CN204454618U - 聚氯化铝生产反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚氯化铝生产反应装置，包括一步反应系统和二步反应系统；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、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。本实用新型的聚氯化铝生产反应装置，通过混凝沉淀、压滤分离反应中产生的不溶物，不仅能够有效控制和降低反应液中的不溶物含量，提高液体聚氯化铝的产量和质量，而且压滤更加充分、效率更高。

Description

聚氯化铝生产反应装置

技术领域

本实用新型属于聚氯化铝生产技术领域，涉及一种聚氯化铝生产反应装置。

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)_nCL_6-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。

1. 金属铝法：采用金属铝法合成聚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。

2. 氢氧化铝法

氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。

3. 三氧化二铝法

含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚氯化铝。

4. 氯化铝法

采用氯化铝粉为原料加工聚氯化铝，这种方法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化，干燥制得。

目前已建成的液体聚氯化铝反应装置，多数为铝矾土和铝酸钙两步法反应生成液体聚氯化铝的装置，其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，导致最终的聚氯化铝产品中不溶物严重超标。因此，必须对现有液体聚氯化铝反应装置进行改进，以有效控制和降低反应液中的不溶物含量，提高液体聚氯化铝的产量和质量。

压滤机为一种利用过滤介质对对象施加一定的压力并使得液体渗析出来的一种机械设备。压滤机通过进料泵的压力将过滤物料注入滤室，过滤物料由止推板端面的进料孔进入滤板，再由滤板中心孔使过滤物料分布到所有的滤室，经滤室的过滤介质使固液分离后，达到过滤的目的。现有的压滤机一般仅采用调整进料压力来作为压滤的压力源，虽然能够满足使用要求，但是，随着压滤设备的发展，压滤机的过滤面积不断加大，滤板的数量也不断增多，使得压滤机的长度不断加长，若仅仅采用加大进料泵的进料压力来提供压滤压力，则会导致滤饼长时间不能压滤完成，降低了生产效率。

另外，由于压滤机的长度不断加长，当压滤完成后，无法确保所有的滤室均能够打开，导致滤渣不能顺利排除，需要采用人工操作逐一将未打开的滤室开启后再清除滤渣，不仅浪费人力，而且降低了生产效率。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种聚氯化铝生产反应装置，不仅能够有效控制和降低反应液中的不溶物含量，提高液体聚氯化铝的产量和质量，而且压滤更加充分、效率更高。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种聚氯化铝生产反应装置，包括一步反应系统和二步反应系统；

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、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压滤机的入口连通，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；

所述压滤机包括机架、压紧板和止推板，所述压紧板和止推板之间设有压滤单元，所述机架上设有用于推动所述压紧板移动的液压缸，且所述止推板上设有物料进入孔，所述压滤单元包括压滤板，所述压滤板的一端端面上设有内凹的内凹槽Ⅰ，另一端面上设有安装槽，所述安装槽内与其滑动配合安装有压滤滑板，所述压滤板和压滤滑板的中心对应设有进料孔，设置在所述压滤板和压滤滑板上的进料孔上套装设有进料管，所述进料管与设置在所述压滤滑板上的进料孔滑动配合，所述压滤板的两端端面上分别设有滤布，所述进料管的两端端口分别延伸伸出所述滤布外，所述压滤板上还设有用于驱动所述压滤滑板滑动的驱动机构。

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，所述反应池上设有废气排放口和蒸汽接口，所述反应池中转池上设有废气排放口，所述压滤机上方设有集气罩，所述调质池上设有废气排放口和蒸汽接口。

进一步，所述驱动机构包括分别设置在所述压滤板上下两侧或左右两侧的驱动单元，所述驱动单元包括设置在所述压滤板上的安装架，所述安装架上设有驱动液压缸，所述驱动液压缸的活塞杆上设有用于驱动所述压滤滑板移动的楔块，所述压滤滑板与所述安装槽的槽底之间设有与所述楔块配合的间隙，所述安装槽的侧壁上设有用于所述楔块通过的通孔。

进一步，所述楔块的截面呈直角三角形，且楔块的斜边朝向所述压滤滑板的一侧。

进一步，所述安装槽的内壁上间隔地设有滑槽，所述压滤滑板上设有与所述滑槽配合的滑块，所述安装槽的槽口处设有用于防止所述压滤滑板滑出所述安装槽外的限位结构。

进一步，所述机架上设有用于所述压滤单元移动导向的横梁；所述压滤滑板面向所述安装槽槽口一端的端面上设有内凹槽Ⅱ。

进一步，相邻两个所述压滤板的外壁之间、以及最靠近所述压紧板的所述压滤板与所述压紧板的外壁之间均设有连杆机构，所述连杆机构包括四根双铰连杆，四根所述双铰连杆两两铰接连接在一起并组成菱形结构，所述菱形结构的其中两个相对的顶点分别铰接连接在相邻的两个所述压滤板上或所述压紧板和最靠近所述压紧板的所述压滤板上。

本实用新型的有益效果在于：

1）本实用新型在一步反应系统中设置了反应池中转池、絮凝剂配制罐和压滤机等装置，在这些装置中通过混凝沉淀、压滤分离酸溶反应中产生的不溶物，有效控制和降低了一步液中的不溶物含量；

2）本实用新型在二步反应系统中设置了分离池、分离渣储装池和絮凝剂配制罐等装置，在这些装置中通过混凝沉淀、沉降进一步分离不溶物，有效控制和降低了反应液中的不溶物含量，提高了液体聚氯化铝的产量和质量；

3）通过在压滤机的压滤板上设置安装槽，并在安装槽内设置压滤滑板，使用时，首先利用液压缸驱动压紧板移动将所有压滤单元压紧固定，相邻两个压滤板之间构成滤室，然后利用进料泵将压滤物料注入到滤室内，压滤物料会驱动压滤滑板与安装槽的槽底贴紧在一起，当滤饼注满滤室后加压，同时启动驱动机构驱动压滤滑板朝向安装槽的槽口移动挤压滤室，即滤饼同时受到进料泵的压力作用和压滤滑板的挤压作用，能够更快地、更彻底地将其含有的液体过滤掉，并能够提高压力效率。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型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为压滤机的结构示意图；

图4为压滤单元的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为图4的A详图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

本实用新型聚氯化铝生产反应装置，包括一步反应系统和二步反应系统。

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、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与压滤机14的入口连通，压滤机14的液体出口与一步液池15连通；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。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。

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；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。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。

本实施例中，所述反应池11上设有废气排放口17和蒸汽接口18，所述反应池中转池12上设有废气排放口19，所述压滤机14上方设有集气罩10，所述调质池21上设有废气排放口201和蒸汽接口202；将反应过程中产生的含酸废气统一收集至尾气吸收塔进行吸收处理。

本实施例的压滤机包括机架101、压紧板102和止推板103，压紧板102和止推板103之间设有压滤单元，机架101上设有用于推动压紧板102移动的液压缸104，物料进入孔105设置在止推板103上。优选的，机架101上设有用于压滤单元移动导向的横梁106，使得压滤单元能够平稳的移动，且所有压滤单元能够对齐。压滤单元包括压滤板107，压滤板107的一端端面上设有内凹的内凹槽Ⅰ108，方便形成滤室，压滤板107的另一端面上设有安装槽109，本实施例的安装槽109的深度大于等于压滤板107厚度的一半。安装槽109内与其滑动配合安装有压滤滑板110，压滤板107和压滤滑板110的中心对应设有进料孔111，进料孔111周围设有出液口111a，设置在压滤板107和压滤滑板110上的进料孔上套装设有进料管112，进料管112与设置在压滤滑板110上的进料孔111滑动配合，压滤板107的两端端面上分别设有滤布113，进料管112的两端端口分别延伸伸出滤布113外，压滤板107上还设有用于驱动压滤滑板110滑动的驱动机构。本实施例的压滤滑板110面向安装槽109槽口一端的端面上设有内凹槽Ⅱ114，便于滤室的形成。

进一步，驱动机构包括分别设置在压滤板107上下两侧或左右两侧的驱动单元，本实施例的驱动单元设置在压滤板107的上下两侧，能够驱动压滤滑板110平稳移动。驱动单元包括设置在压滤板上的安装架115，安装架115上设有驱动液压缸116，驱动液压缸116的活塞杆上设有用于驱动压滤滑板110移动的楔块117，压滤滑板110与安装槽109的槽底之间设有与楔块117配合的间隙118，安装槽109的侧壁上设有用于楔块117通过的通孔119。本实施例的楔块117的截面呈直角三角形，且楔块117的斜边朝向压滤滑板的一侧，楔块117的其中一条直角边与驱动液压缸116的活塞杆固定连接。

进一步，安装槽109的内壁上间隔地设有滑槽120，压滤滑板110上设有与滑槽120配合的滑块121，安装槽109的槽口处设有用于防止压滤滑板110滑出安装槽109外的限位结构，本实施例的限位结构为设置在安装槽109槽口处的限位块122。采用该结构的压滤单元，可使压滤滑板110在压滤板107内的移动更加平稳。

进一步，相邻两个压滤板107的外壁之间、以及最靠近压紧板102的压滤板107与压紧板102的外壁之间均设有连杆机构，连杆机构包括四根双铰连杆123，四根双铰连杆123两两铰接连接在一起并组成菱形结构，菱形结构的其中两个相对的顶点分别铰接连接在相邻的两个压滤板107上或压紧板102和最靠近压紧板102的压滤板107上。通过设置连杆机构，当液压缸104驱动压紧板102移动时，在连杆机构的作用下，所有压滤板107均能够被驱动沿着横梁106滑动，即能够方便地实现滤室的开启和闭合。

本实用新型在一步反应系统中设置了反应池中转池、絮凝剂配制罐和压滤机等装置，在这些装置中通过混凝沉淀、压滤分离酸溶反应中产生的不溶物，有效控制和降低了一步液中的不溶物含量；在二步反应系统中设置了分离池、分离渣储装池和絮凝剂配制罐等装置，在这些装置中通过混凝沉淀、沉降进一步分离不溶物，有效控制和降低了反应液中的不溶物含量，提高了液体聚氯化铝的产量和质量。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种聚氯化铝生产反应装置，其特征在于：包括一步反应系统和二步反应系统；

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、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压滤机的入口连通，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；

所述压滤机包括机架、压紧板和止推板，所述压紧板和止推板之间设有压滤单元，所述机架上设有用于推动所述压紧板移动的液压缸，且所述止推板上设有物料进入孔，所述压滤单元包括压滤板，所述压滤板的一端端面上设有内凹的内凹槽Ⅰ，另一端面上设有安装槽，所述安装槽内与其滑动配合安装有压滤滑板，所述压滤板和压滤滑板的中心对应设有进料孔，设置在所述压滤板和压滤滑板上的进料孔上套装设有进料管，所述进料管与设置在所述压滤滑板上的进料孔滑动配合，所述压滤板的两端端面上分别设有滤布，所述进料管的两端端口分别延伸伸出所述滤布外，所述压滤板上还设有用于驱动所述压滤滑板滑动的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的聚氯化铝生产反应装置，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所述的聚氯化铝生产反应装置，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所述的聚氯化铝生产反应装置，其特征在于：所述反应池上设有废气排放口和蒸汽接口，所述反应池中转池上设有废气排放口，所述压滤机上方设有集气罩，所述调质池上设有废气排放口和蒸汽接口。

5.根据权利要求1-4任一项所述的聚氯化铝生产反应装置，其特征在于：所述驱动机构包括分别设置在所述压滤板上下两侧或左右两侧的驱动单元，所述驱动单元包括设置在所述压滤板上的安装架，所述安装架上设有驱动液压缸，所述驱动液压缸的活塞杆上设有用于驱动所述压滤滑板移动的楔块，所述压滤滑板与所述安装槽的槽底之间设有与所述楔块配合的间隙，所述安装槽的侧壁上设有用于所述楔块通过的通孔。

6.根据权利要求5所述的聚氯化铝生产反应装置，其特征在于：所述楔块的截面呈直角三角形，且楔块的斜边朝向所述压滤滑板的一侧。

7.根据权利要求1所述的聚氯化铝生产反应装置，其特征在于：所述安装槽的内壁上间隔地设有滑槽，所述压滤滑板上设有与所述滑槽配合的滑块，所述安装槽的槽口处设有用于防止所述压滤滑板滑出所述安装槽外的限位结构。

8.根据权利要求1所述的聚氯化铝生产反应装置，其特征在于：所述机架上设有用于所述压滤单元移动导向的横梁；所述压滤滑板面向所述安装槽槽口一端的端面上设有内凹槽Ⅱ。

9.根据权利要求1所述的聚氯化铝生产反应装置，其特征在于：相邻两个所述压滤板的外壁之间、以及最靠近所述压紧板的所述压滤板与所述压紧板的外壁之间均设有连杆机构，所述连杆机构包括四根双铰连杆，四根所述双铰连杆两两铰接连接在一起并组成菱形结构，所述菱形结构的其中两个相对的顶点分别铰接连接在相邻的两个所述压滤板上或所述压紧板和最靠近所述压紧板的所述压滤板上。