[發明專利]一種三層槳葉精簡攪拌分解槽

在審

• 申請號: 201410632007.5
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN105645444A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 楊溢;陳才榮;楊振榮;王友
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種三層槳葉精簡攪拌分解槽，屬于氧化鋁生產設備技術領域。

背景技術

晶種分解是氧化鋁生產的主要工序之一，主要采用分解槽（或稱種分槽）進行生產，目前采用的分解槽主要為Φ14mx33~37m規格。其基本過程就是將鋁酸鈉溶液降溫，增大其過飽和度，再加入氫氧化鋁作為晶種，并進行攪拌，通過晶種的附聚、長大，來生產產品氫氧化鋁。

分解槽是否需要攪拌，一直是業內爭論的話題。早期的晶種分解槽都是通過攪拌來達到使溶液內晶種分布均勻、不產生沉淀的目的，晶種在槽內可以達到足夠長的停留時間、且槽內任意兩點間的溶液固含差小于3~5%。攪拌方式曾采用導流筒、多層槳葉攪拌器等裝置，目前基本都統一為多層攪拌裝置（如圖1所示）。發明專利CN102806036A、CN102527275A、CN103663515、CN103936042A均是典型的多層攪拌方式。攪拌層數一般在5層甚至更多，一個普通的Φ14x37m，槳葉層數甚至可能多達8層。這種方式的分解槽攪拌效果好，槽內任意點間的固含差可低至3~5%以內。但有許多業內學者質疑這種攪拌方式，認為過多的攪拌不但耗能，而且使晶粒破碎，反而降低了氫氧化鋁產品的質量。

基于上述原因，產生了無攪拌分解槽，最早為80年代法鋁（當時稱為皮奇尼鋁業，現屬力拓/加鋁）發明專利CN85108251A、以及近年被稱為“平推流”分解槽的方案CN101628726A，均是此類。該方案分解槽內不設攪拌裝置，晶種由槽上部投入后，自然向下運動到提料管管口，僅通以空氣防止其沉淀、結疤。此類分解槽雖然解決了晶種破碎的問題，但槽內固含差較大，沉淀結疤明顯。故在實際應用中，各企業均在槽內底部又加裝了一層槳葉攪拌，用以防止槽底沉淀。但從實際效果看，沉淀問題還是相當明顯。

無攪拌分解槽槽內流速場分布如圖2所示，槽內存在溶液及晶種的低速區，極易產生沉淀及結疤。即便改變分解槽料漿的進、出料方式，整個傳質過程也不會有本質的改變，大量的低速區仍不同程度的存在。

只有在分解槽的槽內上部接近進料口的位置、及底部各設置一層槳葉才可能完成攪勻進口料漿、及阻止槽底沉淀的作用。而如此遠的槳葉層間距離也避免了槽內晶種因碰撞、剪切等產生的破損。

發明內容

本發明的目的在于，通過對分解槽內溶液及晶種顆粒的傳質過程進行分析，找出其晶種運動的規律。吸取多層攪拌方式固含差小及無攪拌方式功耗低、晶種破損少的優點。發明一種較少槳葉層數的分解槽。

本發明的技術方案：一種三層槳葉精簡攪拌分解槽，它包括槽體、攪拌軸、槳葉、提料管、擋板，在槽體內設置多根攪拌軸上，每根攪拌軸上的槳葉配置2-3層。

槽體內設置的攪拌軸為1根或2根以上。

分解槽槽體內壁設置有擋板。

攪拌軸上的每層槳葉直徑小于筒體直徑減去擋板寬度。

當槽體內僅有1根攪拌軸時，其槳葉最下層直徑應大于或等于其它層槳葉的直徑。

當槽體內有2根以上攪拌軸時，各軸槳葉最下層應布置于同一高度。

槳葉的相鄰層空間投影位置形成90度夾角。

本發明的目的在于弱化多層槳葉的攪拌作用，理論上僅采用兩層槳葉即可。但根據現有分解槽的實際情況，通過計算分析發現：要保證分解槽內的固含差合理分布，必須保證槳葉層數與分解槽的高細比（即實際水深與槽直徑之比）相關。普通Φ12mx30m、Φ14mx33m、Φ14mx37m、正在研制的Φ16mx40m甚至今后更大容量的分解槽，只要其高細比變化不超過3，均應采用僅有3層槳葉的攪拌裝置。這樣既能降低晶種受到過渡攪拌而產生的破損，又保證了槽內各點具有較小的固含差，且較為節能。

附圖說明

圖1為傳統的多層槳葉攪拌分解槽示意圖；

圖2為無攪拌分解槽槽內流速場分布圖；

圖3為本發明單軸三層槳葉精簡攪拌分解槽示意圖；

圖4為本發明多軸三層槳葉精簡攪拌分解槽示意圖。

具體實施方式