[发明专利]硫酸铝的合成装置及利用其合成硫酸铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别是涉及一种硫酸铝的合成装置及方法。

背景技术

传统的硫酸铝制备是以蒸汽直接升温、用氢氧化铝粉和浓硫酸在常压、沸腾状态下反应约4小时制备而成。因为常压下反应，在反应过程中，随着介质温度的升高，反应釜中会有大量的含酸、含水尾气开始蒸发逸出，当温度达到沸腾时，大量夹酸尾气外排数小时，直至反应结束。上述制备过程存在如下缺点：1、含酸、含水尾气排放量大，造成环境酸污染和热污染严重，有时甚至导致酸雨现象；2、酸及蒸汽跑损量大、利用率不高；3、反应不完全、原料转化率低、生产过程中沉降切渣量较大；4、装置的物耗、能耗等消耗指标居高不下；5、批式生产、纯手工控制，产品质量不稳定。

综上所述，传统的硫酸铝制备方法生产工艺落后、生产效率低、原材料利用率低、装置物耗能耗高。

发明内容

基于此，有必要针对传统的硫酸铝制备方法生产工艺落后、生产效率低、原材料利用率低、装置物耗能耗高等问题，提供一种先进高效、原材料利用率高、装置物耗能耗低的硫酸铝的合成装置。

此外，还提供一种利用上述硫酸铝的合成装置合成硫酸铝的方法。

一种硫酸铝的合成装置，包括第一进水管、第二进水管、低压蒸汽管、铝粉进料管、浓硫酸进料管、冷凝水管及依次相连的热水储罐、反应釜、切渣罐、中间储罐、紧密过滤器和硫酸铝储罐；所述第一进水管、铝粉进料管和浓硫酸进料管分别与所述反应釜相连通，所述反应釜的顶部设有安全泄压装置和压力调节阀；所述反应釜的内壁设有盘管，所述盘管的进口和出口均设置在所述反应釜的外壁上，且所述进口高于所述出口，所述低压蒸汽管的一端与所述进口相连，所述冷凝水管的一端与所述出口相连，所述热水储罐的一端与所述进口相连，另一端与所述第一进水管相连，所述第二进水管的一端与所述出口相连。

在其中一个实施例中，所述反应釜内设有搅拌装置。

在其中一个实施例中，所述硫酸铝的合成装置还包括尾气管和尾气净化罐，所述尾气管的一端与所述反应釜相连通，另一端与所述尾气净化罐相连通。

在其中一个实施例中，所述安全泄压装置的一端与所述反应釜相连，另一端与所述尾气管相连，所述压力调节阀的一端与所述反应釜相连，另一端与所述尾气管相连。

在其中一个实施例中，所述尾气管靠近所述尾气净化罐的一端设有破真空装置，用于防止所述尾气净化罐内的液体在泄压终了时通过虹吸回流至所述反应釜中。

在其中一个实施例中，所述中间储罐和精密顾虑器之间设有硫酸铝输送泵。

在其中一个实施例中，所述硫酸铝的合成装置还包括铝粉料仓和浓硫酸计量罐，所述铝粉料仓通过所述铝粉进料管与所述反应釜相连，所述浓硫酸计量罐通过所述浓硫酸进料管与所述反应釜相连。

一种利用上述硫酸铝的合成装置合成硫酸铝的方法，包括以下步骤：

将氢氧化铝粉、化学水和浓硫酸投入反应釜，在盘管内通入低压蒸汽，使反应釜内压力控制在0.1MPa~0.6MPa，温度控制在90℃~150℃，停止通入低压蒸汽，继续反应直至反应结束；及

反应结束后，在盘管内通入化学水，使反应釜内温度迅速冷却至60℃以下，沉降、切除残渣、过滤，得到硫酸铝。

在其中一个实施例中，所述在盘管内通入低压蒸汽的步骤具体为：通过低压蒸汽管从盘管的进口通入低压蒸汽，换热获得的冷凝水通过盘管的出口流入冷凝水管。

在其中一个实施例中，所述在盘管内通入化学水的步骤具体为：通过第二进水管从盘管的出口通入化学水，换热获得的含有预热的化学水从盘管的进口流入热水储罐，再通过第一进水管流入反应釜。

上述硫酸铝的合成装置及利用其合成硫酸铝的方法，在反应初始阶段提供反应所需要的热，使反应在0.1MPa~0.6MPa，90℃~150℃进行，充分利用了反应热，大大减少了蒸汽消耗量，且采用盘管间接升温，升温速度控制平稳，可有效防止加热过急导致液体突沸引发安全事故的问题，反应完成后充分利用盘管，将盘管内介质切换为化学水，换热后含有预热的化学水作为下一批反应用水，既缩短了冷却时间、提高了生产效率，又充分利用了反应余热。

附图说明

图1为一实施方式的硫酸铝的合成装置示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。