環保清潔的固體聚氯化鋁反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于聚氯化鋁生產技術領域，涉及一種環保清潔的固體聚氯化鋁反應裝置。
【背景技術】
[0002]聚氯化鋁，俗稱凈水劑，又名聚合氯化鋁，簡稱聚鋁，英文名字PAC ;它是一種多羥基、多核絡合體的陽離子型無機高分子絮凝劑，固體產品外觀為紅褐色、黃色或白色固體粉末，其化學分子式為[AL2(0H)nCL6_n]m(式中，I彡η彡5，m彡10)，其中m代表聚合程度，η表示PAC產品的中性程度，易溶于水，有較強的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學、凝聚、吸附和沉淀等物理化變化，最終生成[AL2 (OH) 3 (OH) 3]，從而達到凈化目的。
[0003]聚氯化鋁與傳統無機混凝劑的根本區別在于傳統無機混凝劑為低分子結晶鹽，而聚氯化鋁的結構由形態多變的多元羧基絡合物組成，絮凝沉淀速度快，適用PH值范圍寬，對管道設備無腐蝕性，凈水效果明顯，能有效支除水中色質SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子，該產品廣泛用于飲用水、工業用水和污水處理領域。
[0004]聚氯化鋁分為形態分為兩種:a.液體聚氯化鋁為未干燥的形態，有不用稀釋、裝卸使用方便、價格相對便宜的優點，缺點是運輸需要罐車，單位運輸成本增加(每噸固體相當于2-3噸液體);b.固體聚氯化鋁為干燥后的形態，有運輸方便的優點，不需要罐車，缺點是使用時還需要稀釋，增加工作強度。
[0005]生產聚氯化鋁的原料主要有兩大類:一類是含鋁礦物，包括鋁土礦(三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石)、粘土、高嶺土、明礬石等；另一類是其它含鋁原料，包括金屬鋁、廢鋁屑、灰鋁、氫氧化鋁、三氯化鋁、煤矸石、粉煤灰等。目前生產聚氯化鋁的方法主要有金屬鋁(包括鋁灰、鉛渣)法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁(包括鋁礬土、煤矸石等)法、結晶氯化招法等。
[0006]1.金屬鋁法:采用金屬鋁法合成聚氯化鋁的原料主要為鋁加工的下腳料，如鋁屑、鋁灰和鋁渣等。由鋁灰按一定配比在攪拌下緩慢加入鹽酸進行反應，經熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁，再經稀釋過濾，濃縮，干燥制得。在工藝上可分為酸法、堿法、中和法3種。酸法主要是用HC1，產品質量不易控制；堿法生產工藝難度較高，設備投資較大且用堿量大，PH控制費原料，成本較高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能達到國家標準。
[0007]2.氫氧化鋁法
氫氧化鋁粉純度比較高，合成的聚氯化鋁重金屬等有毒物質含量低，一般采用加熱加壓酸溶的生產工藝。這種工藝比較簡單，但生產的聚合氯化鋁的鹽基度較低，因此一般采用氫氧化鋁加溫加壓酸溶再加上鋁酸鈣礦粉中和兩道工序。
[0008]3.三氧化二鋁法
含三氧化二鋁的原料主要有三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。該生產工藝可分為兩步:第一步是得到結晶氯化鋁，第二步是通過熱解法或中和法得到聚氯化鋁。
[0009]4.氯化鋁法
采用氯化鋁粉為原料加工聚氯化鋁，這種方法應用最為普遍。可用結晶氯化鋁于170°C進行沸騰熱解，加水熟化聚合，再經固化，干燥制得。
[0010]目前已建成的固體聚氯化鋁反應裝置，多數為鋁礬土和鋁酸鈣兩步法生產液體聚氯化鋁，然后將液體聚氯化鋁用噴霧干燥或滾筒干燥為固體聚氯化鋁的裝置。現有固體聚氯化鋁反應裝置普遍存在以下缺點:
1)在第一步酸溶反應和第二步聚合反應中，都會產生大量不溶物難以與反應液分離，導致最終的固體聚氯化鋁產品中不溶物嚴重超標；
2)使用的滾筒干燥系統，流程設置不夠合理，導致干燥能耗成本過高，并且經過滾筒干燥的固體聚氯化鋁的搬運處理也比較費時費力；
3)對于濾渣的處理和綜合利用、廢水和含酸廢氣的處理和綜合利用以及節能降耗、環保清潔生產等問題沒有能夠妥善處理。
【發明內容】
[0011]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種環保清潔的固體聚氯化鋁反應裝置，有效控制和降低反應液中的不溶物含量，提高最終的固體聚氯化鋁產品的產量和質量，并對生產過程中產生的各種濾渣、廢水、廢氣等綜合處理和資源化利用，使固體聚氯化鋁的生產節能降耗、環保清潔。
[0012]為達到上述目的，本發明提供如下技術方案:
本發明的環保清潔的固體聚氯化鋁反應裝置，包括一步反應系統、二步反應系統、滾筒干燥系統、殘渣處理系統和尾氣吸收系統；
所述一步反應系統包括反應池、反應池中轉池、絮凝劑配制罐1、主壓濾機和一步液池，所述反應池上設有鋁礬土加料口和酸液加料口，反應池與反應池中轉池連通，絮凝劑配制罐I與反應池中轉池連通，反應池中轉池通過一步液渾料泵與主壓濾機的入口連通，主壓濾機的液體出口與一步液池連通；
所述二步反應系統包括調質池、調質池中轉池、冷卻塔、分離池、分離渣儲裝池、絮凝劑配制罐II和半成品池，所述一步液池通過一步液輸送泵與調質池連通，所述調質池上設有鋁酸鈣加料口，調質池與調質池中轉池連通，調質池中轉池通過調質液輸送泵與冷卻塔的入口連通，冷卻塔的出口與分離池連通，絮凝劑配制罐II與分離池連通，分離池的上部與半成品池連通，分離池的下部與分離渣儲裝池連通，分離渣儲裝池通過分離渣輸送泵與反應池連通；
所述滾筒干燥系統包括干燥液高位罐、干燥滾筒和成品皮帶輸送機，所述半成品池通過半成品液泵與干燥液高位罐連通，干燥液高位罐與干燥滾筒的干燥液入口連通，干燥滾筒的固體出口正對成品皮帶輸送機；
所述殘渣處理系統包括渣洗滌池、渣壓濾機、渣烘干機和廢水池，所述主壓濾機的壓濾渣出口與渣洗滌池連通，所述渣洗滌池通過洗滌渣輸送泵與渣壓濾機的入口連通，渣壓濾機的壓濾渣出口與渣烘干機連通，渣壓濾機的液體出口與廢水池連通，廢水池通過廢水泵分別與反應池和調質池連通；
所述尾氣吸收系統包括尾氣吸收塔和設置在主壓濾機上方的集氣罩，所述尾氣吸收塔的廢氣入口分別與反應池、反應池中轉池、調質池和集氣罩頂部的廢氣通道連通，所述尾氣吸收塔的吸收液入口與自來水管網連通，尾氣吸收塔的吸收液出口與廢水池連通。
[0013]進一步，所述反應池、反應池中轉池和絮凝劑配制罐I均設有攪拌器，所述一步液渾料泵的數量為兩個且相互并聯，所述主壓濾機的數量為三個且相互并聯，所述一步液池的數量為四個且相互并聯。
[0014]進一步，所述調質池、分離池、分離渣儲裝池和絮凝劑配制罐II均設有攪拌器，所述冷卻塔為設有引風機的冷卻塔。
[0015]進一步，所述干燥滾筒的數量為20個且相互并聯，所述干燥滾筒上設有高空蒸汽排放管道，所述半成品液泵的數量為兩個且相互并聯。
[0016]進一步，所述主壓濾機的壓濾渣出口通過皮帶輸送機與渣洗滌池連通，所述渣壓濾機的壓濾渣出口通過皮帶輸送機與渣烘干機連通，所述渣洗滌池設有攪拌器，所述渣壓濾機的數量為兩個且相互并聯，所述廢水池與自來水管網連通。
[0017]本發明的有益效果在于:
1)本發明在一步反應系統和二步反應系統中設置絮凝劑配制罐、壓濾機以及分離池等裝置，通過混凝沉淀分離生產中產生的不溶物，提高了最終的固體聚氯化鋁產品的產量和質量;
2)本發明設置了干燥液高位罐，先將液體聚氯化鋁抽入干燥液高位罐中，由干燥液高位罐分布料液到各個干燥滾筒進行高溫脫水干燥，從而以簡潔高效的工藝流程達到了均勻布料的目的，降低了干燥能耗成本；
3)本發明還設置了與干燥滾筒相配合的成品皮帶輸送機，通過成品皮帶輸送機自動收集輸送固體聚氯化鋁，節約了固體聚氯化鋁的輸運成本；
4)設置殘渣處理系統和尾氣吸收系統對生產過程中產生的濾渣、廢水和廢氣進行處理和綜合利用，節約了生產資料，減少了排放，達到了環保清潔生產的目的。
【附圖說明】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明:
圖1為一步反應系統的結構示意圖；
圖2為二步反應系統的結構示意圖；
圖3為滾筒干燥系統的結構示意圖；
圖4為殘渣處理系統的結構示意圖；
圖5為尾氣吸收系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0020]本發明的環保清潔的固體聚氯化鋁反應裝置，包括一步反應系統、二步反應系統、滾筒干燥系統、殘渣處理系統和尾氣吸收系統。
[0021]圖1為一步反應系統的結構示意圖,如圖所示,一步反應系統包括反應池11、反