本實用新型屬于冶金技術領域，特別涉及一種降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置。
背景技術：
世界上90％以上的冶金級氧化鋁用于電解原鋁，冶金級氧化鋁是指具有比表面積大、分散度高的γ型氧化鋁，其中含有質量比為5％～20％α型氧化鋁，平均含量為12％左右。2015年，我國氧化鋁產量5865萬噸，電解鋁產量為3141萬噸。
α型氧化鋁是氫氧化鋁在焙燒過程中，遇到1300℃以上燃燒火焰外焰轉化而來。α型氧化鋁結晶完善，熔點高，比表面積減少，因此，在電解時，溶解性能差，溶解時間長；對氟化氫的吸附能力差，影響環境；容易結殼掛壁或在電解槽底沉淀，處理這些結殼或沉淀，勞動強度大；降低電流效率。因此，控制冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量，對鋁電解槽的操作和企業經濟效益至關重要。
現有的氫氧化鋁焙燒爐裝置，由于燃燒器噴嘴安裝在焙燒爐底部，γ型氧化鋁會接觸到高溫火焰外焰(1300℃以上)轉化為α型氧化鋁，有的生產商生產的冶金級氧化鋁中的α型氧化鋁含量到達30％以上。
技術實現要素：
本實用新型的目的是為了克服利用現有氫氧化鋁焙燒技術，生產的冶金級氧化鋁中α型氧化鋁含量高的不足，提供一種降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置，解決氧化鋁在電解過程中，溶解時間長、對氟化氫的吸附能力差、結殼掛壁或槽底沉淀等問題，提高電流效率和企業經濟效益。
本實用新型的降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置，包括燃燒爐、焙燒爐、分離器、預熱器和冷卻器；
其中，燃燒爐的第一進氣口分別接通氣體燃料和一次空氣，燃燒爐的第二進氣口與冷卻器的出氣口相連接，燃燒爐的出氣口與焙燒爐的進氣口相連接；
焙燒爐的進氣口與冷卻器的出氣口相連接，焙燒爐出料口與分離器進料口連接，焙燒爐的進料口與預熱器的出料口相連接；
分離器的出料口與冷卻器進料口連接，分離器的出氣口與預熱器進氣口相連接；
預熱器的進料口連通氫氧化鋁濕料，含塵廢氣通過預熱器的出氣口排出；
冷卻器的進氣口接通二次空氣，冶金級氧化鋁通過冷卻器的出料口排出。
所述的燃燒爐，包括一次風機、燃燒器和點火燃燒器，各部件之間通過載流管道相連；所述燃燒器設置4～16個噴嘴，各個噴嘴沿燃燒爐內壁周向一層或雙層交錯均勻布置；
所述的預熱器由第1級預熱器和第2級預熱器串聯組成，第1級預熱器的進料口連通氫氧化鋁濕料；
所述冷卻器由3～5級懸浮冷卻器串聯組成，最末一級的懸浮冷卻器進氣口接通二次空氣。
所述的一次空氣和二次空氣均來源于自然界中空氣。
采用降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置，進行降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的方法，包括以下步驟：
步驟1，燃燒：
啟動點火燃燒器，同時將氣體燃料與一次空氣噴入燃燒爐內，點火燃燒；
步驟2，預熱：
將氫氧化鋁濕料喂入預熱器內，預熱到340℃～400℃后，生成預熱物料和水蒸氣；
步驟3，焙燒：
預熱物料進入焙燒爐內，在焙燒溫度為1000℃～1100℃下，焙燒2s～10s，生成焙燒物料和氣體；
步驟4，分離：
焙燒物料和氣體進入分離器，進行分離；經分離器分離后，焙燒物料進入冷卻器；氣體進入預熱器，與氫氧化鋁濕料進行換熱后，與步驟2中生成的水蒸氣形成含塵廢氣，經預熱器的出氣口排出；
步驟5，冷卻：
焙燒物料與冷卻器中的二次空氣換熱后，形成冶金級氧化鋁和預熱空氣。
所述的步驟1中，氣體燃料優先選擇氣化爐煤氣；一次空氣占一次空氣及二次空氣總體積比的5％～12％；
所述的步驟2中，氫氧化鋁濕料是指附著水質量含量≤10％的氫氧化鋁；
所述的步驟2中，預熱的目的是為了脫除氫氧化鋁濕料的附著水和大部分結晶水；
所述的步驟2中，形成的預熱物料為Al2O3·xH2O，其中0≤x≤1；
所述的步驟3中，焙燒的目的是為了脫出Al2O3·xH2O中剩余的結晶水，并完成氧化鋁晶型由η型、χ型、κ型等向γ型晶型的轉化；
所述的步驟3中，生成焙燒物料的溫度為1000℃～1100℃，氣體的溫度為1000℃～1100℃；
所述的步驟4中，形成的含塵廢氣溫度為140℃～160℃，經凈化處理后排空；
所述的步驟5中，二次空氣與焙燒物料在冷卻器中逐級逆流換熱后，形成預熱空氣，起到回收焙燒物料余熱和冷卻焙燒物料的作用；
所述的步驟5中，形成的冶金級氧化鋁的溫度≤環境溫度+50℃；按質量百分比，冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量為1.2％～3.5％、灼減為0.5％～0.9％；
所述的步驟5中，形成的預熱空氣溫度為650℃～750℃；預熱空氣的一部分作為燃燒爐的助燃風，通入燃燒爐中；另一部分作為焙燒爐的調配風，通入焙燒爐中，以確保進入焙燒爐的熱源溫度不超過1100℃；按體積比，助燃風：調配風＝(88～95)：(5～12)；
所述的焙燒爐的熱源由燃燒爐的燃燒產物和調配風提供。
本實用新型的有益效果：
1.可大大降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁的含量，從質量百分比高達20％降至1.2％～3.5％；
2.增加冶金級氧化鋁的比表面積和分散度，增強氟化氫的吸附能力，改善環境；
3.提高冶金級氧化鋁的溶解性能，縮短其溶解時間；減少結殼掛壁或在電解槽底沉淀，降低勞動強度；
4.提高電流效率，減少電解鋁直流電耗。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例中的降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置的工藝流程示意圖。
其中，1-燃燒爐，2-焙燒爐，3-分離器，4-預熱器，5-冷卻器；A-氫氧化鋁濕料，B1-一次空氣，B2-氣體燃料，C-二次空氣，D-預熱空氣，D1-助燃風，D2-調配風；E-含塵廢氣；F-冶金級氧化鋁；
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。本實用新型實施例的降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置的工藝流程示意圖如圖1所示。
本實施例中裝置的主要設備：
燃燒爐1：φ3000×4800mm，發熱值q＝2.85GJ/h，一次空氣B1的流量Q1＝2600～6240Nm3/h；
焙燒爐2：φ6400×21500mm；
分離器3：φ6600×15000mm；
預熱器4：φ5400×12300mm，含塵廢氣量為185000Nm3/h，含塵廢氣溫度為155℃，出料口出料溫度300℃～400℃；
冷卻器5：二次空氣C的流量Q2＝52000Nm3/h，進入冷卻器5的焙燒物料溫度為1000℃～1100℃，從冷卻器5出料口得到的冶金級氧化鋁F的溫度：環境溫度+50℃；進入冷卻器5的二次空氣C的溫度：25℃，從冷卻器5出氣口得到的預熱空氣D溫度為650℃～750℃；
上述設備組成的裝置，日產冶金級氧化鋁1850t。
實施例1
本實施例的降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置，包括燃燒爐1、焙燒爐2、分離器3、預熱器4和冷卻器5；
其中，燃燒爐1的第一進氣口分別接通氣體燃料B2和一次空氣B1，燃燒爐1的第二進氣口與冷卻器5的出氣口相連接，燃燒爐1的出氣口與焙燒爐2的進氣口相連接；
焙燒爐2的進氣口與冷卻器5的出氣口相連接，焙燒爐2出料口與分離器3進料口連接，焙燒爐2的進料口與預熱器4的出料口相連接；
分離器3的出料口與冷卻器5進料口連接，分離器3的出氣口與預熱器4進氣口相連接；
預熱器4的進料口連通氫氧化鋁濕料A，含塵廢氣E通過預熱器4的出氣口排出；
冷卻器5的進氣口接通二次空氣C，冶金級氧化鋁F通過冷卻器5的出料口排出。
所述的燃燒爐1，包括一次風機、燃燒器和點火燃燒器，各部件之間通過載流管道相連；所述燃燒器設置12個噴嘴，各個噴嘴沿燃燒爐內壁周向雙層交錯均勻布置；
所述的預熱器4由第1級預熱器和第2級預熱器串聯組成，第1級預熱器的進料口連通氫氧化鋁濕料A；
所述冷卻器5由4級懸浮冷卻器串聯組成，最末一級的懸浮冷卻器進氣口接通二次空氣C。
本實施例的采用降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的裝置，進行降低冶金級氧化鋁中α-氧化鋁含量的方法，包括以下步驟：
步驟1，燃燒：
啟動點火燃燒器，同時將氣體燃料B2與一次空氣B1噴入燃燒爐1內，點火燃燒；
步驟2，預熱：
將氫氧化鋁濕料A喂入預熱器4內，預熱到340℃后，生成預熱物料和水蒸氣；
步驟3，焙燒：
預熱物料進入焙燒爐2內，在焙燒溫度為1000℃下，焙燒2s，生成溫度為1000℃的焙燒物料和溫度為1000℃的氣體；
步驟4，分離：
焙燒物料和氣體進入分離器3，進行分離；經分離器3分離后，焙燒物料進入冷卻器5；氣體進入預熱器4，與氫氧化鋁濕料A進行換熱后，與步驟2中生成的水蒸氣形成含塵廢氣E，經預熱器4的出氣口排出；
步驟5，冷卻：
焙燒物料與冷卻器5中的二次空氣C換熱后，形成冶金級氧化鋁F和預熱空氣D。
其中，冶金級氧化鋁F的溫度≤環境溫度+50℃；按質量百分比，冶金級氧化鋁F中α-氧化鋁含量1.2％、灼減0.9％；預熱空氣D溫度650℃。
氣體燃料B2選擇氣化爐煤氣；一次空氣B1占一次空氣B1及二次空氣C總體積比的12％；按體積比，助燃風D1：調配風D2＝88：12。