CN104743591A - 一种使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统 - Google Patents

一种使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，包括一步反应系统、二步反应系统、干燥系统和锅炉系统；所述一步反应系统包括反应池、反应池中转池、絮凝剂配制罐Ⅰ、主压滤机和一步液池，所述二步反应系统包括调质池、调质池中转池、冷却塔、分离池、分离渣储装池、絮凝剂配制罐Ⅱ和半成品池，所述干燥系统包括干燥液高位罐、滚筒干燥装置和成品皮带输送机，所述锅炉系统包括导热油锅炉、余热锅炉、脱硫除尘装置和高空烟囱。本发明有效控制和降低了反应液中的不溶物含量，提高了最终的固体聚氯化铝产品的产量和质量，并且使固体聚氯化铝的生产节能降耗。

Description

一种使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统
技术领域
本发明属于聚氯化铝生产技术领域，涉及一种使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统。
背景技术
聚氯化铝，俗称净水剂，又名聚合氯化铝，简称聚铝，英文名字PAC；它是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂，固体产品外观为红褐色、黄色或白色固体粉末，其化学分子式为[AL2(OH)nCL6-n]m(式中，1≤n≤5，m≤10) ，其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度，易溶于水，有较强的架桥吸附性，在水解过程中伴随电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化变化，最终生成[AL2(OH)3(OH)3]，从而达到净化目的。
聚氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。
聚氯化铝分为形态分为两种：a. 液体聚氯化铝为未干燥的形态，有不用稀释、装卸使用方便、价格相对便宜的优点，缺点是运输需要罐车，单位运输成本增加（每吨固体相当于2-3吨液体）；b. 固体聚氯化铝为干燥后的形态，有运输方便的优点，不需要罐车，缺点是使用时还需要稀释，增加工作强度。
生产聚氯化铝的原料主要有两大类：一类是含铝矿物，包括铝土矿（三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石）、粘土、高岭土、明矾石等；另一类是其它含铝原料，包括金属铝、废铝屑、灰铝、氢氧化铝、三氯化铝、煤矸石、粉煤灰等。目前生产聚氯化铝的方法主要有金属铝（包括铝灰、铅渣）法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝（包括铝矾土、煤矸石等）法、结晶氯化铝法等。
目前已建成的固体聚氯化铝生产装置，多数为铝矾土和铝酸钙两步法生产液体聚氯化铝，然后将液体聚氯化铝用喷雾干燥或滚筒干燥为固体聚氯化铝的装置。现有固体聚氯化铝生产装置普遍存在以下缺点：
1）在第一步酸溶反应和第二步聚合反应中，都会产生大量不溶物难以与反应液分离，导致最终的固体聚氯化铝产品中不溶物严重超标；
2）使用的滚筒干燥装置热交换效率不高，加热不均匀，不能有效的利用导热油的热能，不利于节能降耗和减排；
3）干燥系统流程设置不够合理，导致干燥能耗成本过高，并且经过滚筒干燥的固体聚氯化铝的搬运处理也比较费时费力；
4）聚氯化铝生产不仅干燥需要热能，反应池、调质池等设备也需要热能，但是，现有聚氯化铝生产装置对热能的利用率不高，有很大的节能空间，而且对产生的燃煤烟气也没有有效的处理，特别是粉尘含量达不到排放标准。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，有效控制和降低反应液中的不溶物含量，提高最终的固体聚氯化铝产品的产量和质量，并且使固体聚氯化铝的生产节能降耗。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，包括一步反应系统、二步反应系统、干燥系统和锅炉系统；
所述一步反应系统包括反应池、反应池中转池、絮凝剂配制罐Ⅰ、主压滤机和一步液池，所述反应池上设有铝矾土加料口和酸液加料口，反应池与反应池中转池连通，絮凝剂配制罐Ⅰ与反应池中转池连通，反应池中转池通过一步液浑料泵与主压滤机的入口连通，主压滤机的液体出口与一步液池连通；
所述二步反应系统包括调质池、调质池中转池、冷却塔、分离池、分离渣储装池、絮凝剂配制罐Ⅱ和半成品池，所述一步液池通过一步液输送泵与调质池连通，所述调质池上设有铝酸钙加料口，调质池与调质池中转池连通，调质池中转池通过调质液输送泵与冷却塔的入口连通，冷却塔的出口与分离池连通，絮凝剂配制罐Ⅱ与分离池连通，分离池的上部与半成品池连通，分离池的下部与分离渣储装池连通，分离渣储装池通过分离渣输送泵与反应池连通；
所述干燥系统包括干燥液高位罐、滚筒干燥装置和成品皮带输送机；所述滚筒干燥装置包括若干个干燥单元，每个干燥单元包括干燥滚筒、刮刀、料液盘、进料管和接料板；所述干燥滚筒包括外筒、内筒、进油管、出油管、分流器和喷油管，所述外筒外套于内筒且外筒与内筒之间形成油腔，所述喷油管设置在油腔内且喷油管上设有喷油孔，所述进油管一端从外筒端面伸入油腔且通过分流器与喷油管连通，所述出油管一端从外筒另一端面伸入油腔；所述刮刀的刀刃紧贴外筒外表面，所述料液盘设置于外筒下方且外筒底部位于料液盘内，所述进料管管口正对料液盘，所述接料板倾斜安装，接料板上端正对刮刀；所述半成品池通过半成品液泵与干燥液高位罐连通，干燥液高位罐与滚筒干燥装置的进料管连通，滚筒干燥装置的接料板下端正对成品皮带输送机；
所述锅炉系统包括导热油锅炉、余热锅炉、脱硫除尘装置和高空烟囱，所述导热油锅炉通过导热油管道与干燥滚筒连通，导热油锅炉通过燃煤烟气管道与余热锅炉连通，余热锅炉与自来水管网连通，余热锅炉的蒸汽出口分别与反应池和调质池连通，余热锅炉的烟气出口与脱硫除尘装置的烟气入口连通，脱硫除尘装置的烟气出口与高空烟囱连通。
进一步，所述反应池、反应池中转池和絮凝剂配制罐Ⅰ均设有搅拌器，所述一步液浑料泵的数量为两个且相互并联，所述主压滤机的数量为三个且相互并联，所述一步液池的数量为四个且相互并联。
进一步，所述调质池、分离池、分离渣储装池和絮凝剂配制罐Ⅱ均设有搅拌器，所述冷却塔为设有引风机的冷却塔。
进一步，所述喷油管上的喷油孔正对外筒。
进一步，所述外筒两个端面上分别设有轴套，所述进油管和出油管分别穿过轴套且管体与轴套之间设有密封圈。
进一步，每个干燥单元还包括设置于外筒上方的集尘罩。
进一步，所述干燥单元的数量为20个。
进一步，所述脱硫除尘装置包括干式除尘器、脱硫塔和湿式电除尘器，所述余热锅炉的烟气出口与干式除尘器的入口连通，所述干式除尘器的出口通过风机与脱硫塔的烟气入口连通，所述脱硫塔的烟气出口与湿式电除尘器的入口连通，所述湿式电除尘器的出口与高空烟囱连通。
本发明的有益效果在于：
1）本发明在一步反应系统和二步反应系统中设置絮凝剂配制罐、压滤机以及分离池等装置，通过混凝沉淀分离生产中产生的不溶物，提高了最终的固体聚氯化铝产品的产量和质量；
2）本发明设置了干燥液高位罐，先将液体聚氯化铝抽入干燥液高位罐中，由干燥液高位罐分布料液到滚筒干燥装置的各个干燥单元进行高温脱水干燥，从而以简洁高效的工艺流程达到了均匀布料的目的，降低了干燥能耗成本；
3）本发明使用的滚筒干燥装置为高效导热油式滚筒干燥装置，该装置采用喷淋的形式将导热油喷到滚筒表面上，形成油膜与滚筒接触，能够最大程度实现导热油和滚筒表面的接触面积，从而提高其热交换的效率，实现对导热油中热量的最大程度的利用，能够节约能源，降耗减排；
4）本发明还设置了与干燥滚筒相配合的成品皮带输送机，通过成品皮带输送机将多个滚筒生产的产品集中收集输送，避免了人工收集输运干燥产品，大大降低了劳动强度，节约了成本；
5）本发明设置了导热油锅炉和余热锅炉，导热油锅炉对导热油加热，余热锅炉回收燃煤烟气余热产生蒸汽，蒸汽为反应池、调质池等设备提供热能，大大降低了聚氯化铝生产对燃煤的消耗，达到了节能降耗、降低生产成本的目的。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为一步反应系统的结构示意图；
图2为二步反应系统的结构示意图；
图3为干燥系统的结构示意图；
图4为滚筒干燥装置一个干燥单元的主视结构示意图；
图5为滚筒干燥装置一个干燥单元的左视结构示意图；
图6为干燥滚筒与成品皮带输送机配合使用的结构示意图；
图7为锅炉系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本发明的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，包括一步反应系统、二步反应系统、干燥系统和锅炉系统。
图1为一步反应系统的结构示意图，如图所示，一步反应系统包括反应池11、反应池中转池12、絮凝剂配制罐Ⅰ13、主压滤机14和一步液池15，所述反应池11上设有铝矾土加料口和酸液加料口，反应池11与反应池中转池12连通，絮凝剂配制罐Ⅰ13与反应池中转池12连通，反应池中转池12通过一步液浑料泵16与主压滤机14的入口连通，主压滤机14的液体出口与一步液池15连通。
图2为二步反应系统的结构示意图，如图所示，二步反应系统包括调质池21、调质池中转池22、冷却塔23、分离池24、分离渣储装池25、絮凝剂配制罐Ⅱ26和半成品池27，所述一步液池15通过一步液输送泵28与调质池21连通，所述调质池21上设有铝酸钙加料口，调质池21与调质池中转池22连通，调质池中转池22通过调质液输送泵29与冷却塔23的入口连通，冷却塔23的出口与分离池24连通，絮凝剂配制罐Ⅱ26与分离池24连通，分离池24的上部与半成品池27连通，分离池24的下部与分离渣储装池25连通，分离渣储装池25通过分离渣输送泵20与反应池11连通。
图3为干燥系统的结构示意图，图4为滚筒干燥装置一个干燥单元的主视结构示意图，图5为滚筒干燥装置一个干燥单元的左视结构示意图，图6为干燥滚筒与成品皮带输送机配合使用的结构示意图，如图所示，干燥系统包括干燥液高位罐31、滚筒干燥装置和成品皮带输送机32；所述滚筒干燥装置包括若干个干燥单元，每个干燥单元包括干燥滚筒33、刮刀34、料液盘35、进料管36和接料板37；所述干燥滚筒33包括外筒331、内筒332、进油管333、出油管334、分流器335和喷油管336，所述外筒331外套于内筒332且外筒331与内筒332之间形成油腔337，所述喷油管336设置在油腔337内且喷油管336上设有喷油孔338，所述进油管333一端从外筒331端面伸入油腔337且通过分流器335与喷油管336连通，所述出油管334一端从外筒331另一端面伸入油腔337；所述刮刀34的刀刃紧贴外筒331外表面，所述料液盘35设置于外筒331下方且外筒331底部位于料液盘35内，所述进料管36管口正对料液盘35，所述接料板37倾斜安装，接料板37上端正对刮刀34；所述半成品池27通过半成品液泵38与干燥液高位罐31连通，干燥液高位罐31与滚筒干燥装置的进料管36连通，滚筒干燥装置的接料板37下端正对成品皮带输送机32。
图7为锅炉系统的结构示意图，如图所示，锅炉系统包括导热油锅炉41、余热锅炉42、脱硫除尘装置43和高空烟囱44，所述导热油锅炉41通过导热油管道与干燥滚筒33连通，导热油锅炉41通过燃煤烟气管道与余热锅炉42连通，余热锅炉42与自来水管网连通，余热锅炉42的蒸汽出口分别与反应池11和调质池21连通，余热锅炉42的烟气出口与脱硫除尘装置43的烟气入口连通，脱硫除尘装置43的烟气出口与高空烟囱44连通。
本发明的工作过程为：
1．一步反应：向反应池11中加入盐酸和工艺废水，然后投入配方量的铝矾土，加热反应，反应产物采取自流方式放入反应池中转池12中，通过絮凝剂配制罐Ⅰ13加入聚丙酰胺絮凝剂絮凝，而后通过一步液浑料泵16泵入主压滤机14中，将反应池产物进行渣液分离，分离出的一步液泵入一步液池15中，渣去渣洗涤池进行后续处理；
2．二步反应：通过一步液输送泵28将一步液泵入调质池21中，搅拌条件下逐步投入配方量铝酸钙反应，反应完成后，物料在冷却塔23内经空气冷却后，进入分离池24加入絮凝剂进行絮凝分离，静止沉降后将上清液放入半成品池27中；絮凝分离渣从分离渣储装池25泵入反应池11中，待反应池11中的渣达到工艺规定处置量时，加入配方量盐酸、硫酸和水反应，渣反应完成后，物料按前述工艺流程进入反应池中转池12进行絮凝分离；
3．干燥：半成品池27中半成品液体通过半成品液泵38抽入干燥液高位罐31，由干燥液高位罐31分布料液到滚筒干燥装置的各个干燥单元进行高温脱水干燥；干燥滚筒33工作时，加热后的导热油通过油泵供给进油管333，经过分流器335和喷油管336，然后喷淋在外筒331内表面，对外筒331进行加热，导热油在自身重力的作用下，逐步向下汇集，待汇集的导热油的深度超过出油管334的高度时，导热油经出油管334排出，在工作过程中外筒331和内筒332转动，进油管333和出油管334不动；导热油加热后的外筒331缓慢旋转时，料液盘35内的液体聚氯化铝呈薄膜状附着在外筒331外表面，水分被气化，散于周围空气中，附着在外筒331的固体聚氯化铝呈片状由刮刀34刮下，均匀地落在接料板37上，然后滑落到成品皮带输送机32上，通过成品皮带输送机32将多个滚筒生产的固体聚氯化铝产品集中收集输送；
4．锅炉供热：导热油锅炉41通过导热油为干燥滚筒33供热，而导热油锅炉41的燃煤烟气经余热锅炉42吸收余热产生蒸汽，蒸汽为反应池11和调质池21供热，燃煤烟气经过余热锅炉42后经脱硫除尘装置43脱硫除尘，经高空烟囱44排放。
本实施例中，所述反应池11、反应池中转池12和絮凝剂配制罐Ⅰ13均设有搅拌器，所述一步液浑料泵16的数量为两个且相互并联，所述主压滤机14的数量为三个且相互并联，所述一步液池15的数量为四个且相互并联。
本实施例中，所述调质池21、分离池24、分离渣储装池25和絮凝剂配制罐Ⅱ26均设有搅拌器，所述冷却塔23为设有引风机的冷却塔。
本实施例中，所述喷油管336上的喷油孔338正对外筒331；以直接将导热油喷淋到外筒331内表面上。
本实施例中，所述外筒331两个端面上分别设有轴套339，所述进油管33和出油管334分别穿过轴套339且管体与轴套之间设有密封圈330；设置轴套339和密封圈330是为了防止导热油泄漏。
本实施例中，每个干燥单元还包括设置于外筒331上方的集尘罩39；集尘罩39是为了防止干燥后的粉状物料飞散，造成产品损失和污染环境。
本实施例中，所述干燥单元的数量为20个。
本实施例中，所述脱硫除尘装置43包括干式除尘器45、脱硫塔46和湿式电除尘器47，所述余热锅炉42的烟气出口与干式除尘器45的入口连通，所述干式除尘器45的出口通过风机48与脱硫塔46的烟气入口连通，所述脱硫塔46的烟气出口与湿式电除尘器47的入口连通，所述湿式电除尘器47的出口与高空烟囱44连通。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：包括一步反应系统、二步反应系统、干燥系统和锅炉系统；
所述一步反应系统包括反应池、反应池中转池、絮凝剂配制罐Ⅰ、主压滤机和一步液池，所述反应池上设有铝矾土加料口和酸液加料口，反应池与反应池中转池连通，絮凝剂配制罐Ⅰ与反应池中转池连通，反应池中转池通过一步液浑料泵与主压滤机的入口连通，主压滤机的液体出口与一步液池连通；
所述二步反应系统包括调质池、调质池中转池、冷却塔、分离池、分离渣储装池、絮凝剂配制罐Ⅱ和半成品池，所述一步液池通过一步液输送泵与调质池连通，所述调质池上设有铝酸钙加料口，调质池与调质池中转池连通，调质池中转池通过调质液输送泵与冷却塔的入口连通，冷却塔的出口与分离池连通，絮凝剂配制罐Ⅱ与分离池连通，分离池的上部与半成品池连通，分离池的下部与分离渣储装池连通，分离渣储装池通过分离渣输送泵与反应池连通；
所述干燥系统包括干燥液高位罐、滚筒干燥装置和成品皮带输送机；所述滚筒干燥装置包括若干个干燥单元，每个干燥单元包括干燥滚筒、刮刀、料液盘、进料管和接料板；所述干燥滚筒包括外筒、内筒、进油管、出油管、分流器和喷油管，所述外筒外套于内筒且外筒与内筒之间形成油腔，所述喷油管设置在油腔内且喷油管上设有喷油孔，所述进油管一端从外筒端面伸入油腔且通过分流器与喷油管连通，所述出油管一端从外筒另一端面伸入油腔；所述刮刀的刀刃紧贴外筒外表面，所述料液盘设置于外筒下方且外筒底部位于料液盘内，所述进料管管口正对料液盘，所述接料板倾斜安装，接料板上端正对刮刀；所述半成品池通过半成品液泵与干燥液高位罐连通，干燥液高位罐与滚筒干燥装置的进料管连通，滚筒干燥装置的接料板下端正对成品皮带输送机；
所述锅炉系统包括导热油锅炉、余热锅炉、脱硫除尘装置和高空烟囱，所述导热油锅炉通过导热油管道与干燥滚筒连通，导热油锅炉通过燃煤烟气管道与余热锅炉连通，余热锅炉与自来水管网连通，余热锅炉的蒸汽出口分别与反应池和调质池连通，余热锅炉的烟气出口与脱硫除尘装置的烟气入口连通，脱硫除尘装置的烟气出口与高空烟囱连通。
2.根据权利要求1所述的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：所述反应池、反应池中转池和絮凝剂配制罐Ⅰ均设有搅拌器，所述一步液浑料泵的数量为两个且相互并联，所述主压滤机的数量为三个且相互并联，所述一步液池的数量为四个且相互并联。
3.根据权利要求1所述的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：所述调质池、分离池、分离渣储装池和絮凝剂配制罐Ⅱ均设有搅拌器，所述冷却塔为设有引风机的冷却塔。
4.根据权利要求1所述的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：所述喷油管上的喷油孔正对外筒。
5.根据权利要求1所述的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：所述外筒两个端面上分别设有轴套，所述进油管和出油管分别穿过轴套且管体与轴套之间设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：每个干燥单元还包括设置于外筒上方的集尘罩。
7.根据权利要求1所述的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：所述干燥单元的数量为20个。
8.根据权利要求1所述的使用导热油式滚筒干燥的固体聚氯化铝节能环保生产系统，其特征在于：所述脱硫除尘装置包括干式除尘器、脱硫塔和湿式电除尘器，所述余热锅炉的烟气出口与干式除尘器的入口连通，所述干式除尘器的出口通过风机与脱硫塔的烟气入口连通，所述脱硫塔的烟气出口与湿式电除尘器的入口连通，所述湿式电除尘器的出口与高空烟囱连通。
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