[發(fā)明專利]固體聚氯化鋁生產(chǎn)反應(yīng)裝置

在審

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• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN105776274A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦普端;魏小兵;谷飛;王明冬;趙吉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶藍(lán)潔廣順凈水材料有限公司
• 主分類號: C01F7/56
• 分類號: C01F7/56;C02F1/52;B01D25/164
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 朱振德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚氯化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種固體聚氯化鋁生產(chǎn)反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

聚氯化鋁，俗稱凈水劑，又名聚合氯化鋁，簡稱聚鋁，英文名字PAC；它是一種多羥基、多核絡(luò)合體的陽離子型無機(jī)高分子絮凝劑，固體產(chǎn)品外觀為紅褐色、黃色或白色固體粉末，其化學(xué)分子式為[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產(chǎn)品的中性程度，易溶于水，有較強(qiáng)的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學(xué)、凝聚、吸附和沉淀等物理化變化，最終生成[AL₂(OH)₃(OH)₃]，從而達(dá)到凈化目的。

聚氯化鋁與傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑的根本區(qū)別在于傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑為低分子結(jié)晶鹽，而聚氯化鋁的結(jié)構(gòu)由形態(tài)多變的多元羧基絡(luò)合物組成，絮凝沉淀速度快，適用PH值范圍寬，對管道設(shè)備無腐蝕性，凈水效果明顯，能有效支除水中色質(zhì)SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子，該產(chǎn)品廣泛用于飲用水、工業(yè)用水和污水處理領(lǐng)域。

聚氯化鋁分為形態(tài)分為兩種：a.液體聚氯化鋁為未干燥的形態(tài)，有不用稀釋、裝卸使用方便、價格相對便宜的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是運(yùn)輸需要罐車，單位運(yùn)輸成本增加（每噸固體相當(dāng)于2-3噸液體）；b.固體聚氯化鋁為干燥后的形態(tài)，有運(yùn)輸方便的優(yōu)點(diǎn)，不需要罐車，缺點(diǎn)是使用時還需要稀釋，增加工作強(qiáng)度。

生產(chǎn)聚氯化鋁的原料主要有兩大類：一類是含鋁礦物，包括鋁土礦（三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石）、粘土、高嶺土、明礬石等；另一類是其它含鋁原料，包括金屬鋁、廢鋁屑、灰鋁、氫氧化鋁、三氯化鋁、煤矸石、粉煤灰等。目前生產(chǎn)聚氯化鋁的方法主要有金屬鋁（包括鋁灰、鉛渣）法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁（包括鋁礬土、煤矸石等）法、結(jié)晶氯化鋁法等。

1.金屬鋁法：采用金屬鋁法合成聚氯化鋁的原料主要為鋁加工的下腳料，如鋁屑、鋁灰和鋁渣等。由鋁灰按一定配比在攪拌下緩慢加入鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁，再經(jīng)稀釋過濾，濃縮，干燥制得。在工藝上可分為酸法、堿法、中和法3種。酸法主要是用HCl，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制；堿法生產(chǎn)工藝難度較高，設(shè)備投資較大且用堿量大，pH控制費(fèi)原料，成本較高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.氫氧化鋁法

氫氧化鋁粉純度比較高，合成的聚氯化鋁重金屬等有毒物質(zhì)含量低，一般采用加熱加壓酸溶的生產(chǎn)工藝。這種工藝比較簡單，但生產(chǎn)的聚合氯化鋁的鹽基度較低，因此一般采用氫氧化鋁加溫加壓酸溶再加上鋁酸鈣礦粉中和兩道工序。

3.三氧化二鋁法

含三氧化二鋁的原料主要有三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。該生產(chǎn)工藝可分為兩步：第一步是得到結(jié)晶氯化鋁，第二步是通過熱解法或中和法得到聚氯化鋁。

4.氯化鋁法

采用氯化鋁粉為原料加工聚氯化鋁，這種方法應(yīng)用最為普遍。可用結(jié)晶氯化鋁于170℃進(jìn)行沸騰熱解，加水熟化聚合，再經(jīng)固化，干燥制得。

目前已建成的固體聚氯化鋁反應(yīng)裝置，多數(shù)為鋁礬土和鋁酸鈣兩步法生產(chǎn)液體聚氯化鋁，然后將液體聚氯化鋁用噴霧干燥或滾筒干燥為固體聚氯化鋁的裝置。現(xiàn)有固體聚氯化鋁反應(yīng)裝置普遍存在以下缺點(diǎn)：

1）在第一步酸溶反應(yīng)和第二步聚合反應(yīng)中，都會產(chǎn)生大量不溶物難以與反應(yīng)液分離，導(dǎo)致最終的固體聚氯化鋁產(chǎn)品中不溶物嚴(yán)重超標(biāo)；

2）使用的滾筒干燥系統(tǒng)，流程設(shè)置不夠合理，導(dǎo)致干燥能耗成本過高，并且經(jīng)過滾筒干燥的固體聚氯化鋁的搬運(yùn)處理也比較費(fèi)時費(fèi)力。

壓濾機(jī)為一種利用過濾介質(zhì)對對象施加一定的壓力并使得液體滲析出來的一種機(jī)械設(shè)備。壓濾機(jī)通過進(jìn)料泵的壓力將過濾物料注入濾室，過濾物料由止推板端面的進(jìn)料孔進(jìn)入濾板，再由濾板中心孔使過濾物料分布到所有的濾室，經(jīng)濾室的過濾介質(zhì)使固液分離后，達(dá)到過濾的目的。現(xiàn)有的壓濾機(jī)一般僅采用調(diào)整進(jìn)料壓力來作為壓濾的壓力源，雖然能夠滿足使用要求，但是，隨著壓濾設(shè)備的發(fā)展，壓濾機(jī)的過濾面積不斷加大，濾板的數(shù)量也不斷增多，使得壓濾機(jī)的長度不斷加長，若僅僅采用加大進(jìn)料泵的進(jìn)料壓力來提供壓濾壓力，則會導(dǎo)致濾餅長時間不能壓濾完成，降低了生產(chǎn)效率。

另外，由于壓濾機(jī)的長度不斷加長，當(dāng)壓濾完成后，無法確保所有的濾室均能夠打開，導(dǎo)致濾渣不能順利排除，需要采用人工操作逐一將未打開的濾室開啟后再清除濾渣，不僅浪費(fèi)人力，而且降低了生產(chǎn)效率。