CN102863061B - 一种聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法及其装置，采用沸腾炉供热，沸腾炉产生的750℃-800℃的高温烟气与室温空气进行二级串联换热，利用空气换热器将经过空气预热器预热到70℃-75℃的预热空气进一步加热到230℃以上，高温烟气经过空气换热器换热后，温度降到200℃-230℃，利用空气预热器将室温空气预热到70℃-75℃，烟气外排温度也降到100℃-120℃。利用带有0.5%-1.0%干燥粉料，温度为105℃-120℃的干燥尾气对将要进干燥塔的聚氯化铝液料在浓缩塔中进行负压喷雾浓缩，尾气温度降到70℃-80℃，尾气中所含的0.5%-1.0%干燥粉料也被聚氯化铝液体吸收，在酸雾吸收塔中气液分离后排放。从而使喷雾干燥塔产量可增加5%左右，生产吨固体聚氯化铝综合煤耗可减少60-90kg标煤。

Description

一种聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法，本发明还涉及实现聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法的装置。
背景技术
由国家发改委和科技部共同编制的《当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南》中，明确提出要把水处理药剂确定为国家优先发展的重点产品。聚氯化铝是应用范围最广泛，使用量最大的净水化学药剂。我国目前城市的工业水净化处理对水处理药剂的总需求量约100多万吨，但年产量仅约60万吨，市场缺口很大，具有巨大潜在的市场应用前景。我国聚氯化铝产品虽然需求量大，但它属于低附加值的产品，吨产品利润多在100到200元之间，其中产品的干燥成本占了很大的一部分，如对于普通聚氯化铝固体产品，吨产品采用滚筒干燥法生产需耗煤500kg，采用喷雾干燥法生产需耗煤350kg。
目前，我国聚氯化铝行业，75%的聚氯化铝产品是采用滚筒干燥法生产的，25%的聚氯化铝产品是采用喷雾干燥法生产的，但即使是采用喷雾干燥法生产也仍有节能空间，因为目前全国90%采用喷雾干燥法生产的企业都用链条炉作为热风炉，这种热风炉需要燃用热值在5000kcal/kg以上、挥发份不低于10%的煤，对于南方许多缺煤省份来说，要求太高了，煤燃烧利用率只有85%左右，而且烟气都没有进行二次利用，烟气外排温度高达到200℃-230℃，热效率只有65%左右，干燥尾气温度达到105℃-120℃，也没有进行二次利用，尾气中带有1%-3%的粉料用冷水喷淋吸收，吸收处理后也没有得到有效利用。
实际上，沸腾炉燃烧技术是很成熟的，燃煤的燃烧效率高达99%，而且能适应不同燃烧热值的煤，对于含硫量较低的煤，在燃烧过程中可通过加入石灰石粉的方法脱硫，脱硫率可达到98%，烟尘通过布袋除尘后尘埃量可降低到50mg/m3，达到环保要求。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种使聚氯化铝干燥工艺更合理，煤耗更低，不受原料和生产规模的限制的聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现使聚氯化铝干燥工艺更合理，煤耗更低，不受原料和生产规模的限制的聚氯化铝净水剂的生产节能干燥方法的装置。
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法，包括以下步骤：
1）、采用沸腾炉作为热风炉供热；
2）、沸腾炉产生的750℃-900℃的高温烟气采用空气换热器和空气预热器与室温空气进行二级串联换热，高温烟气首先利用空气换热器将经过空气预热器预热到70℃-75℃的预热空气进一步加热到230℃以上，以达到干燥塔所需要的热风温度，高温烟气经过空气换热器换热后，温度降到200℃-230℃，然后利用空气预热器将室温空气预热到70℃-75℃，烟气外排温度也降到100℃-120℃，低温热风经过引风机后，再将其风量的50%引回到沸腾炉三次使用；
3）、达到干燥塔所需要温度230℃以上的热风，经过干燥塔对液料进行干燥后，温度降到105℃-120℃，并且带有0.5%-1.0%干燥粉料；
4）、对干燥尾气进行二次利用，利用带有0.5%-1.0%干燥粉料，温度为105℃-120℃的干燥尾气对将要进干燥塔的液料在预干燥塔中进行减压喷雾浓缩，经过预干燥塔喷雾浓缩后，尾气温度降到70℃-80℃，然后在酸雾吸收塔中经过水喷淋吸收酸气和气液分离后排放。
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的实现聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法的装置，沸腾炉的热风出口对接空气换热器的管间一端，空气换热器的管间另一端对接布袋除尘器的进口，布袋除尘器的出口对接空气预热器的管间的一端，空气预热器的管间的另一端对接第一引风机的进口，所述的第一引风机的出口一路与所述的沸腾炉的进风口连接，另一路与烟气排放管连接，空气预热器的管内进口对接鼓风机，空气预热器的管内出口对接空气换热器的管内进口，空气换热器的管内出口对接喷雾干燥塔的热风进口，喷雾干燥塔的液料进口对接浓缩液贮槽，喷雾干燥塔的尾气出口对接旋风分离器的进口，旋风分离器的出口对接预干燥塔的尾气进口，预干燥塔的尾气出口经第二引风机与酸雾吸收塔连接，预干燥塔的液料进口与贮料罐连接，预干燥塔的液料出口与浓缩液贮槽的进口对接。
采用上述技术方案的聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法及其装置，1）步中沸腾炉取代传统链条炉供热，可使燃煤的燃烧利用率从85%提高到99%； 2）步中750℃-800℃的高温烟气作为空气换热器的热源，换热后温度降到200℃-230℃的烟气作为空气预热器的热源。2）步中烟气进行二次利用，在保温较好的条件下，沸腾炉的总热效率可提高到85%。4）步中带有0.5%-1.0%干燥粉料，温度为105℃-120℃的干燥尾气作为预干燥塔喷雾浓缩的热源。4）步中带有0.5%-1.0%干燥粉料，经过预干燥塔喷雾浓缩后，回收到用于将要干燥的液料中。4）步中经过预干燥塔喷雾浓缩后，液料氧化铝含量可提高1%-2%，进干燥塔液料温度可提高到75℃。1）和2）步骤，可使普通聚氯化铝喷雾干燥节约燃煤吨产品达到50kg（以5000kcal/kg煤计算，下同）。4）步中，可使普通聚氯化铝喷雾干燥节约燃煤吨产品达到40kg。
本发明的聚氯化铝净水剂喷雾干燥节能方法和装置可以适应用氢氧化铝、铝矾土、铝酸钙和盐酸等为原料，采用一步或二步法制备的聚氯化铝液体，液体氧化铝含量可以为13%-19%，液料干燥后产品质量达到国标GB15892-2009的标准，该液体经节能喷雾干燥后，吨固体产品生产煤耗比传统喷雾干燥工艺省60-90kg。
本发明的技术方案能产生以下技术效果：
本技术节能干燥过程包括两部分，第一部分为供热系统节能，首先是采用沸腾炉取代传统的链条炉作为热风炉，提高燃煤的燃烧效率，使燃煤的燃烧效率从链条炉的85%提高到99%，燃煤需用低硫煤，硫含量需低于2%，燃煤在燃烧过程中加入碳酸钙粉进行脱硫，脱硫效率达到98%以上，生成的亚硫酸钙或硫酸钙附着到煤渣中，烟尘采用布袋除尘去除，除尘后的烟气烟尘含量小于50mg/m3，达到排放标准。高温烟气采用空气换热器和空气预热器与室温空气进行二级串联换热，使高温烟气温度降低到100℃-120℃，同时加强设备的保温工作，保证热利用率达到85%，而传统喷雾干燥的链条炉供热系统只有空气换热器的一次换热，烟气排放温度高，达到200℃以上，热利用率仅为65-70%。第二部分为喷雾干燥系统节能，主要是对干燥过程105℃-120℃的高温尾气进行二次利用，让其对需要干燥的聚氯化铝液体进行加温和浓缩，本技术采用喷雾浓缩方法，该方法的热交换效率高，高温尾气的排放温度可降低到75℃以下，换热后，可使进喷雾干燥塔的聚氯化铝液体温度升高30℃，液体氧化铝含量可提高1%-2%。本技术不受原料和生产规模限制，适于推广使用，节煤效果根据聚氯化铝液体氧化铝含量不同，与传统链条炉作为热炉干燥工艺相比，吨产品节煤可达到60-90 kg，相当于吨产品降低生产成本50-80元，由于聚氯化铝产品虽然需求量大，但该产品为低附加值产品，吨产品利润大多在100-150元左右，因此，本技术不但节能效果明显，还能大大提高聚氯化铝产品的市场竞争力。
本发明技术有如下特点：1、在干燥过程中，将热风炉供热系统节能与干燥过程的节能有机结合在一起，节能效率高，节煤效果明显，生产吨固体产品可节约燃烧60-90kg；2、供热过程中，将链条热风炉改用沸腾炉替代，燃煤的燃烧效率从85%提高到99%，解决了传统链条炉不能燃用热值低于5000kcal/kg、挥发份低于10%的煤的问题，另外，增加空气预热器，对高温烟气进行二级串联换热，使高温烟气温度降低到100℃-120℃才排放，排放前再将其风量的50%引回沸腾炉三次使用，供热系统热效率从原来的确70%左右提高到85%； 3、喷雾干燥过程中，设置尾气二次利用工序，增加喷雾浓缩塔，采用喷雾浓缩工艺，使尾中所含的0.5%-1.0%的粉状产品得到全部回收，提高产品得率；4、喷雾干燥过程中，设置尾气二次利用工序，增加喷雾浓缩塔，采用喷雾浓缩工艺，使尾气温度降低到70℃-75℃，大大提高了热风的热利用率；5、喷雾干燥过程中，设置尾气二次利用工序，增加喷雾浓缩塔，采用喷雾浓缩工艺，使进干燥塔液体温度提高了30℃，氧化铝含量增加了1%-2%，可使干燥塔的产量增加5%左右。
综上所述，本发明使聚氯化铝干燥工艺更合理，干燥过程不但对烟气进行三次利用，对干燥尾气也进行了二次利用，液料进干燥塔温度可提高25℃-30℃，氧化铝含量可增加1%-2%，煤耗更低，对于氧化铝含量只有13.5%的普通聚氯化铝产品，喷雾干燥生产吨产品耗煤可从350kg降低到260kg，吨产品节煤达到90kg。本发明不受原料和生产规模的限制，特别适合于1万吨/套的聚氯化铝干粉生产装置。
附图说明
图1是沸腾炉供热系统节能设备流程图。
图2是喷雾干燥系统节能设备流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，沸腾炉1的热风出口对接空气换热器2的管间一端，空气换热器2的管间另一端对接布袋除尘器3的进口，布袋除尘器3的出口对接空气预热器4的管间的一端，空气预热器4的管间的另一端对接第一引风机7的进口，第一引风机7的出口一路与沸腾炉1的进风口连接，另一路与烟气排放管6连接，空气预热器4的管内进口对接鼓风机5，空气预热器4的管内出口对接空气换热器2的管内进口，空气换热器2的管内出口对接喷雾干燥塔8的热风进口，喷雾干燥塔8的液料进口对接浓缩液贮槽11，喷雾干燥塔8的尾气出口对接旋风分离器9的进口，旋风分离器9的出口对接预干燥塔10的尾气进口，预干燥塔10的尾气出口经第二引风机14与酸雾吸收塔13连接，预干燥塔10的液料进口与贮料罐12连接，预干燥塔10的液料出口与浓缩液贮槽11的进口对接。
参见图1和图2，聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法，步骤如下：
1）、采用沸腾炉作为热风炉供热；
2）、沸腾炉产生的750℃-900℃的高温烟气采用空气换热器和空气预热器与室温空气进行二级串联换热，高温烟气首先利用空气换热器将经过空气预热器预热到70℃-75℃的预热空气进一步加热到230℃以上，以达到干燥塔所需要的热风温度，高温烟气经过空气换热器换热后，温度降到200℃-230℃，然后利用空气预热器将室温空气预热到70℃-75℃，烟气外排温度也降到100℃-120℃，低温热风经过引风机后，再将其风量的50%引回到沸腾炉三次使用；
3）、达到干燥塔所需要温度230℃以上的热风，经过干燥塔对液料进行干燥后，温度降到105℃-120℃，并且带有0.5%-1.0%干燥粉料；
4）、对干燥尾气进行二次利用，利用带有0.5%-1.0%干燥粉料，温度为105℃-120℃的干燥尾气对将要进干燥塔的液料在预干燥塔中进行减压喷雾浓缩，经过预干燥塔喷雾浓缩后，尾气温度降到70℃-75℃，然后在酸雾吸收塔中经过水喷淋吸收酸气和气液分离后排放。
本发明的聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法和装置可以适应用氢氧化铝、铝矾土、铝酸钙和盐酸等为原料，采用一步或二步法制备的聚氯化铝液体喷雾干燥，液体氧化铝含量可以为13%-19%，液料干燥后产品质量达到国标GB15892-2009的标准，该液体经节能喷雾干燥后，吨固体产品生产煤耗比传统链条热风炉喷雾干燥工艺省60-90kg，本发明适用于单套喷雾干燥装置年产能力为5000吨到20000吨的生产装置。
实施例1：
以氢氧化铝、铝酸钙和盐酸为原料，在10000L搪瓷反应釜中，加入氢氧化铝1000Kｇ、31%盐酸4000kg和水2500kg，在0.2MPa压力下反应2小时，然后降温到100℃，加入铝酸钙1000kg，再反应1.5小时，然后过滤得到氧化铝含量为13.5%的液体聚氯化铝。以此氧化铝含量为13.5%的液体聚氯化铝为原料进行喷雾干燥，沸腾炉出口烟气温度为750℃-800℃，经过二次换热后烟气温度降低100℃-120℃，室温空气经过二次换热后被加热到250℃-260℃，作为干燥热风，此温度热风经过干燥塔干燥物料后，离开干燥塔温度为110℃-118℃，此温度的尾气作为预干燥浓缩塔的热风，可将氧化铝含量为13.5%的液体聚氯化铝提高到氧化铝含量为15%，出浓缩塔液体温度达到75℃-80℃，该尾气温度从110℃降低到70℃-75℃，液料干燥后产品质量达到国标GB15892-2009的标准，该液体经喷雾法节能干燥后，吨固体产品生产煤耗为260kg，而此13.5%的液体聚氯化铝，如采用传统链条热风炉供热，煤耗要达到350 kg，吨产品可节煤90kg。
实施例2：
以氢氧化铝和盐酸为原料，在10000L搪瓷反应釜中，加入氢氧化铝3600Kｇ、31%盐酸7600kg和水500kg，在0.4MPa压力下反应4小时，然后降温到100℃，过滤得到氧化铝含量为18.0%的液体聚氯化铝。以此氧化铝含量为18.0%的液体聚氯化铝为原料进行喷雾干燥，沸腾炉出口烟气温度为750℃-800℃，经过二次换热后烟气温度降低100℃-120℃，室温空气经过二次换热后被加热到230℃-240℃，作为干燥热风，此温度热风经过干燥塔干燥物料后，离开干燥塔温度为105℃-110℃，此温度的尾气作为预干燥浓缩塔的热风，可将氧化铝含量为18.0%的液体聚氯化铝提高到氧化铝含量为20%，出浓缩塔液体温度达到75℃-80℃，该尾气温度从110℃降低到70℃-75℃，液料干燥后产品质量达到国标GB15892-2009的标准，该液体经喷雾法节能干燥后，吨固体产品生产煤耗为190kg，而此18.0%的液体聚氯化铝，如采用传统链条热风炉供热，吨固体产品生产煤耗为250kg，吨产品可节煤60kg。
实施例3：
以铝矾土、铝酸钙和盐酸为原料，在10000L反应池中，加入铝矾土2300Kｇ、31%盐酸4000kg和水2500kg，在100℃下反应3小时，加入铝酸钙1000kg，再反应1.5小时，然后过滤得到氧化铝含量为13.5%的液体聚氯化铝。以此氧化铝含量为13.5%的液体聚氯化铝为原料进行喷雾干燥，沸腾炉出口烟气温度为750℃-800℃，经过二次换热后烟气温度降低100℃-120℃，室温空气经过二次换热后被加热到250℃-260℃，作为干燥热风，此温度热风经过干燥塔干燥物料后，离开干燥塔温度为110℃-118℃，此温度的尾气作为预干燥浓缩塔的热风，可将氧化铝含量为13.5%的液体聚氯化铝提高到氧化铝含量为15%，出浓缩塔液体温度达到75℃-80℃，该尾气温度从110℃降低到70℃-75℃，液料干燥后产品质量达到国标GB15892-2009的标准，该液体经喷雾法节能干燥后，吨固体产品生产煤耗为260kg，而此13.5%的液体聚氯化铝，如采用传统链条热风炉供热，煤耗要达到350 kg，吨产品可节煤90kg。

Claims (2)

1.一种聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）、采用沸腾炉作为热风炉供热；
2）、沸腾炉产生的750℃-900℃的高温烟气采用空气换热器和空气预热器与室温空气进行二级串联换热，高温烟气首先利用空气换热器将经过空气预热器预热到70℃-75℃的预热空气进一步加热到230℃以上，以达到干燥塔所需要的热风温度，高温烟气经过空气换热器换热后，温度降到200℃-230℃，然后利用空气预热器将室温空气预热到70℃-75℃，烟气外排温度也降到100℃-120℃，低温热风经过引风机后，再将其风量的50%引回到沸腾炉三次使用；
3）、达到干燥塔所需要温度230℃以上的热风，经过干燥塔对液料进行干燥后，温度降到105℃-120℃，并且带有0.5%-1.0%干燥粉料；
4）、对干燥尾气进行二次利用，利用带有0.5%-1.0%干燥粉料，温度为105℃-120℃的干燥尾气对将要进干燥塔的液料在预干燥塔中进行减压喷雾浓缩，经过预干燥塔喷雾浓缩后，尾气温度降到70℃-80℃，然后在酸雾吸收塔中经过水喷淋吸收酸气和气液分离后排放。
2.实现权利要求1所述的聚氯化铝净水剂生产干燥节能方法的装置，其特征在于：沸腾炉(1)的热风出口对接空气换热器(2)的管间一端，所述的空气换热器(2)的管间另一端对接布袋除尘器(3)的进口，所述的布袋除尘器(3)的出口对接空气预热器(4)的管间的一端，所述的空气预热器(4)的管间的另一端对接第一引风机(7)的进口，所述的第一引风机(7)的出口一路与所述的沸腾炉(1)的进风口连接，另一路与烟气排放管(6)连接，所述的空气预热器(4)的管内进口对接鼓风机(5)，所述的空气预热器(4)的管内出口对接所述的空气换热器(2)的管内进口，所述的空气换热器(2)的管内出口对接喷雾干燥塔(8)的热风进口，所述的喷雾干燥塔(8)的液料进口对接浓缩液贮槽(11)，所述的喷雾干燥塔(8)的尾气出口对接旋风分离器(9)的进口，所述的旋风分离器(9)的出口对接预干燥塔(10)的尾气进口，所述的预干燥塔(10)的尾气出口经第二引风机(14)与酸雾吸收塔(13)连接，所述的预干燥塔(10)的液料进口与贮料罐(12)连接，所述的预干燥塔(10)的液料出口与浓缩液贮槽(11)的进口对接。
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