RU2764534C1

RU2764534C1 - Apparatus for producing aluminium sulphate, aluminium oxychloride

Info

Publication number: RU2764534C1
Application number: RU2021102526A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Баранов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Химпродукт"
Priority date: 2021-02-03
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2022-01-18

Abstract

FIELD: chemical processes.

SUBSTANCE: invention relates to the chemical industry, in particular, to an apparatus for producing aluminium sulphate, aluminium oxychloride, can be used at chemical enterprises in production of water purification coagulants in the field of household and drinking, process water supply, in treatment of waste water. The apparatus comprises a repulper mixer, a pipeline for supplying pulp to the reactor, an additional pipeline for returning excess pulp, a pipeline for supplying acid to the reactor. The apparatus additionally comprises a metering and buffer containers installed between the repulper mixer and the reactor and connected by the pipelines for supplying pulp and returning excess pulp from the metering container to the buffer container.

EFFECT: invention provides an increase in the quality of the technology for supplying ingredients into the reactor, productivity of the unit, and increases the dosing precision.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к способу получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия, может быть использовано на химических предприятиях при производстве коагулянтов по очистке воды в области хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения, при очистке сточных вод.The invention relates to the chemical industry, in particular, to a method for producing aluminum sulfate, aluminum oxychloride, can be used in chemical plants in the production of coagulants for water treatment in the field of drinking, industrial water supply, wastewater treatment.

Устройство применяется при дозированной загрузки реактора синтеза гидратом алюминия или другим сыпучим сырьем, при производстве сульфата алюминия, оксихлорида алюминия.The device is used for dosed loading of the synthesis reactor with aluminum hydrate or other bulk raw materials, in the production of aluminum sulfate, aluminum oxychloride.

Устройство применяется при производстве сульфата алюминия, оксихлорида алюминия путем установления мерной емкости над реактором для периодического дозирования пульпы плотностью от 1,1 до 1,85 и непрерывного дозирования пульпы той же плотности в реактора, в случае установления буферной емкости в Устройстве.The device is used in the production of aluminum sulfate, aluminum oxychloride by installing a measuring tank above the reactor for periodic dosing of pulp with a density of 1.1 to 1.85 and continuous dosing of pulp of the same density into the reactor, if a buffer tank is installed in the Device.

Изобретение позволяет: расширять функциональные возможности Устройства; гарантированную подачу качественных ингредиентов для получения коагулянтов в условиях выхода из строя сложных приборов-расходомеров или при его отсутствии вовсе в технологической цепочке производства продукта; увеличивать точность дозирования; повышать производительность Устройства и труда работников.The invention allows: to expand the functionality of the Device; guaranteed supply of high-quality ingredients for the production of coagulants in the event of failure of complex flow meters or in the absence of such devices at all in the technological chain of product production; increase dosing accuracy; improve the productivity of the device and labor of workers.

Наиболее известное и близкое к данному изобретению Устройство для получения гидроксохлорида алюминия описано в изобретении под номером 2715542. Это Устройство имеет ряд недостатков, таких как не всегда корректное определение объема проходящей пульпы, ввиду большой плотности жидкости и большой ответственности аппаратчиков дозирования к чистоте трубопроводов расходомера, после предыдущего дозирования, что требует квалифицированного персонала. К тому же оно работает только в периодическом режиме.The most famous and closest to this invention Device for producing aluminum hydroxochloride is described in the invention under the number 2715542. This Device has a number of disadvantages, such as not always correct determination of the volume of the passing pulp, due to the high density of the liquid and the great responsibility of dosing operators to the cleanliness of the flowmeter pipelines, after previous dosing, which requires qualified personnel. In addition, it only works intermittently.

В новом, заявляемом устройстве для непрерывного дозирования пульпы в реактора применяется буферная емкость 6 с перемешивающим устройством как вертикального, так и горизонтального исполнения, в которую сливают приготовленную пульпу с смесителя-репульпатора, для дальнейшей подачи в мерную емкость 5, для поэтапного дозирования в реактор. Данное устройство пригодно для дозирования в реакторах производства сульфата алюминия до 17% содержащем Al₂O₃ и оксихлорида алюминия до 18% содержащем Al₂O₃.In the new claimed device for continuous dosing of the pulp into the reactor, a buffer tank 6 with a mixing device of both vertical and horizontal design is used, into which the prepared pulp is poured from the mixer-repulper, for further feeding into the measuring tank 5, for phased dosing into the reactor. This device is suitable for dosing in reactors for the production of aluminum sulfate up to 17% containing Al ₂ O ₃ and aluminum oxychloride up to 18% containing Al ₂ O ₃ .

Известно Устройство по получению оксихлорида алюминия, когда в колонну загружают в виде кусков и окатышей алюминиевого спека, и при подъеме температуры пропускают через колонну раствор AlCl₃, с непрерывным отдувом выделяющегося водорода азотом (см. патент RU №2121972 МПК C01F 7/56).A device for the production of aluminum oxychloride is known, when the column is loaded in the form of pieces and pellets of aluminum sinter, and when the temperature rises, a solution of AlCl _{3 is} passed through the column, with continuous purge of the evolving hydrogen with nitrogen (see patent RU No. 2121972 IPC C01F 7/56).

Недостатком данного Устройства является сложность регулировки количества ингредиентов, при подаче в колонну, для получения реакционного раствора, отсутствие автоматизации процесса подачи ингредиентов реакционного раствора.The disadvantage of this Device is the complexity of adjusting the amount of ingredients, when fed into the column, to obtain the reaction solution, the lack of automation of the process of supplying the ingredients of the reaction solution.

Известно Устройство получения оксихлорида алюминия, где в реактор загружают стандартные алюминиевые слитки, медь в виде лома. Растворяют безводный хлорид алюминия в воде, и полученный раствор заливают в реактор. Нагревают реакционную массу, поддерживая постоянный уровень раствора в реакторе, путем дополнительной подачи воды по мере испарения (см. патент RU №2327643 МПК C01F 7/56).A device for producing aluminum oxychloride is known, where standard aluminum ingots, copper in the form of scrap are loaded into the reactor. Dissolve anhydrous aluminum chloride in water, and the resulting solution is poured into the reactor. The reaction mass is heated, maintaining a constant level of the solution in the reactor, by additional supply of water as it evaporates (see patent RU No. 2327643 IPC C01F 7/56).

Недостатком данного Устройства является сложность регулировки количества ингредиентов при подаче в реактор, для получения реакционного раствора, отсутствие автоматизации процесса подачи ингредиентов реакционного раствора, сложность отслеживания процессов в реакторе и дозирования количества подаваемых ингредиентов.The disadvantage of this Device is the complexity of adjusting the amount of ingredients when fed into the reactor to obtain the reaction solution, the lack of automation of the process of supplying the ingredients of the reaction solution, the complexity of monitoring the processes in the reactor and dosing the amount of ingredients supplied.

Задачей и техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей Устройства для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия по периодической и непрерывной подаче ингредиентов в ректора, увеличение производительности и точности дозирования.The objective and technical result of the claimed invention is to expand the functionality of the Device for the production of aluminum sulfate, aluminum oxychloride by periodic and continuous supply of ingredients to the reactor, increase productivity and dosing accuracy.

Указанная цель решается тем, что в Устройство монтируются мерная емкость 5 для периодической работы Устройства, а также буферная емкость 6 для непрерывной работы Устройства, с установленными в них перемешивающими устройствами при непрерывном дозировании пульпы. Это позволяет качественно улучать технологию подачи ингредиентов в реактор, поднимает производительность Устройства и увеличивает точность дозирования.This goal is achieved by installing a measuring tank 5 in the Device for periodic operation of the Device, as well as a buffer tank 6 for continuous operation of the Device, with mixers installed in them for continuous dosing of the pulp. This makes it possible to qualitatively improve the technology of supplying ingredients to the reactor, increases the productivity of the Device and increases the dosing accuracy.

Устройство иллюстрируется схематическими чертежами, на которых схематично изображено Устройство для получения коагулянтов.The device is illustrated in the schematic drawings, which schematically shows the device for producing coagulants.

На фиг. 1 схематично изображено Устройство для периодического дозирования;In FIG. 1 schematically shows a device for periodic dosing;

На фиг. 2 схематично изображено Устройство для непрерывного дозирования;In FIG. 2 schematically shows a continuous dosing device;

На фиг. 3 схематично изображено Устройство для периодического дозирования с совмещенными в одно целое конструктивно и функционально смесителя-репульпатора и мерной емкости.In FIG. 3 schematically shows the Device for periodic dosing with combined structurally and functionally a mixer-repulpator and a measuring container.

Устройство для получения коагулянтов содержит реактор 1, мерную емкость 5 с перемешивающим устройством, к которому подведен трубопровод 2, для подачи смешанного с водой гидроксида алюминия из смесителя-репульпатора 3 с помощью насоса 4, буферная емкость 6 с перемешивающим устройством. Также, к реактору 1 подведен трубопровод 7, для подачи раствора кислот из емкости 8.The device for obtaining coagulants contains a reactor 1, a measuring tank 5 with a mixing device, to which a pipeline 2 is connected, for supplying aluminum hydroxide mixed with water from a mixer-repulpator 3 using a pump 4, a buffer tank 6 with a mixing device. Also, a pipeline 7 is connected to the reactor 1, for supplying an acid solution from the tank 8.

От мерной емкости 5 к смесителю-репульпатору 3 или к буферной емкости 6, в зависимости от периодической или непрерывной работы Установки, согласно схем 1 или 2 соответственно, подсоединен дополнительный трубопровод 9 для отвода пульпы (смеси гидроксида алюминия с водой) при заполнении мерной емкости 5.From the measuring tank 5 to the mixer-repulpator 3 or to the buffer tank 6, depending on the periodic or continuous operation of the Unit, according to schemes 1 or 2, respectively, an additional pipeline 9 is connected to drain the pulp (a mixture of aluminum hydroxide with water) when filling the measuring tank 5 .

Для периодической работы Устройство содержит реактор 1 с перемешивающим устройством, к которому подсоединен трубопровод для подачи кислот 7, мерная емкость 5. К реактору подведен трубопровод 2, соединяющий мерную емкость 5, с насосом 4 и далее со смесителем-репульпатором 3 для смеси гидроксида алюминия с водой (пульпы).For intermittent operation, the device contains a reactor 1 with a stirrer, to which a pipeline for supplying acids 7, a measuring vessel 5 is connected. water (pulp).

В заявляемом устройстве, при периодическом режиме работы, также возможен вариант Устройства, когда смеситель-репульпатор конструктивно и функционально совмещен мерной емкостью - 3«а», для подачи подготовленного и измереного объема пульпы (смеси гидроксида алюминия с водой) в реактор 1. Это возможно при загрузке в смеситель-репульпатор совмещенного конструктивно и функционально с мерной емкостью взвешенного гидрата алюминия и определенного объема воды. При этом отпадает необходимость трубопровода 9 в Устройстве, для отвода излишней пульпы, который необходим при первом варианте периодического действия Устройства. В этом случае подача пульпы из одной емкости в другую возможна и без насоса, путем переливания каскадным способом.In the claimed device, in a periodic mode of operation, it is also possible to have a variant of the Device, when the mixer-repulpator is structurally and functionally combined with a measured capacity - 3 "a", for supplying the prepared and measured volume of pulp (a mixture of aluminum hydroxide with water) to the reactor 1. This is possible when loaded into the mixer-repulpator structurally and functionally combined with a measuring tank of weighed aluminum hydrate and a certain volume of water. This eliminates the need for pipeline 9 in the Device, to remove excess pulp, which is necessary in the first variant of the periodic operation of the Device. In this case, the supply of pulp from one container to another is possible without a pump, by pouring in a cascade way.

На трубопроводе возможна установка плотномера 10. Плотномер 10 может быть радиоизотопным или иным. Также, возможен замер плотности вручную. К смесителю-репульпатору 3 подсоединен привод 11 или подведен трубопровод 12 с возможностью подачи сжатого воздуха для перемешивания ингредиентов. В реакторе 1, в смесителе-репульпаторе 3, в мерной емкости 5 и в буферной емкости 6 может быть установлена механическая мешалка 13 любой расположенности.It is possible to install a density meter 10 on the pipeline. The density meter 10 may be radioisotope or otherwise. Also, it is possible to measure the density manually. A drive 11 is connected to the mixer-repulpator 3 or a pipeline 12 is connected with the possibility of supplying compressed air for mixing the ingredients. In the reactor 1, in the mixer-repulper 3, in the measuring tank 5 and in the buffer tank 6, a mechanical stirrer 13 of any location can be installed.

Устройство для получения коагулянтов работает следующим образом.Device for obtaining coagulants works as follows.

В смесителе-репульпаторе 3 механически или с помощью подачи воздуха через трубопровод 12 смешиваются гидроксид алюминия с водой, примерно, до значения 1,1-1,85 г/см³, и получившаяся смесь (пульпа) с помощью насоса 4 через трубопровод 2, подается в реактор 1 через мерную емкость 5 с перемешивающим устройством. Также, из емкости 8 через трубопровод 7 подается раствор кислот в реактор 1. Для отслеживания точности дозирования количества подаваемой в реактор 1 смеси гидроксида алюминия с водой, а также подачи качественной смеси, с целью получения на выходе алюмосодержащего коагулянта, где процент по алюминию должен быть примерно от 8 до 17,3%, в технологической цепочке, на трубопроводе 2, установлена мерная емкость 5 с перемешивающим устройством. Мерной емкостью 5 измеряется объем подаваемого пульпы (смесь гидроксида алюминия с водой) в реактор 1, тем самым увеличивается точность процента по алюминию у получаемого в реакторе 1 продукта. Избыток смеси гидроксида алюминия с водой, подаваемой насосом 4 по трубопроводу 2, не проходящий в мерную емкость, поступает обратно в смеситель-репульпатор 3 через дополнительный трубопровод 9 или в буферную емкость в зависимости от заранее заданного технологического процесса по периодической или непрерывной работы Устройства. Плотномер 10 позволяет регулировать соотношение гидроксида алюминия с водой, подаваемой в реактор 1. Возможно проведение замера плотности вручную. Таким образом, внедрение в Устройство для производства сульфата алюминия, оксихлорида алюминия мерной и буферной емкостей с перемешивающими устройствами позволяет прокачивать смесь гидроксида алюминия с водой (пульпы) безостановочно в реактор, что в свою очередь позволяет взвеси гидроксида алюминия не оседать и не закупоривать трубопровод 2, при этом достигается высокая производительность Установки и повышается качество производимой химической продукции.In the mixer-repulpator 3, aluminum hydroxide is mixed with water mechanically or by supplying air through pipeline 12, approximately to a value of 1.1-1.85 g / cm ³ , and the resulting mixture (pulp) using a pump 4 through pipeline 2, is fed into the reactor 1 through a measuring vessel 5 with a stirrer. Also, an acid solution is supplied from tank 8 through pipeline 7 to reactor 1. To monitor the accuracy of dosing the amount of a mixture of aluminum hydroxide and water supplied to reactor 1, as well as to supply a high-quality mixture, in order to obtain an aluminum-containing coagulant at the outlet, where the percentage of aluminum should be from about 8 to 17.3%, in the technological chain, on pipeline 2, a measuring tank 5 with a mixing device is installed. Measured capacity 5 measures the volume of the supplied pulp (a mixture of aluminum hydroxide with water) in the reactor 1, thereby increasing the accuracy of the percentage of aluminum in the product obtained in the reactor 1. The excess mixture of aluminum hydroxide with water supplied by pump 4 through pipeline 2, which does not pass into the measuring tank, is returned to the mixer-repulpator 3 through an additional pipeline 9 or into the buffer tank, depending on a predetermined technological process, for periodic or continuous operation of the Device. Density meter 10 allows you to adjust the ratio of aluminum hydroxide with water supplied to the reactor 1. It is possible to measure the density manually. Thus, the introduction of measuring and buffer tanks with agitators into the Device for the production of aluminum sulfate, aluminum oxychloride allows pumping a mixture of aluminum hydroxide with water (pulp) continuously into the reactor, which in turn allows suspension of aluminum hydroxide not to settle and not clog pipeline 2, at the same time, high productivity of the Plant is achieved and the quality of the produced chemical products is improved.

Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, выражающегося в расширении функциональных возможностей, улучшение технологии подачи ингредиентов при периодической или непрерывной подачи пульпы в реактор при увеличенной производительности и увеличении точности дозирования, подтвержден приведенным чертежами и описанием Устройства для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия. Все отличительные признаки Устройства направлены на расширение его функциональных возможностей.The possibility of carrying out the invention and at the same time providing a technical result, expressed in expanding functionality, improving the technology for supplying ingredients with periodic or continuous supply of pulp to the reactor with increased productivity and increasing dosing accuracy, is confirmed by the drawings and description of the Device for producing aluminum sulfate, aluminum oxychloride. All distinguishing features of the Device are aimed at expanding its functionality.

Claims

1. A device for producing aluminum sulfate, aluminum oxychloride, containing a mixer-repulper, a pipeline for supplying pulp to the reactor, an additional pipeline for returning excess pulp, a pipeline for supplying acid to the reactor, characterized in that the device additionally contains a measuring and buffer tank installed between the mixer-repulpator and the reactor and connected by pipelines for supplying pulp and returning excess pulp from the measuring tank to the buffer tank.

2. The device according to claim. 1, characterized in that the measuring tank, buffer tank, mixer-repulpator are made with a mechanical stirrer.

3. The device according to claim. 1, characterized in that it contains a pump located on the pipeline for supplying pulp from the mixer-repulpator or buffer tank through the measuring tank into the reactor.

4. The device according to claim 1, characterized in that the mixer-repulpator is structurally and functionally combined with a measuring tank, for loading the prepared pulp volume into the reactor.