聚氯化鋁的節能生產系統的製作方法

2023-04-23 08:34:31 3

聚氯化鋁的節能生產系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種聚氯化鋁的節能生產系統，包括一步反應系統、二步反應系統、滾筒乾燥系統和鍋爐系統；所述一步反應系統包括反應池、反應池中轉池、絮凝劑配製罐Ⅰ、主壓濾機和一步液池，所述二步反應系統包括調質池、調質池中轉池、冷卻塔、分離池、分離渣儲裝池、絮凝劑配製罐Ⅱ和半成品池，所述滾筒乾燥系統包括乾燥液高位罐、乾燥滾筒和成品皮帶輸送機，所述鍋爐系統包括導熱油鍋爐、餘熱鍋爐、脫硫除塵裝置和高空煙囪。本實用新型有效控制和降低了反應液中的不溶物含量，提高了最終的固體聚氯化鋁產品的產量和質量，並且使固體聚氯化鋁的生產節能降耗、環保清潔。
【專利說明】聚氯化鋁的節能生產系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於聚氯化鋁生產【技術領域】，涉及一種聚氯化鋁的節能生產系統。
【背景技術】
[0002]聚氯化鋁，俗稱淨水劑，又名聚合氯化鋁，簡稱聚鋁，英文名字PAC ;它是一種多羥基、多核絡合體的陽離子型無機高分子絮凝劑，固體產品外觀為紅褐色、黃色或白色固體粉末，其化學分子式為[AL2(0H)nCL6_n]m(式中，I≤η≤5，m≤10)，其中m代表聚合程度，η表示PAC產品的中性程度，易溶於水，有較強的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學、凝聚、吸附和沉澱等物理化變化，最終生成[AL2 (OH) 3 (OH) 3]，從而達到淨化目的。
[0003]聚氯化鋁與傳統無機混凝劑的根本區別在於傳統無機混凝劑為低分子結晶鹽，而聚氯化鋁的結構由形態多變的多元羧基絡合物組成，絮凝沉澱速度快，適用PH值範圍寬，對管道設備無腐蝕性，淨水效果明顯，能有效支除水中色質SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子，該產品廣泛用於飲用水、工業用水和汙水處理領域。
[0004]聚氯化鋁分為形態分為兩種:a.液體聚氯化鋁為未乾燥的形態，有不用稀釋、裝卸使用方便、價格相對便宜的優點，缺點是運輸需要罐車，單位運輸成本增加(每噸固體相當於2-3噸液體);b.固體聚氯化鋁為乾燥後的形態，有運輸方便的優點，不需要罐車，缺點是使用時還需要稀釋，增加工作強度。
[0005]生產聚氯化鋁的 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、結晶氯化招法等。
[0006]1.金屬鋁法:採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行反應，經熟化聚合、沉降製得液體聚合氯化鋁，再經稀釋過濾，濃縮，乾燥製得。在工藝上可分為酸法、鹼法、中和法3種。酸法主要是用HC1，產品質量不易控制；鹼法生產工藝難度較高，設備投資較大且用鹼量大，PH控制費原料，成本較高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能達到國家標準。
[0007]2.氫氧化鋁法
[0008]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含量低，一般採用加熱加壓酸溶的生產工藝。這種工藝比較簡單，但生產的聚合氯化鋁的鹽基度較低，因此一般採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。
[0009]3.三氧化二鋁法
[0010]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。該生產工藝可分為兩步:第一步是得到結晶氯化鋁，第二步是通過熱解法或中和法得到聚氯化鋁。
[0011]4.氯化鋁法[0012]採用氯化鋁粉為原料加工聚氯化鋁，這種方法應用最為普遍。可用結晶氯化鋁於170°C進行沸騰熱解，加水熟化聚合，再經固化，乾燥製得。
[0013]目前已建成的固體聚氯化鋁生產裝置，多數為鋁礬土和鋁酸鈣兩步法生產液體聚氯化鋁，然後將液體聚氯化鋁用噴霧乾燥或滾筒乾燥為固體聚氯化鋁的裝置。現有固體聚氯化鋁生產裝置普遍存在以下缺點:
[0014]I)在第一步酸溶反應和第二步聚合反應中，都會產生大量不溶物難以與反應液分離，導致最終的固體聚氯化鋁產品中不溶物嚴重超標；
[0015]2)使用的滾筒乾燥系統，流程設置不夠合理，導致乾燥能耗成本過高，並且經過滾筒乾燥的固體聚氯化鋁的搬運處理也比較費時費力；
[0016]3)聚氯化鋁生產不僅乾燥需要熱能，反應池、調質池等設備也需要熱能，但是，現有聚氯化鋁生產裝置對熱能的利用率不高，有很大的節能空間，而且對產生的燃煤煙氣也沒有有效的處理，特別是粉塵含量達不到排放標準。

【發明內容】

[0017]有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種聚氯化鋁的節能生產系統，有效控制和降低反應液中的不溶物含量，提高最終的固體聚氯化鋁產品的產量和質量，並且使固體聚氯化鋁的生產節能降耗、環保清潔。
[0018]為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0019]本實用新型的聚氯化鋁的節能生產系統，包括一步反應系統、二步反應系統、滾筒乾燥系統和鍋爐系統；
[0020]所述一步反應系統包括反應池、反應池中轉池、絮凝劑配製罐1、主壓濾機和一步液池，所述反應池上設有鋁礬土加料口和酸液加料口，反應池與反應池中轉池連通，絮凝劑配製罐I與反應池中轉池連通，反應池中轉池通過一步液渾料泵與主壓濾機的入口連通，主壓濾機的液體出口與一步液池連通；
[0021]所述二步反應系統包括調質池、調質池中轉池、冷卻塔、分離池、分離渣儲裝池、絮凝劑配製罐II和半成品池，所述一步液池通過一步液輸送泵與調質池連通，所述調質池上設有鋁酸鈣加料口，調質池與調質池中轉池連通，調質池中轉池通過調質液輸送泵與冷卻塔的入口連通，冷卻塔的出口與分離池連通，絮凝劑配製罐II與分離池連通，分離池的上部與半成品池連通，分離池的下部與分離渣儲裝池連通，分離渣儲裝池通過分離渣輸送泵與反應池連通；
[0022]所述滾筒乾燥系統包括乾燥液高位罐、乾燥滾筒和成品皮帶輸送機，所述半成品池通過半成品液泵與乾燥液高位罐連通，乾燥液高位罐與乾燥滾筒的乾燥液入口連通，乾燥滾筒的固體出口正對成品皮帶輸送機；
[0023]所述鍋爐系統包括導熱油鍋爐、餘熱鍋爐、脫硫除塵裝置和高空煙囪，所述導熱油鍋爐通過導熱油管道與乾燥滾筒連通，導熱油鍋爐通過燃煤煙氣管道與餘熱鍋爐連通，餘熱鍋爐與自來水管網連通，餘熱鍋爐的蒸汽出口分別與反應池和調質池連通，餘熱鍋爐的煙氣出口與脫硫除塵裝置的煙氣入口連通，脫硫除塵裝置的煙氣出口與高空煙囪連通。
[0024]進一步，所述反應池、反應池中轉池和絮凝劑配製罐I均設有攪拌器，所述一步液渾料泵的數量為兩個且相互並聯，所述主壓濾機的數量為三個且相互並聯，所述一步液池的數量為四個且相互並聯。
[0025]進一步，所述調質池、分離池、分離渣儲裝池和絮凝劑配製罐II均設有攪拌器，所述冷卻塔為設有引風機的冷卻塔。
[0026]進一步，所述乾燥滾筒的數量為20個且相互並聯，所述乾燥滾筒上設有高空蒸汽排放管道，所述半成品液泵的數量為兩個且相互並聯。
[0027]進一步，所述脫硫除塵裝置包括乾式除塵器、脫硫塔和溼式電除塵器，所述餘熱鍋爐的煙氣出口與乾式除塵器的入口連通，所述乾式除塵器的出口通過風機與脫硫塔的煙氣入口連通，所述脫硫塔的煙氣出口與溼式電除塵器的入口連通，所述溼式電除塵器的出口與高空煙囪連通。
[0028]本實用新型的有益效果在於:
[0029]I)本實用新型在一步反應系統和二步反應系統中設置絮凝劑配製罐、壓濾機以及分離池等裝置，通過混凝沉澱分離生產中產生的不溶物，提高了最終的固體聚氯化鋁產品的產量和質量；
[0030]2)本實用新型設置了乾燥液高位罐，先將液體聚氯化鋁抽入乾燥液高位罐中，由乾燥液高位罐分布料液到各個乾燥滾筒進行高溫脫水乾燥，從而以簡潔高效的工藝流程達到了均勻布料的目的，降低了乾燥能耗成本；
[0031]3)本實用新型還設置了與乾燥滾筒相配合的成品皮帶輸送機，通過成品皮帶輸送機自動收集輸送固體聚氯化鋁，節約了固體聚氯化鋁的輸運成本。
[0032]4)本實用新型設置導熱油鍋爐和餘熱鍋爐，對燃煤熱能和煙氣餘熱進行充分利用，統一對滾筒乾燥機、反應池、調質池等設備提供熱能，大大降低了聚氯化鋁生產對燃煤的消耗，達到了節能降耗、降低生產成本的目的；
[0033]5)本實用新型在脫硫除塵裝置中設置乾式除塵器和溼式電除塵器共同完成煙氣除塵，在保證脫硫效率的同時，提高了除塵系統效率，降低了粉塵排放濃度，達到了環保清潔生產的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]為了使本實用新型的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明:
[0035]圖1為一步反應系統的結構示意圖；
[0036]圖2為二步反應系統的結構示意圖；
[0037]圖3為滾筒乾燥系統的結構示意圖；
[0038]圖4為鍋爐系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面將結合附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。
[0040]本實用新型的聚氯化鋁的節能生產系統，包括一步反應系統、二步反應系統、滾筒乾燥系統和鍋爐系統。
[0041]圖1為一步反應系統的結構示意圖,如圖所示,一步反應系統包括反應池11、反應池中轉池12、絮凝劑配製罐I 13、主壓濾機14和一步液池15，所述反應池11上設有鋁礬土加料口和酸液加料口，反應池11與反應池中轉池12連通，絮凝劑配製罐I 13與反應池中轉池12連通，反應池中轉池12通過一步液渾料泵16與主壓濾機14的入口連通，主壓濾機14的液體出口與一步液池15連通；所述反應池11、反應池中轉池12和絮凝劑配製罐I 13均設有攪拌器，所述一步液渾料泵16的數量為兩個且相互並聯，所述主壓濾機14的數量為三個且相互並聯，所述一步液池15的數量為四個且相互並聯。向反應池11中加入鹽酸和工藝廢水，然後投入配方量的鋁礬土，加熱反應，反應產物採取自流方式放入反應池中轉池12中，通過絮凝劑配製罐I 13加入聚丙醯胺絮凝劑絮凝，而後通過一步液渾料泵16泵入主壓濾機14中，將反應池產物進行渣液分離，分離出的一步液泵入一步液池15中，渣去渣洗滌池進行後續處理。
[0042]圖2為二步反應系統的結構示意圖,如圖所示,二步反應系統包括調質池21、調質池中轉池22、冷卻塔23、分離池24、分離渣儲裝池25、絮凝劑配製罐II 26和半成品池27，所述一步液池15通過一步液輸送泵28與調質池21連通，所述調質池21上設有鋁酸鈣加料口，調質池21與調質池中轉池22連通，調質池中轉池22通過調質液輸送泵29與冷卻塔23的入口連通，冷卻塔23的出口與分離池24連通，絮凝劑配製罐II 26與分離池24連通，分離池24的上部與半成品池27連通，分離池24的下部與分離渣儲裝池25連通，分離渣儲裝池25通過分離渣輸送泵20與反應池11連通；所述調質池21、分離池24、分離渣儲裝池25和絮凝劑配製罐II 26均設有攪拌器，所述冷卻塔23為設有引風機的冷卻塔。通過一步液輸送泵28將一步液泵入調質池21中，攪拌條件下逐步投入配方量鋁酸鈣反應，反應完成後，物料在冷卻塔23內經空氣冷卻後，進入分離池24加入絮凝劑進行絮凝分離，靜止沉降後將上清液放入半成品池27中；絮凝分離渣從分離渣儲裝池25泵入反應池11中，待反應池11中的渣達到工藝規定處置量時，加入配方量鹽酸、硫酸和水反應，渣反應完成後，物料按前述工藝流程進入反應池中轉池12進行絮凝分離。
[0043]圖3為滾筒乾燥系統的結構示意圖，如圖所示，滾筒乾燥系統包括乾燥液高位罐31、乾燥滾筒32和成品皮帶輸送機33，所述半成品池27通過半成品液泵34與乾燥液高位罐31連通，乾燥液高位罐31與乾燥滾筒32的乾燥液入口連通，乾燥滾筒32的固體出口正對成品皮帶輸送機33 ;所述乾燥滾筒32的數量為20個且相互並聯，所述乾燥滾筒32上設有高空蒸汽排放管道35，所述半成品液泵34的數量為兩個且相互並聯。半成品池27中半成品液體通過半成品液泵34抽入乾燥液高位罐31，由乾燥液高位罐31分布料液到各個乾燥滾筒32進行高溫脫水乾燥，經過滾筒乾燥的固體聚氯化鋁由成品皮帶輸送機33輸送。
[0044]圖4為鍋爐系統的結構示意圖，如圖所示，鍋爐系統包括導熱油鍋爐41、餘熱鍋爐42、脫硫除塵裝置43和高空煙囪44，所述導熱油鍋爐41通過導熱油管道與乾燥滾筒32連通，導熱油鍋爐41通過燃煤煙氣管道與餘熱鍋爐42連通，餘熱鍋爐42與自來水管網連通，餘熱鍋爐42的蒸汽出口分別與反應池11和調質池21連通，餘熱鍋爐42的煙氣出口與脫硫除塵裝置43的煙氣入口連通，脫硫除塵裝置43的煙氣出口與高空煙囪44連通。導熱油鍋爐41通過導熱油為乾燥滾筒32供熱，而導熱油鍋爐41的燃煤煙氣經餘熱鍋爐42吸收餘熱產生蒸汽，蒸汽為反應池11和調質池21供熱，燃煤煙氣經過餘熱鍋爐42後經脫硫除塵裝置43脫硫除塵，經高空煙? 44排放。
[0045]本實施例中，所述脫硫除塵裝置43包括乾式除塵器45、脫硫塔46和溼式電除塵器47，所述餘熱鍋爐42的煙氣出口與乾式除塵器45的入口連通，所述乾式除塵器45的出口通過風機48與脫硫塔46的煙氣入口連通，所述脫硫塔46的煙氣出口與溼式電除塵器47的入口連通，所述溼式電除塵器47的出口與高空煙囪44連通。
[0046]最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管通過上述優選實施例已經對本實用新型進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種聚氯化鋁的節能生產系統，其特徵在於:包括一步反應系統、二步反應系統、滾筒乾燥系統和鍋爐系統； 所述一步反應系統包括反應池、反應池中轉池、絮凝劑配製罐1、主壓濾機和一步液池，所述反應池上設有鋁礬土加料口和酸液加料口，反應池與反應池中轉池連通，絮凝劑配製罐I與反應池中轉池連通，反應池中轉池通過一步液渾料泵與主壓濾機的入口連通，主壓濾機的液體出口與一步液池連通； 所述二步反應系統包括調質池、調質池中轉池、冷卻塔、分離池、分離渣儲裝池、絮凝劑配製罐II和半成品池，所述一步液池通過一步液輸送泵與調質池連通，所述調質池上設有鋁酸鈣加料口，調質池與調質池中轉池連通，調質池中轉池通過調質液輸送泵與冷卻塔的入口連通，冷卻塔的出口與分離池連通，絮凝劑配製罐II與分離池連通，分離池的上部與半成品池連通，分離池的下部與分離渣儲裝池連通，分離渣儲裝池通過分離渣輸送泵與反應池連通； 所述滾筒乾燥系統包括乾燥液高位罐、乾燥滾筒和成品皮帶輸送機，所述半成品池通過半成品液泵與乾燥液高位罐連通，乾燥液高位罐與乾燥滾筒的乾燥液入口連通，乾燥滾筒的固體出口正對成品皮帶輸送機； 所述鍋爐系統包括導熱油鍋爐、餘熱鍋爐、脫硫除塵裝置和高空煙囪，所述導熱油鍋爐通過導熱油管道與乾燥滾筒連通，導熱油鍋爐通過燃煤煙氣管道與餘熱鍋爐連通，餘熱鍋爐與自來水管網連通，餘熱鍋爐的蒸汽出口分別與反應池和調質池連通，餘熱鍋爐的煙氣出口與脫硫除塵裝置的煙氣入口連通，脫硫除塵裝置的煙氣出口與高空煙囪連通。
2.根據權利要求1所述的聚氯化鋁的節能生產系統，其特徵在於:所述反應池、反應池中轉池和絮凝劑配製罐I均設有攪拌器，所述一步液渾料泵的數量為兩個且相互並聯，所述主壓濾機的數量為三個且相互並聯，所述一步液池的數量為四個且相互並聯。
3.根據權利要求1所述的聚氯化鋁的節能生產系統，其特徵在於:所述調質池、分離池、分離渣儲裝池和絮凝劑配製罐II均設有攪拌器，所述冷卻塔為設有引風機的冷卻塔。
4.根據權利要求1所述的聚氯化鋁的節能生產系統，其特徵在於:所述乾燥滾筒的數量為20個且相互並聯，所述乾燥滾筒上設有高空蒸汽排放管道，所述半成品液泵的數量為兩個且相互並聯。
5.根據權利要求1所述的聚氯化鋁的節能生產系統，其特徵在於:所述脫硫除塵裝置包括乾式除塵器、脫硫塔和溼式電除塵器，所述餘熱鍋爐的煙氣出口與乾式除塵器的入口連通，所述乾式除塵器的出口通過風機與脫硫塔的煙氣入口連通，所述脫硫塔的煙氣出口與溼式電除塵器的入口連通，所述溼式電除塵器的出口與高空煙囪連通。
【文檔編號】C02F1/52GK203683136SQ201320768363
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】谷飛, 鄒鵬, 王明冬, 鄒宏, 魏小兵 申請人:重慶藍潔廣順淨水材料有限公司