[發明專利]多級集料的氫氧化鋁平底種分槽

無效

• 申請號: 201110054548.0
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN102167375A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 蘇向東;胡大喬;何力;李丹寧;高貴龍;薛濤;黃健;金開勝;李勇;丁元法;范文波;洪江;李剛;劉洪波;熊永昇;譚春生;李鵬;羅宏;陳崗
• 申請（專利權）人: 貴州省新材料研究開發基地
• 主分類號: C01F7/14
• 分類號: C01F7/14
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 楊云

技術領域：本發明涉及一種化學結晶反應裝置，尤其涉及一種過飽和鋁酸鈉溶液加晶種分解結晶生產氫氧化鋁的反應裝置。

背景技術：目前，在氧化鋁工業生產中大多采用精制過飽和鋁酸鈉溶液加晶種分解結晶獲得氫氧化鋁，然后通過脫水的方法制取氧化鋁。鋁酸鈉溶液加晶種結晶生產氫氧化鋁的裝置稱為“種分槽”。目前，種分槽普遍采用大直徑圓柱形平底結構，這種大型平底種分槽需要配置由五層葉漿、傳動軸、減速箱以及電機組合而成的機械攪拌系統不間斷地對鋁酸鈉溶液進行攪動翻滾，以達到混料和防止氫氧化鋁晶體顆粒在種分槽底部沉淀堆積、水解結垢而阻礙生產正常進行的目的。這種使液體翻滾的強力攪動雖然可以起到上述作用，但卻存在以下缺點：

1、在種分槽流場內產生很大的剪切應力，造成已結晶長大的氫氧化鋁顆粒被破碎、磨損、細化，導致最終產品氧化鋁的粒度大多介于砂粒狀和粉狀之間，達不到砂狀氧化鋁產品的粒度標準要求。

2、攪動翻滾溶液對促進低分子比鋁酸鈉溶液結晶反應的動力學過程，提高分解率并無突出貢獻；但對于高分子比鋁酸鈉溶液結晶反應的動力學過程而言，由于受到擴散和化學混合反應控制，攪拌對加快鋁酸根陰離子在溶液中的擴散具有一定的作用。因此對種分槽中的鋁酸鈉溶液進行整體攪動翻滾，不僅會造成上、下層液體之間相互混雜，使種分槽內從上至下α_k被打亂，而且部分攪拌能量對低分子比鋁酸鈉溶液做無用功，電能白白浪費。

3、由于現有種分槽體積大(平底圓柱形機械攪拌種分槽一般直徑8-14米，高20-35米)，不僅種分槽土建基礎和槽體剛度要求高、投資大，機械攪拌系統制造和固定安裝困難；而且電機所需功率也大(每臺直徑14米，高35米種分槽需配置一臺75千瓦攪拌電機)，連續運轉電能消耗大。

因此，根據氣-固-液多相流的流動特性，從改變種分槽空間結構出發，在種分槽內改變攪拌方式和攪拌部位，根據鋁酸鈉溶液結晶反應動力學特性及其過程的需要來合理配置攪拌能量，使之僅對高分子比部分溶液的反應動力學過程發揮作用；而低分子比部分溶液保持近平推流狀態分解是實現節能降耗、改善結晶體粒度和降低種分槽制造成本的有效途徑。

發明內容：針對現有技術存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種運行能耗小、制造成本低的多級集料的氫氧化鋁平底種分槽，是對現有氫氧化鋁機械攪拌式大型平底種分槽的改進。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：它包括種分槽、與該種分槽連通的進料管、垂直伸入該種分槽中的至少一根提料管、分別與各所述提料管相交連通的提料風管，種分槽的底部呈漏斗狀平底結構，種分槽的內壁至少固定有一級向下傾斜呈喇叭狀的集料板。

各級集料板的小端口直徑自上而下逐級減小；各級集料板上分布有若干過料孔；在各提料管的下端口附近分別設有攪動風管。

與現有技術比較，本發明由于采用了上述技術方案，利用多級集料板把漿料及氫氧化鋁固體顆粒收攏集中于種分槽的底部小范圍內，然后利用空氣升液原理通過管道提取輸送到下游工序，可完全取消現有機械攪拌式平底種分槽中的機械攪拌裝置；因此能夠滿足鋁酸鈉溶液在固含200-900g/l、流量大于250M³/h情況下氫氧化鋁晶種結晶反應連續生產所需的工藝條件。鋁酸鈉溶液在長徑比大的種分槽中流動時，每一微元體積里的溶液以相同的速度向前移動，在溶液的流動方向上不存在返混，且沿種分槽徑向每一個截面上溶液組成在時間進程中變化很小，α_k不會被打亂，分解結晶反應連續穩態進行；氫氧化鋁結晶顆粒隨流動溶液通過集料板時被均勻地收攏后分散到底部一個較小的區域內，隨后被攪動風揚起，再通過提料管輸送出去。由于經過多級集料后固體顆粒被集中到底部較小范圍內，因而能被有效地輸送出去，底部不易產生物料堆積。同時這種微攪動僅對底部高分子比的鋁酸鈉溶液起到了促進局部區域擴散傳質的作用，并不影響到種分槽上部低分子比鋁酸鈉溶液的近平推流狀態和結晶反應的動力學條件。本發明不僅簡化了種分槽結構，而且能根據鋁酸鈉溶液在種分槽上部和底部分子比的差別來合理分布攪拌能量，并通過多級集料板對漿料和固體顆粒進行收攏集中，使大直徑的平底變成了小直徑的平底，大大方便了集中提料和管道輸送，減輕了底部氫氧化鋁固體顆粒的堆積程度。同時，節約電耗和省去了龐大的機械攪拌裝置，大大降低了種分槽的制作安裝成本及運行費用。

附圖說明：

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本發明另一個實施例的結構示意圖；

圖4是圖3的俯視圖。

圖中：種分槽1??提料管2??提料風管3??集料板4??攪動風管5過料孔6??進料管7