烧炉工艺计算的原始数据及条件 13 3-2、氧化铝循环焙烧炉工
7、艺过程的物料平衡及物料平衡表15 3-3、燃料的燃烧计算及结果表 16 3-4、氧化铝循环焙烧炉工艺过程的热平衡计算 18 3-5、氧化铝循环焙烧炉工艺过程的热平衡计算表 21 3-6、氧化铝循环焙烧炉工艺过程的热平衡与气态悬浮焙烧炉的热平衡比较22第四章：氧化铝循环焙烧炉设计热耗与实际热耗的效能分析 4-1、热力学分析 25 4-2、测量误差分析 26 4-3、影响产品质量的因素分析 28 结束语29参考文献29第一章 概述1-1 流态化焙烧新技术在国内外发展概况 氧化铝生产采用流态化焙烧技术的试验研究开始于20世纪40年代，近40年来，流态化焙烧在工业生产中显示出其优质、低耗的强大优势，技
8、术发展十分迅速。目前广泛应用于氧化铝生产的焙烧技术为美国的闪速焙烧、德国的循环焙烧、丹麦的气态悬浮焙烧三种，其中气态悬浮焙烧技术起步最晚，但技术先进，代表着最新流态化焙烧水平，号称“第三代”。然而，因其在工业生产中应用较晚，实际运行中，仍然存在许多问题，若能很好地解决，进一步完善其工艺，则气态悬浮焙烧技术无疑是氧化铝生产的最佳选择。我国自1987年山西铝厂引进第一台美铝闪速焙烧炉以后，十多年来，相继又引进了德国鲁奇循环流态化焙烧炉、丹麦史密斯气态悬浮焙烧炉，其中以气态悬浮焙烧炉为主，占到总数的70%。目前国内氧化铝几乎全部采用流态化焙烧。 当今世界成功地应用于工业生产的流态化焙烧炉有四种：美国
9、铝业公司的流态闪速焙烧炉(FFC)。原西德鲁奇公司的循环流态焙(CFC).丹麦史密斯公司的气体悬浮焙烧炉(GSC)。法国弗夫卡乐巴柯克公司的气体悬浮焙烧炉(FCB)。前三种流态化焙烧炉在世界上得到了广泛采用，我国也相继在中铝山西分公司、中州分公司、苹果分公司和贵州分公司引进了前三种炉型。已经投用的流态化焙烧炉设计能力为国内焙烧氧化铝总规模的80以上，采用流态化焙烧炉已成为我国氧化铝工业必然的发展趋势。 流态化焙烧技术与回转焙烧窑相比不仅热耗低，而且产品质量好、投资省、占地面积小，对环境污染轻和设备简单、使用寿命长、维修费用低等明显的优点。我国新建的山西铝厂，中州铝厂和苹果铝厂均采用了世界上先进
10、的流态化焙烧技术。自建成投产运行以来，运行良好，各项技术经济指标先进，取得了良好的节能效果。而后，郑州铝厂，山东铝厂和贵州铝厂也相继各引进了一套流态化焙烧技术和装置，以代替原有的回转焙烧窑，降低能耗。提高产能和技术经济指标。1-2 我国氧化铝焙烧技术和装置现状我国近年来所建的氧化铝厂技术装备已达到当今世界先进水平，氧化铝循环焙烧技术主要引进的是鲁奇循环焙烧炉(CFC)，多数的铝业公司都是先引进后消化吸收并创新。在世界氧化铝工业中，目前90%以上的氧化铝生产厂(包括美铝、加铝所属)均采用拜耳法处理以三水铝石为主的低硅铝土矿生产氧化铝。而我国则分别采用联合法、烧结法处理的我国高硅一水硬铝石铝土矿和
11、采用拜耳法处理我国低硅一水硬铝石和进口国外低硅三水铝石铝土矿生产氧化铝。目前，国内、外主要技术装备有：氧化铝生产的技术装备，随着生产方案不同而不同。烧结法主要用于中国和俄罗斯处理高硅铝土矿或霞石生产氧化铝，其总产量约世界总产量的10%。世界其他铝业公司均采用拜耳法生产氧化铝。因此，这里仅对拜耳法的技术装备作简要比较。拜耳法的技术装备主要反映在工艺流程中的主要工艺过程。即：铝土矿溶出、赤泥分离洗涤、种子分解、母液蒸发和氢氧化铝焙烧工序。我国各大氧化铝厂在氧化铝生产过程中，氢氧化铝焙烧是主要工序之一，无论是采用拜耳法还是烧结法或是联合氢氧化铝焙烧是不可缺少的最后一到工序，而且是主要耗能工序之一，一
12、般占13%26%MJ/Kg。它的技术和装置大体有三类：a老式回转焙烧窑，热耗最高，一般在5.0245.443 MJ/Kg- Al2O3;b带有旋风预热器的回转焙烧窑，热耗居中，一般在3.9784.187 MJ/Kg Al2O3； c液态化焙烧炉，热耗最底，一般在2.9133.349 MJ/Kg Al2O3。 20世纪80年代以来，我国山铝公司、苹果铝厂、中州铝厂、山东铝厂、贵州铝厂、郑州铝厂等几大厂先后从国外引进了11台氢氧化铝焙烧炉，包括美国铝业K.H.D公司为代表的为稀相换热闪电焙烧与浓相流态化相结合；以F.L.S公司为代表的稀相换热气体悬浮焙烧；以LURGI公司为代表的循环流态化焙烧三种
13、炉型。国内氢氧化铝流态化的发展，一是引进，二是消化创新，但这两者都必须结合国内氧化铝工业的实情，我国应在消化流态化焙烧技术的基础上创新，形成有自己特色的焙烧炉装置。1996年，山铝公司为改变焙烧工序能耗高，环境污染严重的状况，引进了德国鲁奇特公司1600t/d循环炉，贵州铝厂和苹果铝厂也相继引进可该技术和装置，大大提高了我国氢氧化铝焙烧生产控制水平。经过数年的探索与改进，流态化焙烧炉适应了我国氧化铝生产的特点，基本上取代了传统的回转窑。由于，我国在近10年氧化铝工业的发展中，不断了解、认识、引进、实践当今国际先进的的技术装备，使氧化铝生产的技术装备水平有长足发展。近两年所建厂的技术装备水平已达
14、到当今世界先进水平，其中铝土矿高温溶出的技术装备达到国际领先水平，至2005年底，中国铝业公司氧化铝产能787万吨，电解铝产量210万吨，成为仅次于美铝和加铝的世界第三大铝业公司，中铝公司目前也已形成完整的铝工业布局，氧化铝和电解铝的产能基本平衡。同时，国内经济发展速度快，金属铝消费市场旺盛，迄今为止，国内氧化铝生产的原料、动力和人力仍存在一定的价格优势，因此，境外资源开发和投资建厂有较大发展空间，但是我国铝土矿属高硅一水硬铝石，其处理难度及其能耗比国外高，当然也还具有进一步节能降耗的空间。 1-3 环流态化焙烧炉工艺性能，能耗状况a 产品质量好。这是由于炉衬磨损少，德国循环流态化焙烧产品中SiO2含量比回转窑产品约低0.006%，不同粒级氢氧化铝焙烧均匀，相同比表面积的氧化铝中- Al2O3含量低，
