CN218689366U - 铝灰渣湿法处理的反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝灰渣湿法处理的反应系统，包括至少一个反应釜、第一储藏罐、第二储藏罐、第三储藏罐，所述反应釜上设有冷却装置和第一加热装置，所述冷却装置与所述第一储藏罐相连，所述第一加热装置与所述第二储藏罐和第三储藏罐相连，所述第二储藏罐和第三储藏罐相连，且所述第一储藏罐内温度＜第二储藏罐内温度＜第三储藏罐内温度。本实用新型提供的反应系统能够充分利用铝灰渣水解反应产生的热能，降低能源消耗。

Description

铝灰渣湿法处理的反应系统

技术领域

本实用新型涉及铝灰渣湿法处理技术领域，尤其涉及一种铝灰渣湿法处理的反应系统。

背景技术

铝灰产生于所有的熔融铝的工序，主要包括：原铝生产(电解铝)、铝合金生产、废铝回收再生及铝灰处理过程。通常，按照铝灰中金属铝含量的不同，可分为一次铝灰和二次铝灰。从熔炼炉内扒出的铝渣称为一次铝灰，外观上呈现灰白色，主要是由金属铝和铝氧化物组成的混合物，也称之为“白铝灰”；二次铝灰是一次铝灰提取金属铝后的废弃物，主要成分为氧化铝、氮化铝、金属铝、盐类以及其它组分，因其固结成块状，也称之为“盐饼”。铝灰成分因产生环节及工艺的不同，具有较明显的差异，主要物相为氧化铝、金属铝、镁铝尖晶石、方镁石、石英、氮化铝、碳化铝及盐溶剂等。

回收铝灰中金属铝及其化合物的方式主要分为火法和湿法。火法是利用铝灰自身含有热量和外加热源使铝灰处于高于金属铝熔点的高温环境中，促使熔融态的金属铝与铝灰中其他固态杂质得以分离。该法一般需要对铝灰进行粉碎和筛选的预处理，且对铝灰中金属铝质量分数要求达到50％以上，回收过程需要添加还原剂和相对高温导致经济成本较高。湿法是将铝灰与液态介质混合，发生化学反应或有机溶剂萃取等过程对金属铝及其化合物进行提取，产物为氧化铝和滤渣。火法通常只能回收铝灰中的金属铝，湿法通过与铝灰中金属铝、氧化铝、碳化铝和氮化铝等物质发生化学反应，回收铝灰中金属铝和铝的化合物。

湿法中最常使用的是水解法，采用纯水或稀酸稀碱与铝灰进行反应，处理铝灰量大，能迅速将铝灰从危险固体废弃物处理为一般固体废弃物。水解过程中会发生一系列的放热反应，可将常温水加热至沸腾，但目前的处理工艺对水解法处理铝灰渣放出的热量没有充分利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种铝灰渣湿法处理的反应系统，其能够充分利用铝灰渣水解反应产生的热能，降低处理能耗。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种铝灰渣湿法处理的反应系统，包括至少一个反应釜、第一储藏罐、第二储藏罐、第三储藏罐，所述反应釜上设有冷却装置和第一加热装置，所述冷却装置与所述第一储藏罐相连，所述第一加热装置与所述第二储藏罐和第三储藏罐相连，所述第二储藏罐和第三储藏罐相连，且所述第一储藏罐内温度＜第二储藏罐内温度＜第三储藏罐内温度。

在一种实施方式中，所述冷却装置包括设于所述反应釜内的内盘管和与所述内盘管相连的冷却源。

在一种实施方式中，所述内盘管与所述第一储藏罐相连。

在一种实施方式中，所述内盘管包括第一进口和第一出口，所述第一进口与所述冷却源相连，所述冷却源由所述第一进口流入所述内盘管，再由所述第一出口流出所述内盘管。

在一种实施方式中，所述冷却源为水。

在一种实施方式中，所述第一加热装置包括设于所述反应釜外的夹套和与所述夹套相连的加热源，所述夹套包裹在所述反应釜的外壁上。

在一种实施方式中，所述夹套与所述第二储藏罐和第三储藏罐相连。

在一种实施方式中，所述加热源储藏于所述第三储藏罐内，所述夹套包括第二进口和第二出口，所述第二进口与所述第三储藏罐相连，所述第二出口与第二储藏罐相连。

在一种实施方式中，所述第二储藏罐和第三储藏罐之间设有第二加热装置，所述第二储藏罐、第二加热装置和第三储藏罐依次相连。

在一种实施方式中，所述加热源为导热油。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型提供的一种铝灰渣湿法处理的反应系统，其通过特定结构的反应釜和与所述反应釜相连的第一储藏罐、第二储藏罐、第三储藏罐，将铝灰渣水解反应时放出的热量充分循环利用，同时保持水解反应的温度维持在较高温度，加速水解反应速度。

附图说明

图1为本实用新型所述的铝灰渣湿法处理的反应系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步地详细描述。

湿法中最常使用的是水解法，采用纯水或稀酸稀碱与铝灰进行反应，处理铝灰量大，能迅速将铝灰从危险固体废弃物处理为一般固体废弃物。水解过程中会发生一系列的放热反应，可将常温水加热至沸腾，但目前的处理工艺对水解法处理铝灰渣放出的热量没有充分利用。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种铝灰渣湿法处理的反应系统，如图1所示，包括至少一个反应釜1、第一储藏罐2、第二储藏罐3、第三储藏罐4，所述反应釜1上设有冷却装置11和第一加热装置12，所述冷却装置11与所述第一储藏罐2相连，所述第一加热装置12与所述第二储藏罐3和第三储藏罐4相连，所述第二储藏罐3和第三储藏罐4相连，且所述第一储藏罐2内温度＜第二储藏罐内3液体的温度＜第三储藏罐4内温度。

具体地，在铝灰渣湿法处理过程中，在水解反应开始一段时间后，反应釜1内不断进行放热反应，反应釜1内温度不断上升，但是并不是反应釜1内温度越高水解反应进行越充分。为了将放热反应产生的热量回收利用，同时将水解反应速度控制在合理范围内。本实用新型对所述反应釜1内的多余热量进行回收利用，并且在所述反应釜1内的温度开始降低时及时补充额外热能。

在一种实施方式中，所述冷却装置11包括设于所述反应釜内的内盘管和与所述内盘管相连的冷却源5；所述第一加热装置12包括设于所述反应釜外的夹套和与所述夹套相连的加热源，所述夹套包裹在所述反应釜的外壁上。

在此实施方式中，所述内盘管与所述第一储藏罐2相连。进一步地，所述内盘管包括第一进口和第一出口，所述第一进口与所述冷却源5相连，所述冷却源5由所述第一进口流入所述内盘管，再由所述第一出口流出所述内盘管。在一种实施方式中，所述冷却源5为水。本实施方式中，在所述反应釜1内部设有内盘管，并通过向所述内盘管内通入冷却水，以实现对反应釜1进行降温处理，同时所述冷却水在所述内盘管内进行热交换，带走多余热量的同时得到了加热水，实现了热量回收利用。所述第一储藏罐2内收集到的经过热交换后的冷却水能够作为补充水源应用于铝灰渣的水解反应中，加快水解反应的进行。

进一步地，随着反应釜1内水解反应的进行，反应釜1内温度将不断降低，这时会导致水解反应速度也随之降低。为了保持较高的水解反应速度，将铝灰渣充分水解，同时加快湿法处理完成时间，本实施方式中，在反应釜1温度不断降低时，向反应釜1的夹套内补充热能，所述夹套与所述第二储藏罐3和第三储藏罐4相连。优选地，所述加热源储藏于所述第三储藏罐4内，所述夹套包括第二进口和第二出口，所述第二进口与所述第三储藏罐4相连，所述第二出口与第二储藏罐3相连。在一种实施方式中，所述加热源为导热油。导热油由第三储藏罐4输送至夹套中，为反应釜1补充热能以维持釜内的反应速度。由于导热油的温度高于反应釜1内温度，使得所述导热油被降温，将被降温的导热油回流至第二储藏罐3，能够实现导热油的循环利用。在一种实施方式中，所述第二储藏罐3和第三储藏罐4之间设有第二加热装置，所述第二储藏罐3、第二加热装置和第三储藏罐4依次相连。所述第二储藏罐3内回收到的导热油经过所述第二加热装置再加热后输送到所述第三储藏罐4内，能够实现导热油的循环利用，而且能够最大程度上避免热量无效损失。

综上，本实用新型提供的一种铝灰渣湿法处理的反应系统，其通过特定结构的反应釜1和与所述反应釜1相连的第一储藏罐2、第二储藏罐3、第三储藏罐4，将铝灰渣水解反应时放出的热量充分循环利用，同时保持水解反应的温度维持在较高温度，加速水解反应速度。

以上所述是实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，包括至少一个反应釜、第一储藏罐、第二储藏罐、第三储藏罐，所述反应釜上设有冷却装置和第一加热装置，所述冷却装置与所述第一储藏罐相连，所述第一加热装置与所述第二储藏罐和第三储藏罐相连，所述第二储藏罐和第三储藏罐相连，且所述第一储藏罐内温度＜第二储藏罐内温度＜第三储藏罐内温度。

2.如权利要求1所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述冷却装置包括设于所述反应釜内的内盘管和与所述内盘管相连的冷却源。

3.如权利要求2所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述内盘管与所述第一储藏罐相连。

4.如权利要求3所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述内盘管包括第一进口和第一出口，所述第一进口与所述冷却源相连，所述冷却源由所述第一进口流入所述内盘管，再由所述第一出口流出所述内盘管。

5.如权利要求2所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述冷却源为水。

6.如权利要求1所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述第一加热装置包括设于所述反应釜外的夹套和与所述夹套相连的加热源，所述夹套包裹在所述反应釜的外壁上。

7.如权利要求6所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述夹套与所述第二储藏罐和第三储藏罐相连。

8.如权利要求7所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述加热源储藏于所述第三储藏罐内，所述夹套包括第二进口和第二出口，所述第二进口与所述第三储藏罐相连，所述第二出口与第二储藏罐相连。

9.如权利要求1所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述第二储藏罐和第三储藏罐之间设有第二加热装置，所述第二储藏罐、第二加热装置和第三储藏罐依次相连。

10.如权利要求6所述的铝灰渣湿法处理的反应系统，其特征在于，所述加热源为导热油。

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