[发明专利]拟薄水铝石制备过程中连续老化装置及方法

说明书

本发明公开了一种拟薄水铝石制备过程中料液均匀快速升温连续老化装置及方法，该装置分为快速升温区与连续老化区，快速升温区设置有超重力汽‑液直接换热设备，连续老化区设置有管式连续老化设备。具体方法为：经化学合成得到的拟薄水铝石料液进入快速升温连续老化装置，首先在快速升温区，拟薄水铝石料液与一定温度的蒸汽直接接触，实现均匀快速升温；之后，直接进入连续老化区，在此拟薄水铝石料液与加热介质间接换热而使得料液保持恒温，实现连续老化处理。本发明实现料液均匀快速升温连续老化处理，可与连续制备拟薄水铝石工艺匹配使用，大大提高拟薄水铝石生产效率与质量。

技术领域

本发明属于液体热处理领域，具体涉及一种利用超重力技术实现拟薄水铝石制备过程中料液均匀快速升温连续老化的装置及方法。

背景技术

老化处理又称为水热处理、陈化、热处理、熟化等，是液相加热并保持一定温度，并对液相中某种物质进行处理的方法。在氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铈、氢氧化锆等无机金属氢氧化物制备过程中，通过化学合成的金属氢氧化物料液，其金属氢氧化物粒度极小，且晶型稳定性差，结晶度较低，因此，金属氢氧化物料液需要进行老化处理，晶体生长，提高结晶度，晶型均一稳定。老化处理温度一般为30～100℃，恒温时间为0.5～3h。

拟薄水铝石又称假/准/拟一水软铝石、凝胶状薄水铝石、类勃姆石，是一类组成不确定、结晶不完整的由无序到有序、弱晶态到晶态的过渡产品，晶体结构和薄水铝石类似，但晶体小、结晶度差；也是一种无毒、无味、无臭的白色胶状(湿品)或粉状(干品)产品，粒度小，孔容高，比表面积大，胶溶性能好，晶相纯度高，具有触变性的特点，极易溶于强酸、强碱，干粉暴露在空气中有吸湿现象。拟薄水铝石主要用作催化剂的粘结剂及合成分子筛的铝源，也常用于催化剂及催化剂载体。

拟薄水铝石的主要制备方法有碳分法、酸法、碱法、铝醇法、溶胶凝胶法、种分法等。在不同方法的制备过程中都需要对拟薄水铝石料液进行老化处理，提高拟薄水铝石的结晶度及稳定性，老化温度一般为50～95℃，恒温时间为0.5～2h。在工业实际生产中，老化处理使用的设备为鼓泡釜式设备。将水蒸气通入釜中，与料液直接接触，加热料液，料液达到老化温度后，停止水蒸气通入，实时监控液体物料温度，若温度下降，间歇通入水蒸气，补偿热量散失，从而保持釜内恒定温度，料液在釜内停留一定时间，实现料液恒温老化处理。对高压高温的热处理，加热反应釜在实验室和工业生产中被广泛应用，加热反应釜是利用水、油、气、电加热形式进行封闭加热，实现定压定温定时过程。

鼓泡釜式设备、加热反应釜均为间歇处理方式，且存在加热不均匀、局部升温过高、浪费蒸汽等问题。工业生产中使用鼓泡釜式设备进行老化处理，该工艺需要向料液中通入大量热蒸汽，由于鼓泡釜式设备的限制，造成了料液与蒸汽接触不充分、受热不均匀等问题，导致晶体粒径、性能均一性差，影响了产品质量，严重制约了产品精细化应用；与此同时，鼓泡釜式设备传质与传热能力较差，造成了大量浪费蒸汽的问题。同时，该处理方法为间歇过程，与前后工段生产时间差异较大，造成前后工段生产能力不匹配，严重制约了工艺的生产能力及效率。

发明内容

本发明提供了一种拟薄水铝石制备过程中料液均匀快速升温连续老化装置及方法，能够解决现有设备及工艺存在的诸多问题。本发明将超重力技术与拟薄水铝石制备过程相结合，实现了料液的均匀快速升温连续老化过程。

本发明提供了一种拟薄水铝石制备过程中料液均匀快速升温连续老化装置，是集料液均匀快速升温处理过程与恒温连续老化处理过程的一体化装置。该装置分为快速升温区与连续老化区，快速升温区设置有超重力汽-液直接换热设备，连续老化区设置有管式连续老化设备。快速升温区的超重力汽-液直接换热设备的液体出口为连续老化区管式连续老化设备的液体进口，料液经快速升温区处理后直接进入连续老化区。