一種聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法及其裝置的製作方法

2023-05-29 11:30:01

專利名稱：一種聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法，本發明還涉及實現聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法的裝置。
背景技術：
由國家發改委和科技部共同編制的《當前優先發展的高新技術產業化重點領域指南》中，明確提出要把水處理藥劑確定為國家優先發展的重點產品。聚氯化鋁是應用範圍最廣泛，使用量最大的淨水化學藥劑。我國目前城市的工業水淨化處理對水處理藥劑的總需求量約100多萬噸，但年產量僅約60萬噸，市場缺口很大，具有巨大潛在的市場應用前景。我國聚氯化鋁產品雖然需求量大，但它屬於低附加值的產品，噸產品利潤多在100到200元之間，其中產品的乾燥成本佔了很大的一部分，如對於普通聚氯化鋁固體產品，噸產品採用 滾筒乾燥法生產需耗煤500kg，採用噴霧乾燥法生產需耗煤350kg。目前，我國聚氯化鋁行業，75%的聚氯化鋁產品是採用滾筒乾燥法生產的，25%的聚氯化鋁產品是採用噴霧乾燥法生產的，但即使是採用噴霧乾燥法生產也仍有節能空間，因為目前全國90%採用噴霧乾燥法生產的企業都用鏈條爐作為熱風爐，這種熱風爐需要燃用熱值在5000kcal/kg以上、揮發份不低於10%的煤，對於南方許多缺煤省份來說，要求太高了，煤燃燒利用率只有85%左右，而且煙氣都沒有進行二次利用，煙氣外排溫度高達到2000C _230°C，熱效率只有65%左右，乾燥尾氣溫度達到105°C _120°C，也沒有進行二次利用，尾氣中帶有1%_3%的粉料用冷水噴淋吸收，吸收處理後也沒有得到有效利用。實際上，沸騰爐燃燒技術是很成熟的，燃煤的燃燒效率高達99%，而且能適應不同燃燒熱值的煤，對於含硫量較低的煤，在燃燒過程中可通過加入石灰石粉的方法脫硫，脫硫率可達到98%，煙塵通過布袋除塵後塵埃量可降低到50mg/m3，達到環保要求。

發明內容
本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種使聚氯化鋁乾燥工藝更合理，煤耗更低，不受原料和生產規模的限制的聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法。本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種實現使聚氯化鋁乾燥工藝更合理，煤耗更低，不受原料和生產規模的限制的聚氯化鋁淨水劑的生產節能幹燥方法的裝置。為了解決上述第一個技術問題，本發明提供的聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法，包括以下步驟I)、採用沸騰爐作為熱風爐供熱；2)、沸騰爐產生的750°C _900°C的高溫煙氣採用空氣換熱器和空氣預熱器與室溫空氣進行二級串聯換熱，高溫煙氣首先利用空氣換熱器將經過空氣預熱器預熱到700C _75°C的預熱空氣進一步加熱到230°C以上，以達到乾燥塔所需要的熱風溫度，高溫煙氣經過空氣換熱器換熱後，溫度降到200°C -230°C，然後利用空氣預熱器將室溫空氣預熱到70°C _75°C，煙氣外排溫度也降到100°C _120°C，低溫熱風經過引風機後，再將其風量的50%引回到沸騰爐三次使用；3)、達到乾燥塔所需要溫度230°C以上的熱風，經過乾燥塔對液料進行乾燥後，溫度降至IJ 1050C _120°C，並且帶有O. 5%-1. 0%乾燥粉料；4)、對乾燥尾氣進行二次利用，利用帶有O. 5%-1. 0%乾燥粉料，溫度為105°C _120°C的乾燥尾氣對將要進乾燥塔的液料在預乾燥塔中進行減壓噴霧濃縮，經過預乾燥塔噴霧濃縮後，尾氣溫度降到70°C -80°C，然後在酸霧吸收塔中經過水噴淋吸收酸氣和氣液分離後排放。為了解決上述第二個技術問題，本發明提供的實現聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法的裝置，沸騰爐的熱風出口對接空氣換熱器的管間一端，空氣換熱器的管間另一端對接布袋除塵器的進口，布袋除塵器的出口對接空氣預熱器的管間的一端，空氣預熱器的管間的另一端對接第一引風機的進口，所述的第一引風機的出口一路與所述的沸騰爐的進風口連接，另一路與煙氣排放管連接，空氣預熱器的管內進口對接鼓風機，空氣預熱器的管內出口對接空氣換熱器的管內進口，空氣換熱器的管內出口對接噴霧乾燥塔的熱風進口，噴 霧乾燥塔的液料進口對接濃縮液貯槽，噴霧乾燥塔的尾氣進口對接旋風分離器的進口，旋風分離器的出口對接預乾燥塔的尾氣進口，預乾燥塔的尾氣出口經第二引風機與噴淋吸收搭連接，預乾燥塔的液料進口與貯料罐連接，預乾燥塔的液料出口與濃縮液貯槽的進口對接。採用上述技術方案的聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法及其裝置，I)步中沸騰爐取代傳統鏈條爐供熱，可使燃煤的燃燒利用率從85%提高到99% ;2)步中750°C _800°C的高溫煙氣作為空氣換熱器的熱源，換熱後溫度降到200°C _230°C的煙氣作為空氣預熱器的熱源。2)步中煙氣進行二次利用，在保溫較好的條件下，沸騰爐的總熱效率可提高到85%。4)步中帶有O. 5%-1. 0%乾燥粉料，溫度為105°C _120°C的乾燥尾氣作為預乾燥塔噴霧濃縮的熱源。4)步中帶有O. 5%-1. 0%乾燥粉料，經過預乾燥塔噴霧濃縮後，回收到用於將要乾燥的液料中。4)步中經過預乾燥塔噴霧濃縮後，液料氧化鋁含量可提高1%_2%，進乾燥塔液料溫度可提高到75°C。I)和2)步驟，可使普通聚氯化鋁噴霧乾燥節約燃煤噸產品達到50kg(以5000kcal/kg煤計算，下同)。4)步中，可使普通聚氯化鋁噴霧乾燥節約燃煤噸產品達到40kg。本發明的聚氯化鋁淨水劑噴霧乾燥節能方法和裝置可以適應用氫氧化鋁、鋁礬土、鋁酸鈣和鹽酸等為原料，採用一步或二步法製備的聚氯化鋁液體，液體氧化鋁含量可以為13%-19%，液料乾燥後產品質量達到國標GB15892-2009的標準，該液體經節能噴霧乾燥後，噸固體產品生產煤耗比傳統噴霧乾燥工藝省60-90kg。本發明的技術方案能產生以下技術效果本技術節能幹燥過程包括兩部分，第一部分為供熱系統節能，首先是採用沸騰爐取代傳統的鏈條爐作為熱風爐，提高燃煤的燃燒效率，使燃煤的燃燒效率從鏈條爐的85%提高到99%，燃煤需用低硫煤，硫含量需低於2%，燃煤在燃燒過程中加入碳酸鈣粉進行脫硫，脫硫效率達到98%以上，生成的亞硫酸鈣或硫酸鈣附著到煤渣中，煙塵採用布袋除塵去除，除塵後的煙氣煙塵含量小於50mg/m3，達到排放標準。高溫煙氣採用空氣換熱器和空氣預熱器與室溫空氣進行二級串聯換熱，使高溫煙氣溫度降低到100°C -120°C，同時加強設備的保溫工作，保證熱利用率達到85%，而傳統噴霧乾燥的鏈條爐供熱系統只有空氣換熱器的一次換熱，煙氣排放溫度高，達到200°C以上，熱利用率僅為65-70%。第二部分為噴霧乾燥系統節能，主要是對乾燥過程105°C -120°C的高溫尾氣進行二次利用，讓其對需要乾燥的聚氯化鋁液體進行加溫和濃縮，本技術採用噴霧濃縮方法，該方法的熱交換效率高，高溫尾氣的排放溫度可降低到75°C以下，換熱後，可使進噴霧乾燥塔的聚氯化鋁液體溫度升高30°C，液體氧化鋁含量可提高1%_2%。本技術不受原料和生產規模限制，適於推廣使用，節煤效果根據聚氯化鋁液體氧化鋁含量不同，與傳統鏈條爐作為熱爐乾燥工藝相比，噸產品節煤可達到60-90kg，相當於噸產品降低生產成本50-80元，由於聚氯化鋁產品雖然需求量大，但該產品為低附加值產品，噸產品利潤大多在100-150元左右，因此，本技術不但節能效果明顯，還能大大提高聚氯化鋁產品的市場競爭力。本發明技術有如下特點1、在乾燥過程中，將熱風爐供熱系統節能與乾燥過程的節能有機結合在一起，節能效率高，節煤效果明顯，生產噸固體產品可節約燃燒60-90kg ;2、供熱過程中，將鏈條熱風爐改用沸騰爐替代，燃煤的燃燒效率從85%提高到99%，解決了傳統鏈條爐不能燃用熱值低於5000kcal/kg、揮發份低於10%的煤的問題，另外，增加空氣 預熱器，對高溫煙氣進行二級串聯換熱，使高溫煙氣溫度降低到100°C _120°C才排放，排放前再將其風量的50%引回沸騰爐三次使用，供熱系統熱效率從原來的確70%左右提高到85% ;3、噴霧乾燥過程中，設置尾氣二次利用工序，增加噴霧濃縮塔，採用噴霧濃縮工藝，使尾中所含的O. 5%-1. 0%的粉狀產品得到全部回收，提高產品得率；4、噴霧乾燥過程中，設置尾氣二次利用工序，增加噴霧濃縮塔，採用噴霧濃縮工藝，使尾氣溫度降低到70°C -75°C,大大提高了熱風的熱利用率；5、噴霧乾燥過程中，設置尾氣二次利用工序，增加噴霧濃縮塔，採用噴霧濃縮工藝，使進乾燥塔液體溫度提高了 30°C，氧化鋁含量增加了 1%-2%，可使乾燥塔的產量增加5%左右。綜上所述，本發明使聚氯化鋁乾燥工藝更合理，乾燥過程不但對煙氣進行三次利用，對乾燥尾氣也進行了二次利用，液料進乾燥塔溫度可提高25°C _30°C，氧化鋁含量可增加1%_2%，煤耗更低，對於氧化鋁含量只有13. 5%的普通聚氯化鋁產品，噴霧乾燥生產噸產品耗煤可從350kg降低到260kg，噸產品節煤達到90kg。本發明不受原料和生產規模的限制，特別適合於I萬噸/套的聚氯化鋁乾粉生產裝置。


圖I是沸騰爐供熱系統節能設備流程圖。圖2是噴霧乾燥系統節能設備流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。參見圖I和圖2，沸騰爐I的熱風出口對接空氣換熱器2的管間一端，空氣換熱器2的管間另一端對接布袋除塵器3的進口，布袋除塵器3的出口對接空氣預熱器4的管間的一端，空氣預熱器4的管間的另一端對接第一引風機7的進口，第一引風機7的出口一路與沸騰爐I的進風口連接，另一路與煙氣排放管6連接，空氣預熱器4的管內進口對接鼓風機5，空氣預熱器4的管內出口對接空氣換熱器2的管內進口，空氣換熱器2的管內出口對接噴霧乾燥塔8的熱風進口，噴霧乾燥塔8的液料進口對接濃縮液貯槽11，噴霧乾燥塔8的尾氣進口對接旋風分離器9的進口，旋風分離器9的出口對接預乾燥塔10的尾氣進口，預乾燥塔10的尾氣出口經第二引風機14與噴淋吸收搭13連接，預乾燥塔10的液料進口與貯料罐12連接，預乾燥塔10的液料出口與濃縮液貯槽11的進口對接。參見圖I和圖2，聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法，步驟如下I)、採用沸騰爐作為熱風爐供熱；2)、沸騰爐產生的750°C _900°C的高溫煙氣採用空氣換熱器和空氣預熱器與室溫空氣進行二級串聯換熱，高溫煙氣首先利用空氣換熱器將經過空氣預熱器預熱到700C _75°C的預熱空氣進一步加熱到230°C以上，以達到乾燥塔所需要的熱風溫度，高溫煙氣經過空氣換熱器換熱後，溫度降到200°C -230°C，然後利用空氣預熱器將室溫空氣預熱到70°C _75°C，煙氣外排溫度也降到100°C _120°C，低溫熱風經過引風機後，再將其風量的50%引回到沸騰爐三次使用；3)、達到乾燥塔所需要溫度230°C以上的熱風，經過乾燥塔對液料進行乾燥後，溫度降至IJ 1050C _120°C，並且帶有O. 5%-1. 0%乾燥粉料；4)、對乾燥尾氣進行二次利用，利用帶有O. 5%-1. 0%乾燥粉料，溫度為105°C _120°C的乾燥尾氣對將要進乾燥塔的液料在預乾燥塔中進行減壓噴霧濃縮，經過預乾燥塔噴霧濃縮後，尾氣溫度降到70°C _75°C，然後在酸霧吸收塔中經過水噴淋吸收酸氣和氣液分離後排放。本發明的聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法和裝置可以適應用氫氧化鋁、鋁礬土、鋁酸鈣和鹽酸等為原料，採用一步或二步法製備的聚氯化鋁液體噴霧乾燥，液體氧化鋁含量可以為13%-19%，液料乾燥後產品質量達到國標GB15892-2009的標準，該液體經節能噴霧乾燥後，噸固體產品生產煤耗比傳統鏈條熱風爐噴霧乾燥工藝省60-90kg，本發明適用於單套噴霧乾燥裝置年產能力為5000噸到20000噸的生產裝置。實施例I :以氫氧化鋁、鋁酸鈣和鹽酸為原料，在10000L搪瓷反應釜中，加入氫氧化鋁1000Kg、31%鹽酸4000kg和水2500kg，在O. 2MPa壓力下反應2小時，然後降溫到100°C，力口入鋁酸鈣1000kg，再反應I. 5小時，然後過濾得到氧化鋁含量為13. 5%的液體聚氯化鋁。以此氧化鋁含量為13. 5%的液體聚氯化鋁為原料進行噴霧乾燥，沸騰爐出口煙氣溫度為7500C -800°C，經過二次換熱後煙氣溫度降低100°C _120°C，室溫空氣經過二次換熱後被加熱到250°C _260°C，作為乾燥熱風，此溫度熱風經過乾燥塔乾燥物料後，離開乾燥塔溫度為IlO0C _118°C，此溫度的尾氣作為預乾燥濃縮塔的熱風，可將氧化鋁含量為13. 5%的液體聚氯化鋁提高到氧化鋁含量為15%，出濃縮塔液體溫度達到75°C _80°C，該尾氣溫度從110°C降低到70°C _75°C，液料乾燥後產品質量達到國標GB15892-2009的標準，該液體經噴霧法節能幹燥後，噸固體產品生產煤耗為260kg，而此13. 5%的液體聚氯化鋁，如採用傳統鏈條熱風爐供熱，煤耗要達到350kg，噸產品可節煤90kg。
實施例2:以氫氧化鋁和鹽酸為原料，在10000L搪瓷反應釜中，加入氫氧化鋁3600Kg、31%鹽酸7600kg和水500kg，在O. 4MPa壓力下反應4小時，然後降溫到100°C，過濾得到氧化鋁含量為18. 0%的液體聚氯化鋁。以此氧化鋁含量為18. 0%的液體聚氯化鋁為原料進行噴霧乾燥，沸騰爐出口煙氣溫度為750°C _800°C，經過二次換熱後煙氣溫度降低100°C -120°C,室溫空氣經過二次換熱後被加熱到230°C _240°C，作為乾燥熱風，此溫度熱風經過乾燥塔乾燥物料後，離開乾燥塔溫度為105°C _110°C，此溫度的尾氣作為預乾燥濃縮塔的熱風，可將氧化鋁含量為18. 0%的液體聚氯化鋁提高到氧化鋁含量為20%，出濃縮塔液體溫度達到75°C -80°C，該尾氣溫度從110°C降低到70°C _75°C，液料乾燥後產品質量達到國標GB15892-2009的標準，該液體經噴霧法節能幹燥後，噸固體產品生產煤耗為190kg，而此18. 0%的液體聚氯化鋁，如採用傳統鏈條熱風爐供熱，噸固體產品生產煤耗為250kg，噸產品可節煤60kg。實施例3 以鋁礬土、鋁酸鈣和鹽酸為原料，在10000L反應池中，加入鋁礬土 2300Kg、31%鹽酸4000kg和水2500kg，在100°C下反應3小時，加入鋁酸鈣1000kg，再反應I. 5小時，然後過濾得到氧化鋁含量為13. 5%的液體聚氯化鋁。以此氧化鋁含量為13. 5%的液體聚氯化鋁為原料進行噴霧乾燥，沸騰爐出口煙氣溫度為750°C -800°C，經過二次換熱後煙氣溫度降低IOO0C -120°C，室溫空氣經過二次換熱後被加熱到250°C _260°C，作為乾燥熱風，此溫度熱 風經過乾燥塔乾燥物料後，離開乾燥塔溫度為110°c -118°C，此溫度的尾氣作為預乾燥濃縮塔的熱風，可將氧化鋁含量為13. 5%的液體聚氯化鋁提高到氧化鋁含量為15%，出濃縮塔液體溫度達到75°C _80°C，該尾氣溫度從110°C降低到70°C _75°C，液料乾燥後產品質量達到國標GB15892-2009的標準，該液體經噴霧法節能幹燥後，噸固體產品生產煤耗為260kg，而此13. 5%的液體聚氯化鋁，如採用傳統鏈條熱風爐供熱，煤耗要達到350kg，噸產品可節煤 90kg。
權利要求
1.一種聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法，其特徵在於包括以下步驟 1)、採用沸騰爐作為熱風爐供熱； 2)、沸騰爐產生的750°C_900°C的高溫煙氣採用空氣換熱器和空氣預熱器與室溫空氣進行ニ級串聯換熱，高溫煙氣首先利用空氣換熱器將經過空氣預熱器預熱到70°C _75°C的預熱空氣進ー步加熱到230°C以上，以達到乾燥塔所需要的熱風溫度，高溫煙氣經過空氣換熱器換熱後，溫度降到200°C _230°C，然後利用空氣預熱器將室溫空氣預熱到70°C -75°C,煙氣外排溫度也降到100°C _120°C，低溫熱風經過引風機後，再將其風量的50%引回到沸騰爐三次使用； 3)、達到乾燥塔所需要溫度230°C以上的熱風，經過乾燥塔對液料進行乾燥後，溫度降到1050C -120。。，並且帶有O. 5%-1. 0%乾燥粉料； 4)、對乾燥尾氣進行二次利用，利用帶有O.5%-1. 0%乾燥粉料，溫度為105°C _120°C的乾燥尾氣對將要進乾燥塔的液料在預乾燥塔中進行減壓噴霧濃縮，經過預乾燥塔噴霧濃縮後，尾氣溫度降到70°C -80°C，然後在酸霧吸收塔中經過水噴淋吸收酸氣和氣液分離後排放。
2.實現權利要求I所述的聚氯化鋁浄水劑生產乾燥節能方法的裝置，其特徵在於沸騰爐(I)的熱風出口對接空氣換熱器(2)的管間一端，所述的空氣換熱器(2)的管間另ー端對接布袋除塵器(3)的進ロ，所述的布袋除塵器(3)的出口對接空氣預熱器(4)的管間的一端，所述的空氣預熱器(4)的管間的另一端對接第一引風機(7)的進ロ，所述的第一引風機(7)的出口一路與所述的沸騰爐⑴的進風ロ連接，另一路與煙氣排放管(6)連接，所述的空氣預熱器(4)的管內進ロ對接鼓風機(5)，所述的空氣預熱器(4)的管內出口對接所述的空氣換熱器(2)的管內進ロ，所述的空氣換熱器(2)的管內出口對接噴霧乾燥塔(8)的熱風進ロ，所述的噴霧乾燥塔(8)的液料進ロ對接濃縮液貯槽(11)，所述的噴霧乾燥塔(8)的尾氣進ロ對接旋風分離器(9)的進ロ，所述的旋風分離器(9)的出口對接預乾燥塔(10)的尾氣進ロ，所述的預乾燥塔(10)的尾氣出口經第二引風機(14)與噴淋吸收搭(13)連接，所述的預乾燥塔(10)的液料進ロ與貯料罐(12)連接，所述的預乾燥塔(10)的液料出口與濃縮液貯槽(11)的進ロ對接。
全文摘要
本發明公開了一種聚氯化鋁淨水劑生產乾燥節能方法及其裝置，採用沸騰爐供熱，沸騰爐產生的750℃-800℃的高溫煙氣與室溫空氣進行二級串聯換熱，利用空氣換熱器將經過空氣預熱器預熱到70℃-75℃的預熱空氣進一步加熱到230℃以上，高溫煙氣經過空氣換熱器換熱後，溫度降到200℃-230℃，利用空氣預熱器將室溫空氣預熱到70℃-75℃，煙氣外排溫度也降到100℃-120℃。利用帶有0.5%-1.0%乾燥粉料，溫度為105℃-120℃的乾燥尾氣對將要進乾燥塔的聚氯化鋁液料在濃縮塔中進行負壓噴霧濃縮，尾氣溫度降到70℃-80℃，尾氣中所含的0.5%-1.0%乾燥粉料也被聚氯化鋁液體吸收，在酸霧吸收塔中氣液分離後排放。從而使噴霧乾燥塔產量可增加5%左右，生產噸固體聚氯化鋁綜合煤耗可減少60-90kg標煤。
文檔編號F26B21/14GK102863061SQ201210357779
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者晏永祥, 劉少峰 申請人:長沙理工大學