CN103708516A

CN103708516A - 高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法

Info

Publication number: CN103708516A
Application number: CN201310716620.0A
Authority: CN
Inventors: 晏永祥; 王琼; 陈启杰
Original assignee: Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-12-23
Also published as: CN103708516B

Abstract

本发明公开了一种高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法，包括高效节能喷雾干燥和粉状聚氯化铝自动包装出料，所述的高效节能喷雾干燥是采用两个带填料层的喷雾浓缩塔串联作为干燥尾气除尘除酸气和液体聚氯化铝浓缩使用，喷雾干燥产生的105～110℃尾气进行二次利用，经过第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔，分别作为第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔的热源。本发明是一种生产能耗低、生产自动化程度高、更人性化、更环保的高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法。

Description

高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法

技术领域

本发明涉及一种粉状聚氯化铝生产方法，具体涉及一种高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法。

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，采用导热油滚筒干燥法生产需耗煤280kg，采用传统喷雾干燥法生产需耗煤320kg(以使用热值为6000kcal/kg的煤,热风炉热效率为75%计算)。

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，只有25%的聚氯化铝产品是采用喷雾干燥法生产的，主要原因有两个方面：一是喷雾干燥法生产过程中需要提供的风量大，而尾气排放温度高，因此所带走的热量多，而干燥尾气没有重复利用，造成干燥能耗高，二是包装方式仍为人工包装，包装过程工人劳动强度大，包装成本高,粉状聚氯化铝产品粒度很细，在空气中很容易产生粉尘，并吸潮溶解，潮解后腐蚀设备，污染环境，而料仓内为负压操作，实际生产表明容易架桥堵塞，造成出料量不稳，时大时小，影响到称量的准确度，甚至会影响生产操作，以上是工业上一直无法采用自动包装的主要原因。利用干燥尾气对液体原料进行喷雾浓缩，不需要新增热源和热量，液体聚氯化铝浓度可从13.5%提高到了17.0%，主干燥塔干燥过程煤耗从300kg/吨减少到180kg/吨，减少了120kg/吨，煤耗降低40%，干燥装置生产能力可提高67%；另外，包装自动化不但可以减轻工人的劳动强度，改善工作环境，也可以减少工人数量，包装自动化的实施，10000吨/年喷雾干燥装置至少可以减少包装工人3个/班，4个操作班减少12人，可进一步降低生产成本。高效节能喷雾干燥与自动包装生产方法实施后,喷雾干燥法生产成本将从高于滚筒干燥变为明显低于滚筒干燥法，将为聚氯化铝喷雾干燥方式释放出巨大能量,为实施喷雾干燥法生产的企业带来巨大竞争力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产能耗低、生产自动化程度高、更人性化、更环保的高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法，包括高效节能喷雾干燥和粉状聚氯化铝自动包装出料，所述的高效节能喷雾干燥是采用两个带填料层的喷雾浓缩塔串联作为干燥尾气除尘除酸气和液体聚氯化铝浓缩使用，喷雾干燥产生的105～110℃尾气进行二次利用，经过第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔，分别作为第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔的热源，其步骤是：

1）105～110℃的尾气进入第一喷雾浓缩塔填料层下部，与来自第二喷雾浓缩塔的氧化铝质量含量为14.5～15.0%的浓缩聚氯化铝雾状液体在负压条件下进行充分气液接触换热后，从第一喷雾浓缩塔顶部出来，带走液体聚氯化铝产生的酸性水蒸汽，尾气中的粉状物则在气液接触时溶到了液体中，尾气上升到第一喷雾浓缩塔顶后温度下降到90～95℃，氧化铝质量含量为14.5～15.0%的液体聚氯化铝经过第一喷雾浓缩塔负压蒸发后，氧化铝质量含量浓缩到16.5～17.0%，作为喷雾干燥塔的液体原料；

2）从第一喷雾浓缩塔顶部出来的尾气作为第二喷雾浓缩塔的热源，尾气进入第二喷雾浓缩塔填料层下部，与来自液体车间生产的氧化铝质量含量为13.0～13.5%的聚氯化铝雾状液体在负压条件下进行充分气液接触换热后，从第二喷雾浓缩塔顶部出来，并带走液体聚氯化铝产生的酸性水蒸汽，尾气温度下降到75～80℃，氧化铝质量含量为13.0～13.5%的液体聚氯化铝经过第二喷雾浓缩塔负压蒸发后，氧化铝质量含量浓缩到14.5～15.0%，作为第一喷雾浓缩塔的液体原料；

3）温度下降到75～80℃的尾气然后被引风机5送到气液分离器进行气液分离后，液体回用于反应车间，气体进入烟囱被排放到大气中。

所述的粉状聚氯化铝自动包装出料的步骤是：将喷雾干燥后的粉状聚氯化铝产品用温热风引送到收料系统,经过旋风分离器后，旋风和旋风所带少量细粉被引回到干燥塔下部，粉状聚氯化铝落到第一收料仓，在第一收料仓下部设置旋转控制阀将粉状聚氯化铝送到第二收料仓，在第二收料仓下部设置一个螺旋出料装置，通过该螺旋出料装置将粉状聚氯化铝匀速送入称量器，经过称量后产品送包装袋。

进一步地，当粉状聚氯化铝全部落到包装袋时，包装袋自动脱落到工作台上并自动将称量器下部放料阀关上，工人迅速用预先准备好的绳子将包装袋内袋袋口扎好，并将包装袋放到皮带输送机上，此包装袋通过皮带输送机送到机械缝包机处进行机械自动缝包，缝好包后通过皮带输送机继续将此包装袋送到机器人码包机处按要求码包，统一放在规定的木架上，然后用叉车将堆放好的聚氯化铝成品放到成品仓库。

采用上述技术方案的高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法，干燥生产过程包括喷雾干燥尾气节能利用系统和粉状自动包装出料系统两部分：1、喷雾干燥尾气高效节能利用部分，主要采用两个带填料层的喷雾浓缩塔串联使用,取代传统喷雾干燥湿式除尘器,不但可用于干燥塔尾气除尘除酸气，还可以用于液体聚氯化铝的浓缩。本技术方法将喷雾干燥产生的尾气进行二次利用，经过第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔，此方法对105～110℃尾气进行节能利用浓缩液体聚氯化铝，可将氧化铝含量为13.0～13.5%的液体聚氯化铝经过两次喷雾浓缩后,氧化铝含量达到16.5～17.0%,也就是说液体聚氯化铝的固含量从43.3～44.6%提高到了55.0～56.7%,由于喷雾干燥塔的进塔液体浓度提高,喷雾干燥塔的生产能力可提高67%,如生产能力为10000吨/年粉状聚氯化铝的喷雾干燥装置,采用本技术方法改造后生产能力可提高到16700吨/年,以使用热值为6000kcal/kg的煤,热风炉热效率为75%计算,液体聚氯化铝氧化铝含量从13.5%提高到了17.0%后,生产氧化铝含量为30%的粉状聚氯化铝产品,煤耗从300kg/吨减少到180kg/吨，减少了120kg/吨，煤耗降低40%，以吨煤900元计算,煤耗成本可减少108元。2、粉状自动包装出料系统部分，将喷雾干燥后的粉状聚氯化铝产品用温热风引送到收料系统,经过旋风分离器后，旋风和旋风所带少量细粉被引回到干燥塔下部，粉状聚氯化铝落到第一收料仓，在第一收料仓下部设置旋转控制阀将粉状聚氯化铝送到第二收料仓，在第二收料仓下部设置一个螺旋出料装置，通过该螺旋出料装置将粉状聚氯化铝匀速送入称量器，经过称量后，按规定重量要求将粉状聚氯化铝放入包装袋包装，当粉状聚氯化铝全部落到包装袋时，包装袋自动脱落到工作台上并自动将称量器下部放料阀关上，工人迅速用预先准备好的绳子将包装袋内袋袋口扎好，并将包装袋放到皮带输送机上，此包装袋通过皮带输送机送到机械缝包机处进行机械自动缝包，缝好包后通过皮带输送机继续将此包装袋送到机器人码包机处按要求码包，每朵1吨，统一放在规定的木架上，然后用叉车将堆放好的聚氯化铝成品放到成品仓库。本发明不受原料和生产规模的限制，更适合于大型聚氯化铝生产装置，特别适合于年产1万吨/套以上的聚氯化铝干粉生产装置。

本发明技术有如下特点：1、在干燥过程中，将干燥塔产生的尾气进行二次利用，分别供第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔使用，从而最大限度重复利用干燥尾气的余热，使供热系统产生的热量得到有效利用，不需要增加新热源就可达到高节能效率，节煤效果明显，生产吨固体产品可节约燃煤100～120kg，煤耗可降低40%；2、尾气利用过程中，液体聚氯化铝含量从13.0%～13.5%提高到16.5%～17.0%，干燥塔生产能力可提高67%；3、本发明用原料喷淋回收尾气中的粉尘，取代传统喷雾干燥用水喷淋回收，减少了新鲜水用量，也相当于减少了污水处理量和排放量；4、本发明的自动干燥包装系统中，设置了两个料仓，生产过程中第一收料仓内粉体通过连续出料阀不停地送到第二收料仓，这样可保证干燥生产不受影响，第二收料仓和称量器仓上部均设置有细管与大气相连，保持气压平衡，第二收料仓下部有螺旋出料装置，可向称量器匀速送料，保证称量准确有规律，包装袋直接接到称量器放料阀出料口，避免粉体与空气接触受潮，另外，第一收料仓上面的旋风分离器的出风，通过引风机引出并送回喷雾干燥塔的下部，该风的引入不但可避免粉体损失，还可以避免喷雾干燥塔下部粉体架桥堵塞；5、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。6、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。

附图说明

图1是本发明的干燥喷雾浓缩工艺流程图。

图2是本发明的自动包装工艺流程图。

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，喷雾干燥塔1的尾气出口连接有第一旋风器2，第一旋风器2的出口连接第一喷雾浓缩塔3的底部进气口，第一喷雾浓缩塔3的顶部出气口连接第二喷雾浓缩塔4的底部进气口，第二喷雾浓缩塔4的顶部出气口连接第一引风机5，第一引风机5连接气液分离器7，气液分离器7的出气口连接有烟囱6，第一中间槽9的进口连接反应车间的液体聚氯化铝，第一中间槽9的出口通过第一泵8与第二喷雾浓缩塔4的喷雾管连接，第二喷雾浓缩塔4的液体出口连接第二中间槽10，第二中间槽10的出口通过第二泵11与第一喷雾浓缩塔3的喷雾管连接，第一喷雾浓缩塔3的液体出口连接第三中间槽12，第三中间槽12的出口通过第三泵13与喷雾干燥塔1的喷雾管连接，喷雾干燥塔1的喷雾管连接有干燥热风，喷雾干燥塔1的出料口连接有收料系统25,收料系统25连接第二旋风分离器23，第二旋风分离器23的出料口连接有第一收料仓14，在第一收料仓14下部设置旋转控制阀16与第二收料仓15连接，第二收料仓15的出口出口连接有一个螺旋出料装置17，螺旋出料装置17的出口连接有称量器18，称量器18的出口设有出料阀19，还包括包装袋20、皮带输送带21和机械缝包机22，第二旋风分离器23的出气口连接有第二引风机24，第二引风机24与喷雾干燥塔1连接。

参见图1和图2，高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法，包括高效节能喷雾干燥和粉状聚氯化铝自动包装出料，高效节能喷雾干燥是采用两个带填料层的喷雾浓缩塔串联作为喷雾干燥塔1的干燥尾气除尘除酸气和液体聚氯化铝浓缩使用，喷雾干燥塔1喷雾干燥产生的105～110℃尾气进行二次利用，经过第一喷雾浓缩塔3和第二喷雾浓缩塔4，分别作为第一喷雾浓缩塔3和第二喷雾浓缩塔4的热源，其步骤是：

1）105～110℃的尾气进入第一喷雾浓缩塔3填料层下部，与来自第二喷雾浓缩塔4的氧化铝质量含量为14.5～15.0%的浓缩聚氯化铝雾状液体在负压条件下进行充分气液接触换热后，从第一喷雾浓缩塔3顶部出来，带走液体聚氯化铝产生的酸性水蒸汽，尾气中的粉状物则在气液接触时溶到了液体中，尾气上升到第一喷雾浓缩塔3顶后温度下降到90～95℃，氧化铝质量含量为14.5～15.0%的液体聚氯化铝经过第一喷雾浓缩塔3负压蒸发后，氧化铝质量含量浓缩到16.5～17.0%，作为喷雾干燥塔1的液体原料；

2）从第一喷雾浓缩塔3顶部出来的尾气作为第二喷雾浓缩塔4的热源，尾气进入第二喷雾浓缩塔4填料层下部，与来自液体车间生产的氧化铝质量含量为13.0～13.5%的聚氯化铝雾状液体在负压条件下进行充分气液接触换热后，从第二喷雾浓缩塔4顶部出来，并带走液体聚氯化铝产生的酸性水蒸汽，尾气温度下降到75～80℃，氧化铝质量含量为13.0～13.5%的液体聚氯化铝经过第二喷雾浓缩塔4负压蒸发后，氧化铝质量含量浓缩到14.5～15.0%，作为第一喷雾浓缩塔3的液体原料；

3）温度下降到75～80℃的尾气然后被第一引风机5送到气液分离器7进行气液分离后，液体回用于反应车间，气体进入烟囱6被排放到大气中。

粉状聚氯化铝自动包装出料的步骤是：将喷雾干燥塔1喷雾干燥后的粉状聚氯化铝产品用温热风引送到收料系统25,经过第二旋风分离器23后，粉状聚氯化铝落到第一收料仓14，在第一收料仓14下部设置旋转控制阀16将粉状聚氯化铝送到第二收料仓15，在第二收料仓15下部设置一个螺旋出料装置17，通过该螺旋出料装置17将粉状聚氯化铝匀速送入称量器18，经过称量后，按规定重量要求将粉状聚氯化铝通过出料阀19放入包装袋20包装，随后操作工人将包装袋20内袋袋口用绳子扎好，包装袋20放在皮带输送带21上，通过皮带输送带21将此包装袋20送到机械缝包机22处进行机械缝包，缝好后通过皮带输送带21再将此包装袋20送到机器人码包机处按要求码包，统一放在规定的木架上，然后用叉车将堆放好的聚氯化铝成品放到成品仓库。

本发明的高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法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13.0～13.5%，液料干燥后，根据原料不同，产品质量可达到国标GB/T22627-2008的标准，也可达到国标GB15892-2009的标准，该液体经节能干燥后，吨固体产品生产煤耗可降低到220kg以内。

以氢氧化铝、铝酸钙和盐酸为原料，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13.5%的聚氯化铝液体，用以上氧化铝含量为13.5%的液体聚氯化铝为原料，按传统喷雾干燥装置生产，产量为1390kg/小时，此时喷雾干燥塔1液体处理量为3089kg/h，水蒸发量为1566kg/小时，干燥热风进喷雾干燥塔1温度为310℃，风量为30000m³/h，尾气温度为105℃，以热风炉热效率75%，煤热值为6000kcal/kg计算，吨粉状聚氯化铝产品煤耗达到300kg。但采用本发明喷雾干燥生产新方法进行干燥，产量可达到2318kg/小时，此时干燥塔液体处理量可达4090kg/h，水蒸发量仍为1566kg/小时，干燥热风进干燥塔温度为310℃，风量为30000m³/h，尾气温度为105℃。以热风炉热效率75%，煤热值为6000kcal/kg计算，吨粉状聚氯化铝产品煤耗为180kg。105℃的干燥塔尾气进入第一喷雾浓缩塔3填料层下部，与来自第二喷雾浓缩塔4、氧化铝含量为15.5%的聚氯化铝雾状液体在负压条件进行充分接触换热后，尾气中的粉状物则在气液接触时溶到了液体中，尾气上升到第一喷雾浓缩塔3顶后温度降到90℃，作为第二喷雾浓缩塔4的热源，该液体聚氯化铝氧化铝含量则从15.5%浓缩到17.0%，作为喷雾干燥塔1的液体原料；从第一喷雾浓缩塔3顶部出来温度90℃的尾气，进入第二喷雾浓缩塔4填料层下部，与来自液体车间生产的氧化铝含量为13.5%的聚氯化铝雾状液体在负压条件下进行充分气液接触换热后，温度降到75℃，该液体聚氯化铝氧化铝含量则从13.5%浓缩到15.5%，作为喷雾浓缩塔1的液体原料；从第二喷雾浓缩塔4顶部出来，尾气温度下降到75℃，该尾气然后被第一引风机5送到气液分离器7进行气液分离后，液体回用于反应车间，气体进入烟囱6被排放到大气中。喷雾干燥产品质量可达到国标GB15892-2009的标准。

以铝矾土、铝酸钙和盐酸为原料，用100m³反应池制备液体聚氯化铝，制得氧化铝含量为13.0%的聚氯化铝液体，用以上氧化铝含量为13.0%的液体聚氯化铝为原料，按传统喷雾干燥装置生产，产量为1312kg/小时，此时喷雾干燥塔1液体处理量为3027kg/h，水蒸发量为1566kg/小时，干燥热风进干燥塔温度为310℃，风量为30000m³/h，尾气温度为110℃，以热风炉热效率75%，煤热值为6000kcal/kg计算，吨粉状聚氯化铝产品煤耗达到320kg。但采用本发明喷雾干燥生产新方法进行干燥，产量可达到1957kg/小时，此时干燥塔液体处理量可达3558kg/h，水蒸发量仍为1566kg/小时，干燥热风进喷雾干燥塔1温度为310℃，风量为30000m³/h，尾气温度为110℃。以热风炉热效率75%，煤热值为6000kcal/kg计算，吨粉状聚氯化铝产品煤耗达到213kg。110℃的喷雾干燥塔1尾气进入第一喷雾浓缩塔3填料层下部，与来自第二喷雾浓缩塔4、氧化铝含量为14.5%的聚氯化铝雾状液体，在负压条件进行充分接触换热后，尾气中的粉状物则在气液接触时溶到了液体中，尾气上升到第一喷雾浓缩塔3顶后温度降到95℃，作为第二喷雾浓缩塔4的热源，该液体聚氯化铝氧化铝含量则从14.5%浓缩到16.5%，作为喷雾干燥塔1的液体原料；从第一喷雾浓缩塔3顶部出来温度95℃的尾气，进入第二喷雾浓缩塔4填料层下部，与来自液体车间生产的氧化铝含量为13.0%的聚氯化铝雾状液体在负压条件下进行充分气液接触换热后，温度降到80℃，该液体聚氯化铝氧化铝含量则从13.0%浓缩到14.5%，作为喷雾浓缩塔1的液体原料；从第二喷雾浓缩塔4顶部出来，尾气温度下降到80℃，该尾气然后被第一引风机5送到气液分离器7进行气液分离后，液体回用于反应车间，气体进入烟囱6被排放到大气中。喷雾干燥产品质量可达到国标GB/T22627-2008的标准。

Claims

1.一种高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法，包括高效节能喷雾干燥和粉状聚氯化铝自动包装出料，其特征是：所述的高效节能喷雾干燥是采用两个带填料层的喷雾浓缩塔串联作为干燥尾气除尘除酸气和液体聚氯化铝浓缩使用，喷雾干燥产生的105～110℃尾气进行二次利用，经过第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔，分别作为第一喷雾浓缩塔和第二喷雾浓缩塔的热源，其步骤是：

2）从第一喷雾浓缩塔顶部出来的尾气作为第二喷雾浓缩塔的热源，尾气进入第二喷雾浓缩塔填料层下部，与来自液体车间生产的氧化铝质量含量为13.0～13.5%的聚氯化铝雾状液体在负压条件下进行充分气液接触换热后，从第二喷雾浓缩塔顶部出来，并带走液体聚氯化铝产生的酸性水蒸汽，尾气温度下降到75～80℃，氧化铝质量含量为13.0～13.5%的液体聚氯化铝经过第二喷雾浓缩塔负压蒸发后，氧化铝质量含量浓缩到14.5～15.0%，作为第一喷雾浓缩塔3的液体原料；

3）温度下降到75～80℃的尾气然后被引风机送到气液分离器进行气液分离后，液体回用于反应车间，气体进入烟囱被排放到大气中。

2.根据权利要求1所述的高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法，其特征是：所述的粉状聚氯化铝自动包装出料的步骤是：将喷雾干燥后的粉状聚氯化铝产品用温热风引送到收料系统,经过旋风分离器后，旋风和旋风所带少量细粉被引回到干燥塔下部，粉状聚氯化铝落到第一收料仓，在第一收料仓下部设置旋转控制阀将粉状聚氯化铝送到第二收料仓，在第二收料仓下部设置一个螺旋出料装置，通过该螺旋出料装置将粉状聚氯化铝匀速送入称量器，经过称量后产品送包装袋内。

3.根据权利要求2所述的高效节能喷雾干燥与自动包装的粉状聚氯化铝生产方法，其特征是：当粉状聚氯化铝全部落到包装袋时，包装袋自动脱落到工作台上并自动将称量器下部放料阀关上，工人迅速用预先准备好的绳子将包装袋内袋袋口扎好，并将包装袋放到皮带输送机上，此包装袋通过皮带输送机送到机械缝包机处进行机械自动缝包，缝好包后通过皮带输送机继续将此包装袋送到机器人码包机处按要求码包，统一放在规定的木架上，然后用叉车将堆放好的聚氯化铝成品放到成品仓库。