铝系絮凝剂生产装置

摘要

本发明是一套铝系絮凝剂生产装置，属于聚合化学反应设备。其特征是主要设备为内衬刚玉砖反应釜和内衬刚玉砖调节釜。反应釜的加热改式为釜腔蒸汽直接加热。配套设备为卧式螺旋离心式固液分离机、燃气蒸汽锅炉系统、酸汽回收系统和操作控制柜。反应釜、调节釜和操作控制柜安装在室内操作台上。固液分离机、蒸汽锅炉系统、酸储罐、沉降熟化池和储药池都在室外。设备之间用管线相连。各种泵安装在进、出料管线中。该装置中的反应釜和调节釜内壁耐磨性大大提高，使用寿命可延长8倍，物料升温快，溶出率高，热效率高，无酸污染。燃气锅炉系统占地面积少，人工运行成本低，安全可靠，无烟尘污染，无煤渣。节能又环保，经济效益和社会效益显著。

权利要求

1.一套铝系絮凝剂生产装置，包括反应釜(6)、调节釜(16)、卧式螺旋离心式固液分离机(21)、燃气蒸汽锅炉(3)、酸储罐(11)、沉降熟化池(19)、储药池(23)、泵(10、14、20、24)及管线(2、5、7、8、15、18)，其特征是主要设备为内衬刚玉砖反应釜(6)和内衬刚玉砖调节釜(16)，反应釜(6)的加热方式为釜腔蒸汽直接加热，配套设备为卧式螺旋离心式固液分离机(21)和燃气蒸汽锅炉系统(1～4)，另外增设了酸汽回收系统和操作控制柜(26)，反应釜(6)、调节釜(16)和操作控制柜(26)安装在室内操作平台(12)上，卧式螺旋离心式固液分离机(21)、燃气蒸汽锅炉系统(1～4)、酸储罐(11)、沉降熟化池(19)和储药池(23)都在室外，各设备互相之间用管线相连，各种泵安装在进、出料管线中。

2.根据权利要求1所述的铝系絮凝剂生产装置，其特征是反应釜(6)和调节釜(16)的釜壁由碳钢外壳和刚玉砖内衬层组成，用耐温防腐胶把刚玉砖直接粘贴在碳钢外壳内壁上，刚玉砖的接缝处及贴壁处用的衬胶中掺入一部分刚玉粉，釜底部的卸料口处衬贴环形刚玉砖。

3.根据权利要求1所述的铝系絮凝剂生产装置，其特征是燃气蒸汽锅炉系统由天然气储罐(1)、气管线(2)、燃气蒸汽锅炉(3)和蒸汽阀门(4)组成，气管线(2)的一端与天然气储罐(1)相连，另一端与燃气蒸汽锅炉(3)相连，燃气蒸汽锅炉(3)通过蒸汽管线(5)和蒸汽阀门(4)给反应釜(6)加热。

4.根据权利要求1所述的铝系絮凝剂生产装置，其特征是酸汽回收系统由酸回收罐(9)、酸汽回收管线(8)和酸回收泵(10)组成，反应釜(6)的酸汽出口与酸回收罐(9)的进口用酸汽回收管线(8)相连，酸回收罐(9)、酸回收泵(10)、酸储罐(11)之间都用酸汽回收管线(8)相连。

5.根据权利要求1所述的铝系絮凝剂生产装置，其特征是反应釜(6)的进酸管线(7)和调节釜(16)的出料管线(18)，都用工程塑料管，酸汽回收管线(8)和反应釜(6)的物料输送管线(15)，都用内衬四氟材料管线。

说明书

铝系絮凝剂生产装置

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及到絮凝剂的生产设备，具体而言是铝系絮凝剂生产装置。(二)背景技术

[0002] 聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铁铝(PAFC)是铝系絮凝剂的主流产品，其生产工艺有“一步法”和“两步法”。采用“一步法”生产工艺时，其主要生产设备是内衬防腐层的水泥池。优点是设备投资少，人工成本低；缺点是有效成份溶出率低，反应时间太长(约3天)，酸雾污染严重，生产设施占地面积大。采用“两步法”生产工艺时，其主要生产设备是内衬搪玻璃反应罐和调节罐，其配套设备是板框式压滤机和燃煤蒸汽锅炉。优点是有效成份溶出率较高，反应时间较短，酸雾污染不太严重；缺点是设备投资多，搪玻璃反应罐和调节罐内壁磨损快，使用寿命短，维修更换设备停产时间长。另外搪玻璃反应罐为夹套式蒸汽间接加热方式，升温慢，热效率低。板框式压滤机和燃煤蒸汽锅炉系统占地面积大，煤烟尘污染大气，煤渣存放和处理麻烦。板框式压滤机清洗繁琐，影响连续化生产。人工运行成本较高。经检索专利文献发现，具有代表性的搪玻璃反应罐有三篇：“复合式搪玻璃反应罐”(200420023488.1)、“新一代搪玻璃反应罐及其制造方法”(200410067704.7)、“新型搪玻璃反应罐”(02268137.X)。这些专利产品仍然存在上述缺点。其配套设备未发现有关专利产品。(三)发明内容

[0003] 本发明的目的就在于自主创新，研制提供与众不同的内衬刚玉砖反应釜和内衬刚玉砖调节釜，并改变其加热方式，更新改进固液分离设备和蒸汽锅炉系统，提供一套“两步法”优化集成铝系絮凝剂生产装置，克服已有技术上述缺点，并具有规模化生产，生产设施占地面积小，溶出率高，无污染，运行经济等优点。

[0004] 上述目的是由下述技术方案实现的：

[0005] 铝系絮凝剂生产装置，包括主要设备反应釜、调节釜，配套设备固液分离机、蒸汽锅炉、酸储罐、沉降熟化池、储药池、泵及管线。其特征是主要设备为内衬刚玉砖反应釜和内衬刚玉砖调节釜。反应釜的加热方式为釜腔蒸汽直接加热。配套设备为卧式螺旋离心式固液分离机和燃气蒸汽锅炉系统。另外增设了酸汽回收系统和操作控制柜。反应釜、调节釜和操作控制柜安装在室内操作平台上。固液分离机、燃气蒸汽锅炉系统、酸储罐、沉降熟化池和储药池都在室外。各设备互相之间用管线相连。各种泵安装在进、出料管线中。

[0006] 上述装置中反应釜和调节釜的釜壁由碳钢外壳和刚玉砖内衬层组成。用耐温防腐胶把刚玉砖直接粘贴在碳钢外壳内壁上。刚玉砖瘄接缝处及贴壁处用的衬胶中掺入一部分刚玉粉，使其粘贴更加密实牢固。釜底部的卸料口处衬贴环形刚玉砖。

[0007] 上述装置中的燃气蒸汽锅炉系统由天然气储罐、气管线、燃气蒸汽锅炉和蒸汽阀门组成。气管线的一端与天然气储罐相连，另一端与燃气蒸汽锅炉相连。蒸汽锅炉通过蒸汽管线和蒸汽阀门给反应釜加热。

[0008] 上述装置中的酸汽回收系统由酸回收罐、酸汽回收管线和酸回收泵组成。反应釜的酸汽出口与酸回收罐的进口用酸汽回收管线相连。酸回收罐、酸回收泵、酸储罐之间都用酸回收管线相连。

[0009] 上述装置中反应釜的进酸管线和调节釜的出料管线，都用工程塑料管。酸汽回收管线和反应釜的物料输送管线，都用内衬四氟材料管线，防止被酸腐蚀。

[0010] 按照上述技术方案提供的铝系絮凝剂生产装置，由于其反应釜和调节釜改为内衬刚玉砖，内壁的耐磨性能大大提高，所以其使用寿命可延长8倍以上；由于反应釜加热方式改为釜腔蒸汽直接加热，所以物料升温更快，有效成份溶出率更高，热效率也更高；由于增设了酸汽回收系统，避免了酸雾污染和对现场人员的危害。还由于燃气蒸汽锅炉系统代替了燃煤蒸汽锅炉系统，占地面积节省70％以上，消除了烟尘污染大气，不再有存放和处理煤渣的麻烦，实现了自动化操作，降低了人员运行成本，更加安全可靠。还由于卧式螺旋离心式固液分离机代替了板框式压滤机，实现了连续化生产，提高了固液分离效率和生产效率，简化了生产工艺流程。由此可见，本发明具有较高的技术创新价值、显著的经济效益、社会效益和可预期的推广应用前景。

[0011] (四)附图说明

[0012] 附图是本发明全套装置组成及安装布局示意图。

[0013] (五)具体实施方式

[0014] 结合附图说明一个实施例：

[0015] 附图中，1是天然气储罐，2是天然气管线，3是燃气蒸汽锅炉，4是蒸汽阀门，5是蒸汽管线，6是反应釜，7是进酸管线，8是酸回收管线，9是酸回收罐，10是酸回收泵，11是酸储罐，12是反应釜室内操作平台，13、17是出料阀，14是物料输送泵，15是物料输送管线，16是调节釜，18是出料管线，19是沉降熟化池，20是上料泵，21是离心式固液分离机，22是分离机固体杂质出口，23是储药池，24是产品输送泵，25是产品储罐，26是操作控制柜。

[0016] 由附图所示，铝系絮凝剂生产装置包括反应釜6、调节釜16、固液分离机21、蒸汽锅炉3、酸储罐11、沉降熟化池19、储药池23、泵10、14、20、24及管线2、5、7、8、15、18。其特征是主要设备为内衬刚玉砖反应釜6和内衬刚玉砖调节釜16。反应釜6的加热方式为釜腔蒸汽直接加热。配套设备为卧式螺旋离心式固液分离机21和燃气蒸汽锅炉系统。另外增设了酸汽回收系统和操作控制柜26。反应釜6、调节釜16和操作控制柜26安装在室内操作平台12上。固液分离机21、蒸汽锅炉系统1～4、酸储罐11、沉降熟化池19和储药池23都在室外。各设备互相之间用管线相连。各种泵安装在进、出料管线中。

[0017] 附图中反应釜6和调节釜16的釜壁由碳钢外壳和刚玉砖内衬层组成。用耐温防腐胶把刚玉砖直接粘贴在碳钢外壳内壁上。刚玉砖的接缝处及贴壁处用的衬胶中掺入一部分刚玉粉，使其粘贴更加密实牢固。釜底部的卸料口处衬贴环形刚玉砖。

[0018] 由附图所示，燃气蒸汽锅炉系统由天然气储罐1、气管线2、燃气蒸汽锅炉3和蒸汽阀门4组成。气管线2的一端与天然气储罐1相连，另一端与燃气蒸汽锅炉3相连。蒸汽锅炉3通过蒸汽管线5和蒸汽阀门4给反应釜6加热。

[0019] 由附图所示，酸汽回收系统由酸回收罐9、酸汽回收管线8和酸回收泵10组成。反应釜6的酸汽出口与酸回收罐9的进口用酸汽回收管线8相连。酸回收罐9、酸回收泵10、酸储罐11之间都用酸回收管线8相连。

[0020] 由附图所示，反应釜6的进酸管线7和调节釜16的出料管线18，都用工程塑料管。酸汽回收管线8和反应釜6的物料输送管线15，都用内衬四氟材料管线，防止被酸腐蚀。

[0021] 该装置工作流程说明：由附图所示，第一步溶出反应：首先按一定的比例向反应釜6投加物料(铝矾土和盐酸)，盐酸的投加是由酸储罐11经管线7进入反应釜6内的。物料加足后，开启蒸汽管线5中的阀门4，具有规定压力的热蒸汽进入反应釜6，对釜中物料直接加热，物料在搅拌状态进行溶出反应。当溶出反应到规定时间，通过酸汽回收管线8卸压。釜内酸汽由酸汽回收管线8进入酸回收罐9。当酸回收罐9内的酸液达到规定的浓度时，由酸回收泵10打回到酸储罐11中被循环利用。第二步调节反应：打开反应釜6下部的出料阀13，经物料输送泵14和输送管线15把溶出反应好的物料打入调节釜16，并加入调节剂(铝酸钙粉)搅拌进行调节反应，到达规定时间为止。第三步沉降：打开调节釜16下部的出料阀17，物料经出料管线18进入沉降熟化池19，按规定时间进行沉降熟化(初步固液分离)。第四步固液分离：液态物料在沉降熟化池19内沉降熟化后，一部分固体杂质下沉到池底，液体物料中仍然含有固体杂质。再经上料泵20进入离心式固液分离机21，进行固液分离。固体杂质从出口22分离出去，液体产品则进入储药池23。再经产品输送泵24把PAC或PAFC液体产品打入产品储罐25。安装在室内操作平台12上的操作控制柜26，用来操作反应釜6和调节釜16的搅拌电机和进酸泵的启、停，并有控制釜内温度等功能。一台K5000的反应釜6，从加料开始，到反应完毕，再加上调节釜16的反应时间，共约6小时。