[发明专利]一种三层桨叶精简搅拌分解槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种三层桨叶精简搅拌分解槽，属于氧化铝生产设备技术领域。

背景技术

晶种分解是氧化铝生产的主要工序之一，主要采用分解槽（或称种分槽）进行生产，目前采用的分解槽主要为Φ14mx33~37m规格。其基本过程就是将铝酸钠溶液降温，增大其过饱和度，再加入氢氧化铝作为晶种，并进行搅拌，通过晶种的附聚、长大，来生产产品氢氧化铝。

分解槽是否需要搅拌，一直是业内争论的话题。早期的晶种分解槽都是通过搅拌来达到使溶液内晶种分布均匀、不产生沉淀的目的，晶种在槽内可以达到足够长的停留时间、且槽内任意两点间的溶液固含差小于3~5%。搅拌方式曾采用导流筒、多层桨叶搅拌器等装置，目前基本都统一为多层搅拌装置（如图1所示）。发明专利CN102806036A、CN102527275A、CN103663515、CN103936042A均是典型的多层搅拌方式。搅拌层数一般在5层甚至更多，一个普通的Φ14x37m，桨叶层数甚至可能多达8层。这种方式的分解槽搅拌效果好，槽内任意点间的固含差可低至3~5%以内。但有许多业内学者质疑这种搅拌方式，认为过多的搅拌不但耗能，而且使晶粒破碎，反而降低了氢氧化铝产品的质量。

基于上述原因，产生了无搅拌分解槽，最早为80年代法铝（当时称为皮奇尼铝业，现属力拓/加铝）发明专利CN85108251A、以及近年被称为“平推流”分解槽的方案CN101628726A，均是此类。该方案分解槽内不设搅拌装置，晶种由槽上部投入后，自然向下运动到提料管管口，仅通以空气防止其沉淀、结疤。此类分解槽虽然解决了晶种破碎的问题，但槽内固含差较大，沉淀结疤明显。故在实际应用中，各企业均在槽内底部又加装了一层桨叶搅拌，用以防止槽底沉淀。但从实际效果看，沉淀问题还是相当明显。

无搅拌分解槽槽内流速场分布如图2所示，槽内存在溶液及晶种的低速区，极易产生沉淀及结疤。即便改变分解槽料浆的进、出料方式，整个传质过程也不会有本质的改变，大量的低速区仍不同程度的存在。

只有在分解槽的槽内上部接近进料口的位置、及底部各设置一层桨叶才可能完成搅匀进口料浆、及阻止槽底沉淀的作用。而如此远的桨叶层间距离也避免了槽内晶种因碰撞、剪切等产生的破损。

发明内容

本发明的目的在于，通过对分解槽内溶液及晶种颗粒的传质过程进行分析，找出其晶种运动的规律。吸取多层搅拌方式固含差小及无搅拌方式功耗低、晶种破损少的优点。发明一种较少桨叶层数的分解槽。

本发明的技术方案：一种三层桨叶精简搅拌分解槽，它包括槽体、搅拌轴、桨叶、提料管、挡板，在槽体内设置多根搅拌轴上，每根搅拌轴上的桨叶配置2-3层。

槽体内设置的搅拌轴为1根或2根以上。

分解槽槽体内壁设置有挡板。

搅拌轴上的每层桨叶直径小于筒体直径减去挡板宽度。

当槽体内仅有1根搅拌轴时，其桨叶最下层直径应大于或等于其它层桨叶的直径。

当槽体内有2根以上搅拌轴时，各轴桨叶最下层应布置于同一高度。

桨叶的相邻层空间投影位置形成90度夹角。

本发明的目的在于弱化多层桨叶的搅拌作用，理论上仅采用两层桨叶即可。但根据现有分解槽的实际情况，通过计算分析发现：要保证分解槽内的固含差合理分布，必须保证桨叶层数与分解槽的高细比（即实际水深与槽直径之比）相关。普通Φ12mx30m、Φ14mx33m、Φ14mx37m、正在研制的Φ16mx40m甚至今后更大容量的分解槽，只要其高细比变化不超过3，均应采用仅有3层桨叶的搅拌装置。这样既能降低晶种受到过渡搅拌而产生的破损，又保证了槽内各点具有较小的固含差，且较为节能。

附图说明

图1为传统的多层桨叶搅拌分解槽示意图；

图2为无搅拌分解槽槽内流速场分布图；

图3为本发明单轴三层桨叶精简搅拌分解槽示意图；

图4为本发明多轴三层桨叶精简搅拌分解槽示意图。

具体实施方式