CN104986788A - 一种聚合氯化铝的生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种聚合氯化铝的生产装置。本发明是通过下述技术方案实现的：一种聚合氯化铝的生产装置包括反应釜、尾气吸收塔、成品处理池，其中：所述反应釜由釜身和釜盖以及进料口和输出管组成，釜身埋入地底内的保温层中，釜身的保温层内紧贴釜身至少包裹有两片或若干条块状控温片，所述块状控温片内设置有球室，球室有导热球室和冷却球室两种，所述反应釜通过出品管连接成品处理池，所述反应釜的排气管连接尾气吸收塔，尾气吸收塔至少由石灰水喷淋吸收器、碱液喷淋吸收器、除臭喷淋吸收器组成，所述排放室顶部设置的净化气导出管，连接有引风机，引风机连接气泡排气装置。

Description

一种聚合氯化铝的生产装置

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种聚合氯化铝的生产装置。

背景技术

聚合氯化铝是一种净水材料，无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，英文缩写为PAC，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。在形态上又可以分为固体和液体两种。固体按颜色不同又分为棕褐色、米黄色、金黄色和白色，液体可以呈现为无色透明、微黄色、浅黄色至黄褐色。不同颜色的聚合氯化铝在应用及生产技术上也有较大的区别。白色聚合氯化铝因为被称为高纯无铁白色聚合氯化铝，或食品级白色聚合氯化铝，与其它聚氯化铝相比是品质最高产品，主要的原材料是优质的氢氧化铝粉、盐酸，采用的生产工艺是国内最先进的技术喷雾干燥法。白色聚合氯化铝用于造纸施胶剂，制糖脱色澄清剂、鞣革、医药、化妆品和精密铸造及水处理等多个领域。

聚合氯化铝的合成方法有很多种，按照原材料的不同，可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法等。金属铝法采用金属铝法合成聚合氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经稀释过滤，浓缩，干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl，产品质量不易控制；碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，pH控制费原料，成本较高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能达到国家标准。

发明内容

 本发明的目的是设计一种聚合氯化铝的生产装置，能利用铝渣、铝灰回收制作聚合氯化铝，减少铝冶金工艺或其他铝物件制作产生的废品，且在制作的过程中能有效处理和降低产生的各种废物、废气，生产过程也非常安全。

本发明是通过下述技术方案实现的：一种聚合氯化铝的生产装置包括反应釜、尾气吸收塔、成品处理池，其中：所述反应釜由釜身和釜盖以及进料口和输出管组成，釜身埋入地底内的保温层中只留1/5~3/10釜身露出地面，釜身的保温层内紧贴釜身至少包裹有两片或若干条块状控温片，所述块状控温片内设置有球室，球室有导热球室和冷却球室两种，导热球室设置导热出入管，导热出入管连接导热油锅炉，所述球室至少1/2~3/5为冷却球室，冷却球室设置冷却液进出管，冷却液进出管连接水冷泵和液氮槽，釜身内的釜槽中设置析出管和搅拌装置，搅拌装置为两层桨叶结构，底部为Y字形的底层桨，底层桨上方设置液体桨，搅拌装置齐中贯穿反应釜从釜盖露出，釜盖上设置出品管和搅拌电机，釜盖上设置有若干排气管；

所述反应釜通过出品管连接成品处理池，所述成品处理池由初沉淀过滤池、产品陈化池、成品池组成，所述成品池池壁为花岗岩，所述初沉淀过滤池为红砖底铺设环氧沥青，所述产品陈化池池壁为环氧玻璃钢，且设置有钢制盖，成品池、初沉淀过滤池、产品陈化池彼此之间有输液管串联；

所述反应釜的排气管连接尾气吸收塔，尾气吸收塔为立直的圆筒状，内部中空，由塔体和塔体内部的由上至下分隔四个吸收室组成，由下至上为进气室、过滤吸收室、喷淋室、排放室,排放室顶部设置向外设置的净化气导出管，净化气导出管下方设置喷淋装置，喷淋装置下方设置过滤吸收室，过滤吸收室至少由两段过滤填料段组成，过滤填料段为聚丙烯材质，每两段过滤填料段之间设置积液滤液段，过滤吸收室下方设置进气室，进气室设置气体均布盘，尾气吸收塔还连接有投液循环系统，所述投液循环系统由投液池，回收管和投液管组成，投液池内设置搅拌桨，回收管连接投液池和尾气吸收塔的进气室，投液管连接尾气吸收塔的喷淋装置；

尾气吸收塔至少由石灰水喷淋吸收器、碱液喷淋吸收器、除臭喷淋吸收器组成，上述三者之间由导气管串联，所述石灰水喷淋吸收器、碱液喷淋吸收器、除臭喷淋吸收器的喷淋装置分别连接石灰水投液循环系统、碱液投液循环系统、除臭剂投液循环系统；

所述排放室顶部设置的净化气导出管，连接有引风机，引风机连接气泡排气装置；所述气泡排气装置呈L形状，由排气间、缓释间、释放气筒组成，所述排气间的入气侧设置空气压缩机，空气压缩器设置若干长短不一的空气引气管连接进入排气间，排气间底部接入若干净化气导出管，所述释放气筒的筒壁设置若干排气道和活动气塞，释放气筒顶部也设置引风机风管，引风机风管连接进入释放气筒内，排气间和缓释间填充有水，所述排气间底部覆盖有一层海绵层，导入排气间的净化气导出管长度不超过海绵层厚度。

作为优选所述冷却球室和球室有球道连接彼此同类型的球室，同类型的球室是连通的。

作为优选所述球室的冷却球室为与反应釜一体结构，导热球室为可拆卸结构，反应釜的釜体由内向外凸出形成若干导热球室安装槽，导热球室安装槽中央设置导热油接口，导热球室呈圆形或三角形或五菱形或六菱形，导热球室安装槽形状与其匹配，导热球室也设置导热球室导热油接口，导热球室导热油接口和导热油接口两者连接。

作为优选所述释放气筒材质为聚丙烯材质。

一种利用聚合氯化铝的生产装置回收处理铝灰安全高效生产聚合氯化铝的方法，在装置反应釜内投入2/3空间的15%~20%浓度盐酸，搅拌均匀，封闭反应釜，由反应釜的进料口加入铝灰每小时2~3吨，投放先快后慢节奏投放，反应釜搅拌器40~60转/分进行搅拌反应，反应釜反应温度90~95度以内，波美度30~32度，PH2.5~2.8,极限PH3.0，停止投料，封闭釜盖投料口，进行完全密封反应，控制温度在18~95度内，保持温度反应4~5小时；反应产生的混合废气由排气管导出，由尾气吸收塔接受先由石灰水喷淋吸收器用10%浓度石灰悬浊液、石灰乳进行喷淋处理，再经过碱液喷淋吸收器用碱液进行喷淋处理，最后到除臭喷淋吸收器喷淋除臭剂进行处理，使用3%浓度除臭剂，硫化氢还原剂，废气通过引风机或空气压缩机以气体流速12000立方米/小时~80立方米/小时，过滤填料段分三层，聚丙烯材质多面空心球，每段直径2~5米，高5~8米，每段过滤填料段中间设置厚度50公分的布水缓冲层，将喷淋液进行再均匀流放，废气最后到气泡排气装置，最后的混合气体由于其他气体都得到处理氢气的含量会越来越高，气泡排气装置内导入碱液或除臭液或硫化氢还原剂和水混合形成混合悬浊液，并由空气引气管导入的空气进行搅拌，使其始终保持悬浊液形态，混有高含量氢气的混合气体由净化气导出管在排气间底部导入排气间，与混合悬浊液进行反应进行最后的废气反应杂质处理，剩余的氢气和空气混合形成气泡向缓释间前进，以气泡形式由缓释间底部向上移动，一直到缓释间的悬浊液水面顶部，气泡浮在悬浊液表面不会马上破裂，根据积累度缓慢破裂，破裂后的空气和氢气混合气体通过释放气筒释放到环境中，引风机风管会继续释放空气降低氢气含量，而活动气塞会上下活动将混合气体喷压出释放气筒，喷压距离比普通方式释放要远很多，造成混合气体与环境空气混合的面积加大，上述方法使氢气含量始终控制在安全范围内；

聚合氯化铝半成品出料由析出管导出反应釜，进入初沉淀过滤池进行初次渣液分离得到初液，初液再进入压滤机机械过滤得到清液，清液导入产品陈化池成品池，进行陈化，陈化后得到最终产品。

本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：反应釜的球室设计能控制冷却和升温，并且采用热导油设计，在使用热导油长期使用漏油也是常见的缺点，块模化的导热球室设计能使我们非常方便的进入反应釜中进行检修，并且可以随时替换某1个模块化的导热球室，冷却球室分布均匀，能任意控制冷却球室内冷却液注液的位置、注入量的多少来控制任意位置的温度，来克服因为固体反应反应激烈的强度位置是随时变化和各个地方不一样的情况，所产生的温度高低也是各处随时变化的,本设计能随时控制反应釜任意地点的温度；

成品处理池的设计能有效防止成品液、半成品液发生其他反应造成质量下降；

在生产过程中能有效处理产生的废气，处理利用尾气吸收塔和气泡排气装置进行处理废气，在处理废气的过程中能有效的控制氢气的发散度，防止氢气量失控产生的爆炸事故；

尾气吸收塔能最大程度的节约成本，能分步处理混合废气中的，将处理完成度较高的废气最后排入除臭喷淋塔内进行处理，大量节约除臭剂，结构上很耐腐蚀，并且能反复回收各种喷淋液。

 附图说明

图1 为本发明的整体结构图。

图2 为反应釜结构图。

图3 为尾气吸收塔结构图。

图4 为投液循环系统结构图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：

如图1-4所示的一种聚合氯化铝的生产装置包括反应釜1、尾气吸收塔2、成品处理池3，其中：所述反应釜由釜身4和釜盖5以及进料口6和输出管7组成，釜身埋入地底内的保温层8中只留1/5~3/10釜身露出地面，釜身的保温层内紧贴釜身至少包裹有两片或若干条块状控温片9，所述块状控温片内设置有球室10，球室有导热球室11和冷却球室12两种，导热球室设置导热出入管，导热出入管连接导热油锅炉，所述球室至少1/2~3/5为冷却球室，冷却球室设置冷却液进出管，冷却液进出管连接水冷泵和液氮槽，釜身内的釜槽中设置析出管13和搅拌装置14，搅拌装置为两层桨叶结构，底部为Y字形的底层桨15，底层桨上方设置液体桨16，搅拌装置齐中贯穿反应釜从釜盖露出，釜盖上设置出品管17和搅拌电机，釜盖上设置有若干排气管18；

所述反应釜通过出品管连接成品处理池，所述成品处理池由初沉淀过滤池、产品陈化池、成品池组成，所述成品池池壁为花岗岩，所述初沉淀过滤池为红砖底铺设环氧沥青，所述产品陈化池池壁为环氧玻璃钢，且设置有钢制盖，成品池、初沉淀过滤池、产品陈化池彼此之间有输液管串联；

所述反应釜的排气管连接尾气吸收塔，尾气吸收塔为立直的圆筒状，内部中空，由塔体和塔体内部的由上至下分隔四个吸收室组成，由下至上为进气室20、过滤吸收室21、喷淋室22、排放室23,排放室顶部设置向外设置的净化气导出管24，净化气导出管下方设置喷淋装置25，喷淋装置下方设置过滤吸收室，过滤吸收室至少由两段过滤填料段26组成，过滤填料段为聚丙烯材质，每两段过滤填料段之间设置布水缓冲层27，过滤吸收室下方设置进气室，进气室设置气体均布盘28，尾气吸收塔还连接有投液循环系统29，所述投液循环系统由投液池30，回收管和投液管组成，投液池内设置搅拌桨，回收管连接投液池和尾气吸收塔的进气室，投液管连接尾气吸收塔的喷淋装置；

尾气吸收塔至少由石灰水喷淋吸收器31、碱液喷淋吸收器32、除臭喷淋吸收器33组成，上述三者之间由导气管串联，所述石灰水喷淋吸收器、碱液喷淋吸收器、除臭喷淋吸收器的喷淋装置分别连接石灰水投液循环系统、碱液投液循环系统、除臭剂投液循环系统；

所述排放室顶部设置的净化气导出管，连接有引风机34，引风机连接气泡排气装置35；所述气泡排气装置呈L形状，由排气间36、缓释间37、释放气筒38组成，所述排气间的入气侧设置空气压缩机39，空气压缩器设置若干长短不一的空气引气管40连接进入排气间，排气间底部接入若干净化气导出管，所述释放气筒的筒壁设置若干排气道41和活动气塞42，释放气筒顶部也设置引风机风管，引风机风管连接进入释放气筒内，排气间和缓释间填充有水，所述排气间底部覆盖有一层海绵层，导入排气间的净化气导出管长度不超过海绵层厚度。

作为优选所述冷却球室和球室有球道连接彼此同类型的球室，同类型的球室是连通的。

作为优选所述球室的冷却球室为与反应釜一体结构，导热球室为可拆卸结构，反应釜的釜体由内向外凸出形成若干导热球室安装槽，导热球室安装槽中央设置导热油接口，导热球室呈圆形或三角形或五菱形或六菱形，导热球室安装槽形状与其匹配，导热球室也设置导热球室导热油接口，导热球室导热油接口和导热油接口两者连接。

作为优选所述释放气筒材质为聚丙烯材质。

一种利用聚合氯化铝的生产装置回收处理铝灰安全高效生产聚合氯化铝的方法，在装置反应釜内投入2/3空间的15%~20%浓度盐酸，搅拌均匀，封闭反应釜，由反应釜的进料口加入铝灰每小时2~3吨，投放先快后慢节奏投放，反应釜搅拌器40~60转/分进行搅拌反应，反应釜反应温度90~95度以内，波美度30~32度，PH2.5~2.8,极限PH3.0，停止投料，封闭釜盖投料口，进行完全密封反应，控制温度在18~95度内，保持温度反应4~5小时；反应产生的混合废气由排气管导出，由尾气吸收塔接受先由石灰水喷淋吸收器用10%浓度石灰悬浊液、石灰乳进行喷淋处理，再经过碱液喷淋吸收器用碱液进行喷淋处理，最后到除臭喷淋吸收器喷淋除臭剂进行处理，使用3%浓度除臭剂，硫化氢还原剂，废气通过引风机或空气压缩机以气体流速12000立方米/小时~80立方米/小时，过滤填料段分三层，聚丙烯材质多面空心球，每段直径2~5米，高5~8米，每段过滤填料段中间设置厚度50公分的布水缓冲层，将喷淋液进行再均匀流放，废气最后到气泡排气装置，最后的混合气体由于其他气体都得到处理氢气的含量会越来越高，气泡排气装置内导入碱液或除臭液或硫化氢还原剂和水混合形成混合悬浊液，并由空气引气管导入的空气进行搅拌，使其始终保持悬浊液形态，混有高含量氢气的混合气体由净化气导出管在排气间底部导入排气间，与混合悬浊液进行反应进行最后的废气反应杂质处理，剩余的氢气和空气混合形成气泡向缓释间前进，以气泡形式由缓释间底部向上移动，一直到缓释间的悬浊液水面顶部，气泡浮在悬浊液表面不会马上破裂，根据积累度缓慢破裂，破裂后的空气和氢气混合气体通过释放气筒释放到环境中，引风机风管会继续释放空气降低氢气含量，而活动气塞会上下活动将混合气体喷压出释放气筒，喷压距离比普通方式释放要远很多，造成混合气体与环境空气混合的面积加大，上述方法使氢气含量始终控制在安全范围内；

聚合氯化铝半成品出料由析出管导出反应釜，进入初沉淀过滤池进行初次渣液分离得到初液，初液再进入压滤机机械过滤得到清液，清液导入产品陈化池成品池，进行陈化，陈化后得到最终产品。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种聚合氯化铝的生产装置包括反应釜（1）、尾气吸收塔（2）、成品处理池（3），其特征是：所述反应釜由釜身（4）和釜盖（5）以及进料口（6）和输出管（7）组成，釜身埋入地底内的保温层（8）中只留1/5~3/10釜身露出地面，釜身的保温层内紧贴釜身至少包裹有两片或若干条块状控温片（9），所述块状控温片内设置有球室（10），球室有导热球室（11）和冷却球室（12）两种，导热球室设置导热出入管，导热出入管连接导热油锅炉，所述球室至少1/2~3/5为冷却球室，冷却球室设置冷却液进出管，冷却液进出管连接水冷泵和液氮槽，釜身内的釜槽中设置析出管（13）和搅拌装置（14），搅拌装置为两层桨叶结构，底部为Y字形的底层桨（15），底层桨上方设置液体桨（16），搅拌装置齐中贯穿反应釜从釜盖露出，釜盖上设置出品管（17）和搅拌电机，釜盖上设置有若干排气管（18）；

所述反应釜通过出品管连接成品处理池，所述成品处理池由初沉淀过滤池、产品陈化池、成品池组成，所述成品池池壁为花岗岩，所述初沉淀过滤池为红砖底铺设环氧沥青，所述产品陈化池池壁为环氧玻璃钢，且设置有钢制盖，成品池、初沉淀过滤池、产品陈化池彼此之间有输液管串联；

所述反应釜的排气管连接尾气吸收塔，尾气吸收塔为立直的圆筒状，内部中空，由塔体和塔体内部的由上至下分隔四个吸收室组成，由下至上为进气室（20）、过滤吸收室（21）、喷淋室（22）、排放室（23）,排放室顶部设置向外设置的净化气导出管（24），净化气导出管下方设置喷淋装置（25），喷淋装置下方设置过滤吸收室，过滤吸收室至少由两段过滤填料段（26）组成，过滤填料段为聚丙烯材质，每两段过滤填料段之间设置布水缓冲层（27），过滤吸收室下方设置进气室，进气室设置气体均布盘（28），尾气吸收塔还连接有投液循环系统（29），所述投液循环系统由投液池（30），回收管和投液管组成，投液池内设置搅拌桨，回收管连接投液池和尾气吸收塔的进气室，投液管连接尾气吸收塔的喷淋装置；

尾气吸收塔至少由石灰水喷淋吸收器（31）、碱液喷淋吸收器（32）、除臭喷淋吸收器（33）组成，上述三者之间由导气管串联，所述石灰水喷淋吸收器、碱液喷淋吸收器、除臭喷淋吸收器的喷淋装置分别连接石灰水投液循环系统、碱液投液循环系统、除臭剂投液循环系统；

所述排放室顶部设置的净化气导出管，连接有引风机（34），引风机连接气泡排气装置（35）；所述气泡排气装置呈L形状，由排气间（36）、缓释间（37）、释放气筒（38）组成，所述排气间的入气侧设置空气压缩机（39），空气压缩器设置若干长短不一的空气引气管（40）连接进入排气间，排气间底部接入若干净化气导出管，所述释放气筒的筒壁设置若干排气道（41）和活动气塞（42），释放气筒顶部也设置引风机风管，引风机风管连接进入释放气筒内，排气间和缓释间填充有水。

2.根据权利要求1所述的一种聚合氯化铝的生产装置，其特征是：所述冷却球室和球室有球道连接彼此同类型的球室，同类型的球室是连通的。

3.根据权利要求1所述的一种聚合氯化铝的生产装置，其特征是：所述球室的冷却球室为与反应釜一体结构，导热球室为可拆卸结构，反应釜的釜体由内向外凸出形成若干导热球室安装槽，导热球室安装槽中央设置导热油接口，导热球室呈圆形或三角形或五菱形或六菱形，导热球室安装槽形状与其匹配，导热球室也设置导热球室导热油接口，导热球室导热油接口和导热油接口两者连接。

4.根据权利要求1所述的一种聚合氯化铝的生产装置，其特征是：所述释放气筒材质为聚丙烯材质。

5.根据权利要求1所述的一种聚合氯化铝的生产装置，其特征是：所述排气间底部覆盖有一层海绵层，导入排气间的净化气导出管长度不超过海绵层厚度。

6.一种利用聚合氯化铝的生产装置回收处理铝灰安全高效生产聚合氯化铝的方法，在装置反应釜内投入2/3空间的15%~20%浓度盐酸，搅拌均匀，封闭反应釜，由反应釜的进料口加入铝灰每小时2~3吨，投放先快后慢节奏投放，反应釜搅拌器40~60转/分进行搅拌反应，反应釜反应温度90~95度以内，波美度30~32度，PH2.5~2.8,极限PH3.0，停止投料，封闭釜盖投料口，进行完全密封反应，控制温度在18~95度内，保持温度反应4~5小时；反应产生的混合废气由排气管导出，由尾气吸收塔接受先由石灰水喷淋吸收器用10%浓度石灰悬浊液、石灰乳进行喷淋处理，再经过碱液喷淋吸收器用碱液进行喷淋处理，最后到除臭喷淋吸收器喷淋除臭剂进行处理，使用3%浓度除臭剂，硫化氢还原剂，废气通过引风机或空气压缩机以气体流速12000立方米/小时~80立方米/小时，过滤填料段分三层，聚丙烯材质多面空心球，每段直径2~5米，高5~8米，每段过滤填料段中间设置厚度50公分的布水缓冲层，将喷淋液进行再均匀流放，废气最后到气泡排气装置，最后的混合气体由于其他气体都得到处理氢气的含量会越来越高，气泡排气装置内导入碱液或除臭液或硫化氢还原剂和水混合形成混合悬浊液，并由空气引气管导入的空气进行搅拌，使其始终保持悬浊液形态，混有高含量氢气的混合气体由净化气导出管在排气间底部导入排气间，与混合悬浊液进行反应进行最后的废气反应杂质处理，剩余的氢气和空气混合形成气泡向缓释间前进，以气泡形式由缓释间底部向上移动，一直到缓释间的悬浊液水面顶部，气泡浮在悬浊液表面不会马上破裂，根据积累度缓慢破裂，破裂后的空气和氢气混合气体通过释放气筒释放到环境中，引风机风管会继续释放空气降低氢气含量，而活动气塞会上下活动将混合气体喷压出释放气筒，喷压距离比普通方式释放要远很多，造成混合气体与环境空气混合的面积加大，上述方法使氢气含量始终控制在安全范围内；

聚合氯化铝半成品出料由析出管导出反应釜，进入初沉淀过滤池进行初次渣液分离得到初液，初液再进入压滤机机械过滤得到清液，清液导入产品陈化池成品池，进行陈化，陈化后得到最终产品。