CN103193305B - 一种聚氯化铝净水剂干燥生产方法及其装置 - Google Patents
一种聚氯化铝净水剂干燥生产方法及其装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种聚氯化铝净水剂干燥生产方法及其装置，采用沸腾炉作为热风炉供热，将产生的800℃～1000℃高温烟气分为第一部分烟气和第二部分烟气两部分，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的干燥，液体氧化铝含量可以为9%-19%，产品盐基度可适应40%～98%，液料干燥后，滚筒干燥产品质量达到国标GB/T22627-2008的标准，喷雾干燥产品质量达到国标GB15892-2009的标准，该液体经节能干燥后，吨固体产品生产煤耗比传统干燥工艺省50-90kg，本发明更适用于单套干燥装置年产能力为2万吨到5万吨的生产装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚氯化铝净水剂干燥生产方法，特别是涉及一种聚氯化铝净水剂滚筒干燥和喷雾干燥过程的节能和清洁生产方法，本发明还涉及实现该聚氯化铝净水剂干燥生产方法的装置。
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，吨产品采用蒸汽滚筒干燥法生产需耗煤500kg，采用导热油滚筒干燥法生产需耗煤350kg，采用传统单塔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，其中的65%采用蒸汽滚筒干燥法生产，35%采用导热油滚筒干燥法生产，25%的聚氯化铝产品是采用喷雾干燥法生产的，而且100%为单塔干燥，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，煤燃烧利用率只有85%～88%，链条热风炉热效率低，只有65%～70%，而且对煤的燃烧热值要求达到5000kcal/kg以上，炉体燃烧过程无法脱硫，需要单独的脱硫除尘装置，生产成本高。
实际上，沸腾炉燃烧技术是很成熟的，燃煤的燃烧利用率高达99%，而且能适应不同燃烧热值的煤，煤热值甚至低于3000kcal/kg也能使用，而且在燃烧过程中可通过加入石灰石粉的方法脱硫，固体脱硫率可达到60%，脱硫成本低，但在聚氯化铝工业的实际生产中仍没有得到成功推广，需要深入研究。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种节能环保的聚氯 化铝净水剂干燥生产方法。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现该节能环保的聚氯化铝净水剂干燥生产方法的装置。
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干燥生产方法，包括以下步骤：
1）、采用沸腾炉作为热风炉供热，将产生的800℃～1000℃高温烟气分为第一部分烟气和第二部分烟气两部分；
2）、第一部分烟气作为导热油加热的热源，生产高温导热油，高温导热油作为滚筒干燥机干燥热源，用于生产固体聚氯化铝，通过导热油换热器，高温烟气与低温导热油进行换热，经过滚筒干燥机的导热油自流到贮油罐，然后用供油泵将低温导热油送到导热油换热器进行换热，用于干燥液体聚氯化铝，循环使用，经过导热油换热器换热后的低温烟气经除尘后全部通过引风机引回到沸腾炉重复使用；
3）、第二部分烟气作为第一喷雾干燥塔和第二喷雾干燥塔喷雾干燥系统的热源，通过供热方式保证第一喷雾干燥塔和第二喷雾干燥塔正常生产，第一喷雾干燥塔用于生产高品质粉状聚氯化铝，第二喷雾干燥塔用于生产中档品质粉状聚氯化铝。
上述步骤2)中，高温导热油作为滚筒干燥机干燥热源，用于生产固体聚氯化铝，通过导热油换热器，高温烟气与低温导热油进行换热，将导热油温度加热到280℃～310℃，经过滚筒干燥机的导热油，温度降低到230℃～260℃，自流到贮油罐，然后用供油泵将低温导热油从贮油罐引出，送到导热油换热器进行换热，用于干燥液体聚氯化铝，循环使用，经过导热油换热器换热后的低温烟气，温度为350℃～500℃，除尘后全部通过引风机引回到沸腾炉重复使用。
上述步骤3)中，第二部分烟气作为空气换热器的热源与常温空气换热，通过空气换热器将经过空气过滤器过滤的常温空气加热，得到230℃～280℃的洁净热风，并通过引风机将此热风引入第一喷雾干燥塔；经过空气换热器后温度为350℃～500℃的低温烟气，用除尘器进行除尘，除尘后的烟气引入混风室与常温空气混合调节烟气的温度，将烟气温度调节到260℃～290℃，然后用引风机将混合好的热风引入到第二喷雾干燥塔。
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干燥生产方法的装置，沸腾炉的进风口连接有第一鼓风机，沸腾炉的一个出风口连接有导热油换热器的热源进口，导热油换热器的热源出口连接第一除尘器，第一除尘器通过第一引风机与沸腾炉连接，导热油换热器的换热端串联有滚筒干燥机、贮油罐和供油泵，沸腾炉的另一个出风口连接有空气换热器的热源进口，空气换热器的热源出口 连接第二除尘器，第二除尘器通过第二引风机与第二喷雾干燥塔连接，第二喷雾干燥塔的出风口依次连接有第一旋风分离器、第一湿式除尘器、第三引风机和第一烟囱，空气换热器的换热进口通过第二鼓风机连接空气过滤器，空气换热器的换热出口连接第一喷雾干燥塔，第一喷雾干燥塔的出风口依次连接有第二旋风分离器、第二湿式除尘器、第四引风机和第二烟囱。
采用上述技术方案的聚氯化铝净水剂干燥生产方法及其装置，能产生以下技术效果：
本技术干燥过程包括两部分，第一部分为供热系统，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%～88%提高到98%，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，固体脱硫效率达到60%，生成的亚硫酸钙或硫酸钙附着到煤渣中，烟气采用多管除尘去除，除尘后的烟气烟尘含量小于150mg/m3。高温烟气分成第一部分烟气和第二部分烟气两部分，第一部分烟气作为导热油换热器的热源，生产280℃～310℃高温导热油，高温导热油作为滚筒干燥机干燥热源。通过导热油换热器，高温烟气与低温导热油进行换热，经过滚筒干燥机的导热油，温度降低到230℃～260℃，自流到贮油罐，然后用供油泵将低温导热油从贮油罐引出，送到导热油换热器进行换热，用于干燥液体聚氯化铝，循环使用，经过导热油换热器换热后的低温烟气，温度为350℃～500℃，除尘后全部通过引风机引回到沸腾炉重复使用。第二部分烟气作为双塔喷雾干燥的热源，首先第二部分烟气在空气换热器中与常温空气进行换热，使常温空气加热成230℃～260℃的洁净热风，洁净热风作为第一喷雾干燥塔的热源，高温烟气温度降低到350℃～500℃，此烟气除尘后进行二次利用，作为第二喷雾干燥塔的热源，通过对烟气进行科学合理的利用，同时加强设备的保温工作，使沸腾炉供热系统的热利用率达到93%，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160℃以上，热利用率仅为70%左右。第二部分为干燥系统，包括导热油滚筒干燥系统和双塔喷雾干燥系统两部分，导热油滚筒干燥系统主要用于生产污水处理用的低档固体聚氯化铝产品，洁净热风喷雾干燥系统主要用于生产饮用水处理和造纸用高档聚氯化铝粉状产品，烟气除尘后的热风喷雾干燥系统主要用于生产工业水处理用的中档聚氯化铝粉状产品，生产装置产品品种结构更科学合理，原材料利用率更高，生产装置的经济性更强，更富有市场竞争力。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50～90kg，相当于吨产品降低生产成本40～80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，将沸腾炉产生的烟气分成两部分，分别供导热油滚筒干燥机使用和喷雾干燥机使用，从而将滚筒干燥与喷雾干燥有机结合在一起，最大限度重复利用烟气，使供热系统能够做到集中供热，不但投资省，占地少，而且节能效率高，节煤效果明显，生产吨固体产品可节约燃煤50～90kg；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%～88%提高到98%，3、第一部分烟气换热后100%循环利用，不需要排放，不但热利用率高，生产过程更洁净更环保；第二部分烟气进行二次利用，增加烟气喷雾干燥系统，在喷雾干燥生产过程中脱硫，使烟气排放不含硫，烟气利用更科学更合理。4、本发明的干燥生产系统可同时生产高、中和低档聚氯化铝产品，生产装置产品品种结构更科学合理，原材料利用率更高，生产装置的经济性更强，更富有市场竞争力。5、本发明的干燥生产技术更适合于大规模工业化生产，对推动我国聚氯化铝行业的节能减排和技术进步，对推动与聚氯化铝生产相关的生产装备业，对增强我国聚氯化铝行业企业的国际市场竞争力等都有着十分重要的现实意义。6、本发明还可适用于如聚合硫酸铁、碳酸盐和磷酸盐等其他无机盐的干燥生产。
附图说明
图1是聚氯化铝净水剂干燥生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本作进一步说明。
参见图1，本发明提供的实现聚氯化铝净水剂干燥生产方法的装置，沸腾炉2的进风口连接有第一鼓风机1，沸腾炉2的一个出风口连接有导热油换热器3的热源进口，导热油换热器3的热源出口连接第一除尘器4，第一除尘器4通过第一引风机8与沸腾炉2连接，导热油换热器3的换热端串联有滚筒干燥机5、贮油罐6和供油泵7，沸腾炉2的另一个出风口连接有空气换热器11的热源进口，空气换热器11的热源出口连接第二除尘器12，第二除尘器12通过第二引风机13与第二喷雾干燥塔14连接，第二喷雾干燥塔14的出风口依次连接有第一旋风分离器15、第一湿式除尘器16、第三引风机17和第一烟囱18，空气换热器11的换热进口通过第二鼓风机10连接空气过滤器9，空气换热器11的换热出口连接第一喷雾干燥塔19，第一喷雾干燥塔19的出风口依次连接有第二旋风分离器20、第二湿式除尘 器21、第四引风机22和第二烟囱23。
参见图1，本发明的聚氯化铝净水剂干燥生产方法是通过以下技术方案和步骤实现的：
1）采用沸腾炉2取代传统链条炉供热，将沸腾炉2产生的800℃～1000℃高温烟气分为第一部分烟气和第二部分烟气两部分；
2）将高温第一部分烟气作为导热油加热的热源，生产高温导热油，高温导热油作为滚筒干燥机5干燥热源，用于生产低档污水处理用固体聚氯化铝；通过导热油换热器3，沸腾炉2的高温的第一部分烟气与低温导热油进行换热，将导热油温度加热到280℃～310℃，经过滚筒干燥机5的导热油，温度降低到230℃～260℃，自流到贮油罐6，然后用供油泵7将低温导热油从贮油罐6引出，送到导热油换热器3进行换热，用于干燥液体聚氯化铝，循环使用，经过导热油换热器3换热后的低温烟气，温度为350℃～500℃，除尘后全部通过第一引风机8引回到沸腾炉2重复使用；
3）将高温第二部分烟气作为第一喷雾干燥塔19和第二喷雾干燥塔14喷雾干燥系统的热源，通过不同的供热方式保证第一喷雾干燥塔19和第二喷雾干燥塔14正常生产，第一喷雾干燥塔19用于生产高品质粉状聚氯化铝，第二喷雾干燥塔14用于生产中档品质粉状聚氯化铝。高温第二部分烟气作为空气换热器11的热源与常温空气换热，通过空气换热器11将第二鼓风机10送来经过空气过滤器9过滤的常温空气加热，得到230℃～280℃的洁净热风，将此热风引入第一喷雾干燥塔19用于生产高品质粉状聚氯化铝，第一喷雾干燥塔19的出风口经第二旋风分离器20、第二湿式除尘器21、第四引风机22和第二烟囱23进行除尘和排放；经过空气换热器11后温度为350℃～500℃的低温烟气，用第二除尘器12进行除尘，除尘后的烟气引入混风室与常温空气混合调节烟气的温度，将烟气温度调节到260℃～290℃，然后用第二引风机13将混合好的热风引入到第二喷雾干燥塔14用于生产中档品质粉状聚氯化铝，第二喷雾干燥塔14的出风口经第一旋风分离器15、第一湿式除尘器16、第三引风机17和第一烟囱18进行除尘和排放。
参见图1，沸腾炉2取代传统链条炉供热，可使燃煤的燃烧利用率从85%-88%提高到98%，脱硫率从0%增加到60%，并产生800℃～1000℃的高温第一部分烟气和第二部分烟气；高温第一部分烟气和第二部分烟气，通过不同的供热方式作为滚筒干燥机5和双塔喷雾干燥系统即第一喷雾干燥塔19和第二喷雾干燥塔14的热源，在保温较好的条件下，沸腾炉2的总热利用率总可达到93%；可使普通聚氯化铝滚筒干燥机干燥生产节约燃煤吨产品达到60kg（以5000kcal/kg煤计算， 下同），且没有烟气和粉尘排放；可使双塔喷雾干燥系统同时生产中档品质和高品质粉状聚氯化铝产品，产品品种结构更合理，能耗更低，平均节约燃煤吨产品达到70kg，且无含硫气体排放，生产过程更环保。
本发明的聚氯化铝净水剂干燥生产方法能适应用氢氧化铝、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9%～19%，液料干燥后，滚筒干燥产品质量达到国标GB/T22627-2008的标准，喷雾干燥产品质量达到国标GB15892-2009的标准，该液体经节能干燥后，吨固体产品生产煤耗比传统干燥工艺省50～90kg。
实施例1：
以氢氧化铝、铝酸钙、铝矾土和盐酸为原料，分别用10m3搪瓷反应釜和100m3反应池制备液体聚氯化铝，制得氧化铝含量为17%的高纯聚氯化铝液体，氧化铝含量为13%的饮用水级聚氯化铝液体，氧化铝含量为9%的普通不过滤聚氯化铝液体，用以上三种液体聚氯化铝为原料，采用本发明净水剂干燥生产方法进行干燥生产，沸腾炉出口第一部分烟气和第二部分烟气的温度均为950℃～1000℃，第一部分烟气经过换热后烟气温度降低450℃～500℃，导热油经过换热后被加热到280℃～290℃，将此温度的导热油引入滚筒干燥机5干燥聚氯化铝液体，第二部分烟气加热空气，产生255℃～260℃洁净热风，将此热风引入第一喷雾干燥塔19干燥聚氯化铝液体，热风离开干燥塔温度为90℃～95℃，烟气自身温度降低到450℃～500℃，此温度烟气经过除尘后与常温空气在混合室混合，得到280℃～290℃的混合热风，将此热风引入第二喷雾干燥塔14干燥聚氯化铝液体，热风离开干燥塔温度为105℃～110℃，液料干燥后，滚筒干燥产品质量达到国标GB/T22627-2008的标准，喷雾干燥产品质量达到国标GB15892-2009的标准，聚氯化铝液体经过滚筒干燥机5干燥，吨固体产品生产煤耗为290kg，聚氯化铝液体经第一喷雾干燥塔19干燥后，吨固体产品生产煤耗为180kg，聚氯化铝液体经第二喷雾干燥塔14干燥后，吨固体产品生产煤耗为280kg。
实施例2：
以氢氧化铝、铝酸钙、铝矾土和盐酸为原料，分别用10m3搪瓷反应釜和100m3反应池制备液体聚氯化铝，制得氧化铝含量为19%的高纯聚氯化铝液体，氧化铝含量为13.5%的饮用水级聚氯化铝液体，氧化铝含量为10%的普通不过滤聚氯化铝液体，用以上三种液体聚氯化铝为原料，采用本发明净水剂干燥生产方法进行干燥生产，沸腾炉出口第一部分烟气和第二部分烟气的温度均为900℃～950℃，第一部分烟气经过换热后烟气温度降低400℃～450℃，导热油经过换热后被加 热到280℃～290℃，将此温度的导热油引入滚筒干燥机干燥聚氯化铝液体，第二部分烟气加热空气，产生240℃～250℃洁净热风，将此热风引入第一喷雾干燥塔19干燥聚氯化铝液体，热风离开干燥塔温度为90℃～95℃，烟气自身温度降低到400℃～450℃，此温度烟气经过除尘后与常温空气在混合室混合，得到280℃～290℃的混合热风，将此热风引入第二喷雾干燥塔14干燥聚氯化铝液体，热风离开干燥塔温度为105℃～110℃，液料干燥后，滚筒干燥产品质量达到国标GB/T22627-2008的标准，喷雾干燥产品质量达到国标GB15892-2009的标准，聚氯化铝液体经过滚筒干燥机5干燥，吨固体产品生产煤耗为270kg，聚氯化铝液体经第一喷雾干燥塔19干燥后，吨固体产品生产煤耗为175kg，聚氯化铝液体经第二喷雾干燥塔14干燥后，吨固体产品生产煤耗为260kg。
实施例3：
以氢氧化铝、铝酸钙、铝矾土和盐酸为原料，分别用10m3搪瓷反应釜和100m3反应池制备液体聚氯化铝，制得氧化铝含量为19.5%的高纯聚氯化铝液体，氧化铝含量为14%的饮用水级聚氯化铝液体，氧化铝含量为11%的普通不过滤聚氯化铝液体，用以上三种液体聚氯化铝为原料，采用本发明净水剂干燥生产方法进行干燥生产，沸腾炉出口第一部分烟气和第二部分烟气的温度均为800℃～850℃，第一部分烟气经过换热后烟气温度降低350℃～400℃，导热油经过换热后被加热到280℃～290℃，将此温度的导热油引入滚筒干燥机5干燥聚氯化铝液体，第二部分烟气加热空气，产生235℃～245℃洁净热风，将此热风引入第一喷雾干燥塔19干燥聚氯化铝液体，热风离开干燥塔温度为90℃～95℃，烟气自身温度降低到350℃～400℃，此温度烟气经过除尘后与常温空气在混合室混合，得到280℃～290℃的混合热风，将此热风引入第二喷雾干燥塔14干燥聚氯化铝液体，热风离开干燥塔温度为105℃～110℃，液料干燥后，滚筒干燥产品质量达到国标GB/T22627-2008的标准，喷雾干燥产品质量达到国标GB15892-2009的标准，聚氯化铝液体经过滚筒干燥机5干燥，吨固体产品生产煤耗为260kg，聚氯化铝液体经第一喷雾干燥塔19干燥后，吨固体产品生产煤耗为170kg，聚氯化铝液体经第二喷雾干燥塔14干燥后，吨固体产品生产煤耗为260kg。
Claims (3)
1.一种聚氯化铝净水剂干燥生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）、采用沸腾炉作为热风炉供热，将产生的800℃～1000℃高温烟气分为第一部分烟气和第二部分烟气两部分；
2）、第一部分烟气作为导热油加热的热源，生产高温导热油，高温导热油作为滚筒干燥机干燥热源，用于生产固体聚氯化铝，通过导热油换热器，高温烟气与低温导热油进行换热，经过滚筒干燥机的导热油自流到贮油罐，然后用供油泵将低温导热油送到导热油换热器进行换热，用于干燥液体聚氯化铝，循环使用，经过导热油换热器换热后的低温烟气经除尘后全部通过引风机引回到沸腾炉重复使用；
3）、第二部分烟气作为空气换热器的热源与常温空气换热，通过空气换热器将经过空气过滤器过滤的常温空气加热，得到230℃～280℃的洁净热风，并通过引风机将此热风引入第一喷雾干燥塔；经过空气换热器后温度为350℃～500℃的低温烟气，用除尘器进行除尘，除尘后的烟气引入混风室与常温空气混合调节烟气的温度，将烟气温度调节到260℃～290℃，然后用引风机将混合好的热风引入到第二喷雾干燥塔，第一喷雾干燥塔用于生产高品质粉状聚氯化铝，第二喷雾干燥塔用于生产中档品质粉状聚氯化铝。
2.根据权利要求1所述的聚氯化铝净水剂干燥生产方法，其特征在于：上述步骤2)中，高温导热油作为滚筒干燥机干燥热源，用于生产固体聚氯化铝，通过导热油换热器，高温烟气与低温导热油进行换热，将导热油温度加热到280℃～310℃，经过滚筒干燥机的导热油，温度降低到230℃～260℃，自流到贮油罐，然后用供油泵将低温导热油从贮油罐引出，送到导热油换热器进行换热，用于干燥液体聚氯化铝，循环使用，经过导热油换热器换热后的低温烟气，温度为350℃～500℃，除尘后全部通过引风机引回到沸腾炉重复使用。
3.实现权利要求1所述的聚氯化铝净水剂干燥生产方法的装置，其特征在于：沸腾炉(2)的进风口连接有第一鼓风机(1)，沸腾炉(2)的一个出风口连接有导热油换热器(3)的热源进口，导热油换热器(3)的热源出口连接第一除尘器(4)，第一除尘器(4)通过第一引风机(8)与沸腾炉(2)连接，导热油换热器(3)的换热端串联有滚筒干燥机(5)、贮油罐(6)和供油泵(7)，沸腾炉(2)的另一个出风口连接有空气换热器(11)的热源进口，空气换热器(11)的热源出口连接第二除尘器(12)，第二除尘器(12)通过第二引风机(13)与第二喷雾干燥塔(14)连接，第二喷雾干燥塔(14)的出风口依次连接有第一旋风分离器(15)、第一湿式除尘器(16)、第三引风机(17)和第一烟囱(18)，空气换热器(11)的换热进口通过第二鼓风机(10)连接空气过滤器(9)，空气换热器(11)的换热出口连接第一喷雾干燥塔(19)，第一喷雾干燥塔(19)的出风口依次连接有第二旋风分离器(20)、第二湿式除尘器(21)、第四引风机(22)和第二烟囱(23)。
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