CN105692718B - 一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法 - Google Patents

一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，通过单釜多桨反应装置进行，该装置包含：反应釜外壳、中心反应部、反应部一、反应部二及若干搅拌桨，该方法包含：步骤1，制备聚合硫酸铁和聚合氯化铁的混合物，记为第一半成品；步骤2，制备硫酸铝、聚氯化铝的混合物，记为第二半成品；步骤3，将上述第一半成品与第二半成品加入到反应部一中充分混合；步骤4，向反应部一中加入碱性物料进行聚合反应；步骤5，开启中心反应部的搅拌桨，从中心反应部抽取产物，进行过滤，得到液体聚硫氯化铝铁。本发明提供的方法生产流程短，设备投资小，产品质量稳定、优异，可用于连续自动化制备液体聚硫氯化铝铁，自动化控制程度高，符合行业的发展方向。

Description

一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法
技术领域
本发明涉及一种化工产品的生产工艺，具体来说，涉及一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法。
背景技术
铝盐的优点是可以提高聚合度，形成氢氧化铝胶体快，但絮体上来看铁分子量大，形成的更密实，更便于下沉；但铁离子又容易使出水色度变高。硫酸根比氯根分子量大，重，但氯根分子半径小，虽然比硫酸根轻，但容易形成聚合体。液体聚硫氯化铝铁集聚了他们的优点。
液体聚硫氯化铝铁的结构通式为[AlnFe(2-n)(OH)m(SO4)xCl(6-m-x)]，式中：n≤2，m≤5，m＋x≤6。其是在对聚氯化铝、聚氯化铁、氯化铁、硫酸铝、聚硫酸铝、聚硫酸铁等铝盐和铁盐的混凝剂水解和混凝机理的深入研究而得的。它是一种新型的水处理产品，集无机高分子聚氯化铝、聚氯化铁、氯化铁、硫酸铝、聚硫酸铝、聚硫酸铁的优点，对铝离子和铁离子的形态都有明显的改善，混凝效果除表现为剩余浊度、色度降低外，还具有絮体形成快、吸附性能高，泥渣过滤脱水性能好等特点。
现有技术中，液体聚硫氯化铝铁的生产过程是间断式的，生产效率不高。随着人力成本的不断提高，控制生产成本，提高劳动生产率，生产工艺采用自动化控制已是大势所趋。随着科学技术的迅猛发展，生产自动化已在各行各业得到快速普及，液体聚硫氯化铝铁的生产过程控制实施自动化的研究就显得尤为必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产工艺，能自动化控制连续制备液体聚硫氯化铝铁。
为达到上述目的，本发明提供了一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，该方法是通过单釜多桨反应装置进行，该单釜多桨反应装置包含：反应釜外壳、中心反应部、反应部一、反应部二及分别设置在中心反应部、反应部一、反应部二中的若干搅拌桨，其中，中心反应部经围板限定设置在反应釜中心处，反应部一和反应部二经设置在围板与反应釜外壳之间的第一隔板与第二隔板限定分隔，该第二隔板设置有开孔，以使得反应部一与反应部二能流通；中心反应部与反应部二之间的围板设置开孔，以使得反应部二与中心反应部能流通；所述的方法包含以下具体步骤：
步骤1，将硫酸亚铁与水、盐酸搅拌至硫酸亚铁基本溶解，缓慢均匀加入氧化剂，进行聚合反应，得到聚合硫酸铁和聚合氯化铁的混合物，记为第一半成品；
步骤2，将氢氧化铝与水、盐酸、硫酸反应得到硫酸铝、聚氯化铝的混合物，记为第二半成品；
步骤3，将上述第一半成品与第二半成品加入到单釜多桨反应装置的反应部一中充分混合；
步骤4，向反应部一中加入碱性物料进行聚合反应；
步骤5，开启中心反应部的搅拌桨，从中心反应部抽取产物，进行过滤，得到液体聚硫氯化铝铁。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，所述的氧化剂选择氯酸钠或氧气。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，所述的反应部一包含若干由第三隔板间隔的反应区，该每个反应区设置有独立的搅拌桨，该第三隔板上均设置有溢流孔，使得反应部一内的各反应区能流通。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，所述第三隔板上的溢流孔设置在第三隔板的上部。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，步骤3中，第一半成品与第二半成品的加入点为紧邻第一隔板的反应区；步骤4中，碱性物料的加入点为紧邻第二隔板的反应区。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，所述第二隔板的开孔设置在下部; 所述的中心反应部与反应部二之间的围板的开孔设置在下部。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，所述的反应部二包含若干由第四隔板间隔的反应区，该每个反应区设置有独立的搅拌桨，该第四隔板上均设置有溢流孔，使得反应部二内的各反应区能流通; 其中，所述第四隔板上的溢流孔设置在第四隔板的下部。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，步骤4中，所述的碱性物料选择铝酸钙或铝酸钠。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，步骤4中，聚合反应完成后还加入调节水。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，步骤5中，过滤工艺还包含对不溶物进行洗涤，该洗涤产生的洗涤水用作步骤4的调节水。
上述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其中，所述的步骤3-5是连续不间断进行的，在步骤5进行过滤操做时，步骤3-4同时也在操作中。
本发明提供的方法生产流程短，设备投资小，产品质量稳定、优异，可用于连续自动化制备液体聚硫氯化铝铁，自动化控制程度高，综合经济指标好，符合行业的发展方向。
附图说明
图1是本发明的一种单釜多桨反应装置的结构示意图。
图2为本发明的一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。
如图1所示为本发明采用的单釜多桨反应装置的结构示意图，该反应装置包含：
反应釜外壳10；
中心反应部20，其位于反应釜中心， 通过围板21限定；及
通过第一隔板31与第二隔板32限定的反应部一30和反应部二40，该第一隔板31、第二隔板32均设置在围板21与反应釜外壳10之间；
其中，该第一隔板31使得反应部一30与反应部二40完全隔绝，由于反应部二中反应已完成，为了避免溢流至第一反应区；该第二隔板32设置开孔，使得反应部一30与反应部二40能流通，优选地，所述第二隔板的开孔设置在下部；中心反应部20与反应部二40之间的围板设置开孔，使得反应部二40与中心反应部20能流通，优选地，所述的中心反应部20与反应部二40之间的围板的开孔设置在下部；所述的中心反应部20、反应部一30、反应部二40均设置有搅拌桨50。
所述的反应部一30包含若干由第三隔板33间隔的反应区，该每个反应区设置有独立的搅拌桨，该第三隔板33上均设置有溢流孔，使得反应部一30内的各反应区能流通，优选地，所述第三隔板33上的溢流孔设置在第三隔板33的上部。
所述的围板21可以为方形或圆形，优选地，该围板21为圆筒状。
本发明设置第二隔板32、第三隔板33的目的是为了不让物料快速的进入下一反应区，以确保反应时间。
在一些较优的实施例中，所述的反应部二40包含若干由第四隔板（图中未示）间隔的反应区，该每个反应区设置有独立的搅拌桨，该第四隔板上均设置有溢流孔，使得反应部二40内的各反应区能流通；优选地，所述第四隔板上的溢流孔设置在第四隔板的下部。
如图2所示为本发明的工艺流程图：
S1（步骤1），将硫酸亚铁与水、盐酸搅拌至硫酸亚铁基本溶解，缓慢均匀加入氧化剂，进行聚合反应，得到聚合硫酸铁和聚合氯化铁的混合物，记为第一半成品；
S2（步骤2），将氢氧化铝与水、盐酸、硫酸反应得到硫酸铝、聚氯化铝的混合物，记为第二半成品；
S3（步骤3），向单釜多桨反应装置的反应部一30中紧邻第一隔板31的反应区中加入上述第一半成品与第二半成品，充分混合；
S4（步骤4），向反应部一30中紧邻第二隔板32的反应区中加入碱性物料进行聚合反应；优选地，还可在聚合反应完成后还加入调节水（该调节水可为自来水或中水），以调整物料的温度和浓度；
S5（步骤5），开启中心反应部20的搅拌桨，从中心反应部抽取产物，进行过滤，得到液体聚硫氯化铝铁。
在一些较优的实施例中，上述的过滤工艺还包含对不溶物进行洗涤，该洗涤产生的洗涤水用于步骤4的调节水。
实施例
将分别制备的第一半成品、第二半成品经计量泵均匀连续不间断的加入到单釜多桨反应装置的第一个反应区（反应部一30中紧邻第一隔板31的反应区）内，进行搅拌，停留一定时间从上部的溢流孔溢流进入下一反应区，继续搅拌停留一定时间从上部的溢流孔溢流进入下一反应区，直至充分混合均匀后，向反应部一30中紧邻第二隔板32的反应区加入碱性物料（选择铝酸钙或铝酸钠）进行聚合反应，然后，从下部的溢流孔溢流进入中心反应部20。反应完成后的中心反应部的物料经可电脑控制的压力泵连续不断的进行液固分离（即过滤），当接近压满时，切换至下一过滤装置，母液即为产品液体聚硫氯化铝铁，从而实现液体聚硫氯化铝铁的连续不间断地生产。
在一些较优的实施例中，上述聚合反应后还加入水，根据物料温度和浓度确定加入水量的多少。
在一些较优的实施例中，本发明采用的单釜多桨反应装置还连接有PLC自动化控制模块，用于：1）监控各反应区的反应温度，并电脑控制调节水的加入量；2）监控检测过滤处母液的酸碱度和氧化铝含量，电脑控制调节氢氧化铝和总水的加入量；3）监控过滤泵取液处液位，通过设置液位的波动调节过滤泵的流量，直至压满自动切换至下一过滤装置。
本发明采用单釜多桨反应装置，在同一个反应釜中安装多台搅拌器，形成多个反应区，达到自动化生产的目的——在第一反应区连续不停的均匀加入原材料，每个反应区之间有隔板，第一反应区与最后反应区之间的隔板不连通，使物料经过多个反应区后，反应完成度接近100%。该单釜多桨反应装置用于连续制备液体聚硫氯化铝铁，比使用多台单个反应釜串联要好，一是便于热量集中，达到不需加热，耗能少；二是便于尾气吸收处理；三是占地少。
本发明的生产方法生产自动化控制程度高，产品质量稳定，易于控制。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，该方法是通过单釜多桨反应装置进行，该单釜多桨反应装置包含：反应釜外壳(10)、中心反应部(20)、反应部一(30)、反应部二(40)及分别设置在中心反应部(20)、反应部一(30)、反应部二(40)中的若干搅拌桨(50)，其中，中心反应部(20)经围板(21)限定设置在反应釜中心处，反应部一(30)和反应部二(40)通过设置在围板(21)与反应釜外壳(10)之间的第一隔板(31)与第二隔板(32)限定分隔，该第二隔板(32)设置有开孔，以使得反应部一(30)与反应部二(40)能流通；中心反应部(20)与反应部二(40)之间的围板(21)设置开孔，以使得反应部二(40)与中心反应部(20)能流通；该方法包含以下步骤：
步骤1，将硫酸亚铁与水、盐酸搅拌至硫酸亚铁溶解，缓慢均匀加入氧化剂，进行聚合反应，得到聚合硫酸铁和聚合氯化铁的混合物，记为第一半成品；
步骤2，将氢氧化铝与水、盐酸、硫酸反应得到硫酸铝、聚氯化铝的混合物，记为第二半成品；
步骤3，将上述第一半成品与第二半成品加入到单釜多桨反应装置的反应部一(30)中充分混合；
步骤4，向反应部一(30)中加入碱性物料进行聚合反应；
步骤5，开启中心反应部(20)的搅拌桨，从中心反应部(20)抽取产物，进行过滤，得到液体聚硫氯化铝铁；
其中，所述的反应部一(30)包含若干由第三隔板(33)间隔的反应区，该每个反应区设置有独立的搅拌桨(50)，该第三隔板(33)的上部均设置有溢流孔，使得反应部一(30)内的各反应区能流通；
所述的反应部二(40)包含若干由第四隔板间隔的反应区，该每个反应区设置有独立的搅拌桨，该第四隔板的下部均设置有溢流孔，使得反应部二(40)内的各反应区能流通。
2.如权利要求1所述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，所述的氧化剂选择氯酸钠或氧气。
3.如权利要求1所述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，步骤3中，第一半成品与第二半成品的加入点为紧邻第一隔板(31)的反应区；步骤4中，碱性物料的加入点为紧邻第二隔板(32)的反应区。
4.如权利要求1所述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，所述第二隔板(32)的开孔设置在下部；所述的中心反应部(20)与反应部二(40)之间的围板的开孔设置在下部。
5.如权利要求1所述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，步骤4中，所述的碱性物料选择铝酸钙或铝酸钠。
6.如权利要求1所述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，步骤4中，聚合反应完成后还加入调节水。
7.如权利要求6所述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，步骤5中，过滤工艺还包含对不溶物进行洗涤，该洗涤产生的洗涤水用作步骤4的调节水。
8.如权利要求1所述的液体聚硫氯化铝铁的自动化生产方法，其特征在于，所述的步骤3-5是连续不间断进行的，在步骤5进行过滤操做时，步骤3-4同时也在操作中。
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