[实用新型]高效生产聚氯化铝的酸溶反应系统

说明书

技术领域

本实用新型属于聚氯化铝生产技术领域，涉及一种聚氯化铝生产酸溶反应系统。

背景技术

聚氯化铝，俗称净水剂，又名聚合氯化铝，简称聚铝，英文名字PAC；它是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂，固体产品外观为红褐色、黄色或白色固体粉末，其化学分子式为[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产品的中性程度，易溶于水，有较强的架桥吸附性，在水解过程中伴随电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化变化，最终生成[AL₂(OH)₃(OH)₃]，从而达到净化目的。

聚氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。

聚氯化铝分为形态分为两种：a. 液体聚氯化铝为未干燥的形态，有不用稀释、装卸使用方便、价格相对便宜的优点，缺点是运输需要罐车，单位运输成本增加（每吨固体相当于2-3吨液体）；b. 固体聚氯化铝为干燥后的形态，有运输方便的优点，不需要罐车，缺点是使用时还需要稀释，增加工作强度。

生产聚氯化铝的原料主要有两大类：一类是含铝矿物，包括铝土矿（三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石）、粘土、高岭土、明矾石等；另一类是其它含铝原料，包括金属铝、废铝屑、灰铝、氢氧化铝、三氯化铝、煤矸石、粉煤灰等。目前生产聚氯化铝的方法主要有金属铝（包括铝灰、铅渣）法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝（包括铝矾土、煤矸石等）法、结晶氯化铝法等。

1. 金属铝法：采用金属铝法合成聚氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经稀释过滤，浓缩，干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl，产品质量不易控制；碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，pH控制费原料，成本较高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能达到国家标准。

2. 氢氧化铝法

氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。

3. 三氧化二铝法

含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚氯化铝。

4. 氯化铝法

采用氯化铝粉为原料加工聚氯化铝，这种方法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化，干燥制得。

目前已建成的聚氯化铝生产装置，多数为铝矾土和铝酸钙两步法生产聚氯化铝的装置，其在第一步酸溶反应中，会产生大量氯化钙悬浮物难以与一步反应液（三氯化铝反应液）有效分离，导致最终的聚氯化铝产品中不溶物严重超标。因此，必须对现有聚氯化铝生产装置进行改进，特别是其中的第一步酸溶反应系统，以有效控制和降低一步反应液中的不溶物含量，提高聚氯化铝产品的产量和质量。

压滤机为一种利用过滤介质对对象施加一定的压力并使得液体渗析出来的一种机械设备。压滤机通过进料泵的压力将过滤物料注入滤室，过滤物料由止推板端面的进料孔进入滤板，再由滤板中心孔使过滤物料分布到所有的滤室，经滤室的过滤介质使固液分离后，达到过滤的目的。现有的压滤机一般仅采用调整进料压力来作为压滤的压力源，虽然能够满足使用要求，但是，随着压滤设备的发展，压滤机的过滤面积不断加大，滤板的数量也不断增多，使得压滤机的长度不断加长，若仅仅采用加大进料泵的进料压力来提供压滤压力，则会导致滤饼长时间不能压滤完成，降低了生产效率。

另外，由于压滤机的长度不断加长，当压滤完成后，无法确保所有的滤室均能够打开，导致滤渣不能顺利排除，需要采用人工操作逐一将未打开的滤室开启后再清除滤渣，不仅浪费人力，而且降低了生产效率。

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