[发明专利]一种焙烧反应生成器及纳米氧化铝生产方法

说明书

一种焙烧反应生成器，包括强氧化气氛高温炉、高压吸送风机、预混合天然气喷枪、制氧机和控制系统；利用该焙烧反应生成器生产纳米氧化铝的方法是：预混合天然气喷枪喷出高温燃气中，天然气与氧气混合比为1:1至1:2；形成高温范围1200℃‑1800℃,氢氧化铝单个颗粒细粉在高温作用下，瞬间发生脱水反应，氢氧化铝细粉颗粒加热到绝对温度732K的理论温度以上，脱除结晶水和晶型转化等反应过程，生成γ型活性纳米氧化铝，晶体颗粒却不会长大；调高火焰温度或加热时间，可以生产α晶型氧化铝；本发明旨在节能环保，生产效率高,焙烧氧化铝晶体颗粒可控。

技术领域

本发明涉及一种焙烧反应生成器，以及利用该焙烧反应生成器生产纳米氧化铝的方法。

背景技术

目前国内外生产γ晶型和α晶型氧化铝的焙烧工艺是：隧道窑和回转窑，制品烧成时间长，能耗高，环境污染严重，氧化铝晶体颗粒粗细不均，颗粒大小无法控制，不可能生产出纳米级高档氧化铝。隧道窑焙烧氧化铝时，只能生产α晶型氧化铝。将工业β氧化铝粉装入匣钵，金字塔形堆放在窑车上，排队进入窑内，经过高温1400℃以上煅烧加工而成，匣钵内氧化铝芯料烧熟依靠氧化铝自身的导热，所以内外颗粒大小不同、转化率完全不同。一般α晶型氧化铝转化率混合平均达到95％以上，α晶型氧化铝转化率值越高，说明煅烧越充分、煅烧温度越高，转化率容易达到，但是煅烧后的氧化铝细粉需要再经过精细研磨处理达到微粉级别作陶瓷或耐火材料原料使用，而且氧化铝的反应活性较差。每个匣钵的氧化铝粉表皮和内芯品质不同，匣钵间里外、上下品质不同，热效率低，损耗大，污染严重，匣钵消耗大，氧化铝晶体颗粒无法控制。回转窑焙烧氧化铝时，将洗净的湿氢氧化铝饲入窑内一端，从回转窑的另一端喷入重油或燃气，在窑内完成烘干、脱除结晶水和晶型转化等反应过程，氧化铝焙烧过程受热不均匀，靠近筒壁的原料经常出现长期不出或者同时大块出料，品质依靠后期的均化处理，无法生产出高档纳米氧化铝。燃气的热能经过回转窑后从另一端排出，同时带走部分氧化铝，热效率低，损耗大，污染严重，氧化铝晶体颗粒无法控制，需要通过均化后提供平均指标的产品。如果需要生产出球形氧化铝制品，是不可能完成的。

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种节能环保、生产效率高、焙烧氧化铝晶体颗粒可控的焙烧反应生成器，以及利用该生成器生产纳米氧化铝的方法。

本发明纳米氧化铝生产用焙烧反应生成器包括：强氧化气氛高温炉、高压吸送风机、预混合天然气喷枪、制氧机和控制系统；控制系统包括:PLC、气体智能涡轮流量计，OMRON-E5AN-H型温度控制仪、流量控制仪和压力控制仪，B型热电偶、压力变送器、电动执行器、喷枪电磁阀、观火孔和红外线测温仪；OMRON-E5AN-H型温度控制仪的23、24接点与B型热电偶的“+、-”接口连接；预混合天然气喷枪上配套装有起安全保护作用的喷枪电磁阀；OMRON-E5AN-H型温度控制仪的通迅接口(13、14点)输入输出线路与PLC的RS-232接口连接；喷枪电磁阀电源(1、2点)连接对应的保险和共用零线，喷枪电磁阀阀位信号3、4点与温度控制仪3、4点连接；气体智能涡轮流量计与OMRON-E5AN-H型流量控制仪连接；高压吸送风机变频器与PLC的RS-232接口连接；强氧化气氛高温炉腔室是圆球形结构，腔室内层材料为锆刚玉耐火材料，外层包裹氧化铝纤维棉，最外层为金属外壳；控制混合燃气流量的电动执行器安装在喷枪电磁阀与预混合天然气喷枪之间；强氧化气氛高温炉腔室压力变送器与OMRON-E5AN-H型压力控制仪连接；制氧机装在喷枪电磁阀前端；制氧机的另一条出口管路与强氧化气氛高温炉出料口联通；红外线测温仪采用手提式红外线测温仪，通过安装在强氧化气氛高温炉金属外壳上的观火孔处测温。高压吸送风机连接在强氧化气氛高温炉的进料口上。

所述强氧化气氛高温炉腔室内直径为1m的球形。所述高压吸送风机上配套装有可控制流量的风机变频器。所述预混合天然气喷枪上安装有用于观察喷枪火焰的火焰监控器和用于点火的点火器；火焰监控器的1、2、3、PE接点与点火器的5、6、7、PE接点相互连接后，一个接头是火焰监控器的电源(1、2点)与PLC输入端相连，另外一个接头与喷枪电磁阀相连。