[实用新型]一种铝酸钠溶液晶种分解槽

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铝酸钠溶液晶种分解槽，尤其涉及一种生产氢氧化铝的机械搅拌式平底的铝酸钠溶液晶种分解槽。

背景技术

氧化铝生产过程中，铝酸钠溶液的晶种分解是将大量的晶种加入分解槽进行氢氧化铝晶体的诱导结晶和长大，使过饱和的铝酸钠溶液分解。该过程是控制氧化铝产品技术经济指标的关键工序之一。晶种分解过程中使用的主要设备是晶种分解槽，简称分解槽。现阶段，铝酸钠溶液的晶种分解大都采用机械搅拌平底分解槽，直径14米，高30米以上，容积4000立方米以上，属于大型冶金装备。对于这种大型的化学结晶反应装备，通常需要配置一套机械搅拌装置，一般包括驱动电机、变速系统、与槽体同样高度的旋转轴和安装在旋转轴上的搅拌桨叶。在传统的分解工艺中，一直认为搅拌混合强度下降，溶液中的氢氧化铝固相颗粒会快速下沉，导致积料、堵塞、沉槽等现象，认为追求强的搅拌混合，是使分解溶液中的结晶颗粒完全悬浮混合、确保生产连续与稳定的必要条件，因此，现有的分解槽为了追求较好的混合效果，在旋转轴上从上至下安装了5层搅拌桨叶，每层搅拌桨叶由2片叶片组成，共计10片，每片叶片的长度为4～5.5米，对称安装在旋转轴上，驱动电机功率约为75千瓦。一组分解生产流程需要配置这样的分解槽12～14台，每台分解槽都要配置上述的5层大型搅拌桨叶及功率，连续运转，不停产，不停止，不但需要消耗大量电能，并且造成整个搅拌系统的价格昂贵，而且由于搅拌桨叶沿轴向有5层，桨叶在轴向的分布密度过高，并且搅拌旋转轴转速一般为4.8rpm，换算成主搅拌桨叶处(直径约在Φ8～10米处)的线速度在2～2.5米左右，桨叶与氢氧化铝结晶颗粒相互碰撞的速度较大，从而导致从槽顶流动至槽底的、逐渐长大的大部分结晶颗粒受到桨叶搅拌、碰撞而破碎的几率较高，使产品粒度细化。经过我们研究证明，在目前氧化铝晶种分解浓度范围内，氢氧化铝晶体生长的活化能较高，完全可在弱搅拌的条件下满足分解结晶的能量需要，同时弱搅拌能改善颗粒结晶环境，增加氧化铝粒度；而目前生产所采取的搅拌混合强度过大，搅拌装置庞大复杂，不仅白白浪费能源，还增加分解槽的空间结构复杂性，增加零部件的投入和桨叶结垢的清理费用等。因此，有必要对现有的分解设备进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种铝酸钠溶液晶种分解槽，在满足铝酸钠溶液浆料结晶反应动力条件下，改善氢氧化铝结晶颗粒的长大环境、减小氢氧化铝结晶颗粒生长过程中的碰撞细化，同时实现节能和节省零部件投入。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种铝酸钠溶液晶种分解槽。其构成包括分解槽槽体、进料口、出料口和出料管，在槽体的顶部装有驱动电机和变速系统，在槽体中装有旋转轴，旋转轴与变速系统连接，在所述的旋转轴上沿纵向分布有4层搅拌桨叶，第1层搅拌桨叶安装在旋转轴的上部，并位于分解浆料的液面以下；第2层和第3层搅拌桨叶安装在旋转轴的中部，第4层搅拌桨叶安装在旋转轴的下部。

上述的铝酸钠溶液晶种分解槽，在出料管中插入有提料风管。

前述的铝酸钠溶液晶种分解槽，所述的4层搅拌桨叶中，每层搅拌桨叶的叶片数量可以是1片，也可以是2片以上。

前述的铝酸钠溶液晶种分解槽，所述的4层搅拌桨叶中，上下相邻两层搅拌桨叶的安装方式可以是相互平行安装或者是交错安装。

本实用新型的有益效果：与现有技术的5层搅拌桨叶相比，本实用新型的搅拌系统仅采用4层搅拌桨叶，减少了分解槽中沿轴向机械搅拌桨叶的排布密度，有效减小了氢氧化铝结晶颗粒的碰撞、破碎几率，改善了分解反应结晶颗粒的长大环境，有利于提高产品粒度；同时，也简化了分解槽的空间结构，减少了搅拌零部件投资和清理费用，降低了搅拌功率和能耗，节约了能源。

本实用新型采用4层搅拌桨叶就能够满足铝酸钠溶液浆料流速在600～1400m³/h范围内氢氧化铝晶种结晶反应连续生产所需的工艺条件，其理论依据是因为氢氧化铝晶体生长的活化能较高，搅拌混合不是影响反应效率的主导因素。目前精制过的高浓度过饱和铝酸钠溶液的粘性较高，固含也很高，固体体积分数占30％以上，且结晶的氢氧化铝固体颗粒大都在几十微米量级，这样的一个固-液两相体系，在沉降过程中，液体对固体颗粒的拖曳作用以及固体颗粒之间的干涉作用，导致固体颗粒的沉降速度较慢，在完全正常的分解生产作业流量范围内(约600～1400m³/h)，即使完全停止搅拌，在短时间内也不会导致分解槽内轴向固含差的急剧变化。

附图说明