聚氯化鋁的節(jié)能清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚氯化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚氯化鋁的節(jié)能清潔生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[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(luò)合體的陽離子型無機(jī)高分子絮凝劑，固體產(chǎn)品外觀為紅褐色、黃色或白色固體粉末，其化學(xué)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(chǎn)品的中性程度，易溶于水，有較強(qiáng)的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學(xué)、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(dá)到凈化目的。
[0003]聚氯化鋁與傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑的根本區(qū)別在于傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑為低分子結(jié)晶鹽，而聚氯化鋁的結(jié)構(gòu)由形態(tài)多變的多元羧基絡(luò)合物組成，絮凝沉淀速度快，適用PH值范圍寬，對管道設(shè)備無腐蝕性，凈水效果明顯，能有效支除水中色質(zhì)SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子，該產(chǎn)品廣泛用于飲用水、工業(yè)用水和污水處理領(lǐng)域。
[0004]聚氯化鋁分為形態(tài)分為兩種:a.液體聚氯化鋁為未干燥的形態(tài)，有不用稀釋、裝卸使用方便、價(jià)格相對便宜的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是運(yùn)輸需要罐車，單位運(yùn)輸成本增加(每噸固體相當(dāng)于2-3噸液體);b.固體聚氯化鋁為干燥后的形態(tài)，有運(yùn)輸方便的優(yōu)點(diǎn)，不需要罐車，缺點(diǎn)是使用時(shí)還需要稀釋，增加工作強(qiáng)度。
[0005]生產(chǎn)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(chǎn)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(jié)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(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁，再經(jīng)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(chǎn)品質(zhì)量不易控制；堿法生產(chǎn)工藝難度較高，設(shè)備投資較大且用堿量大，PH控制費(fèi)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(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
[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(zhì)含量低，一般采用加熱加壓酸溶的生產(chǎn)工藝。這種工藝比較簡單，但生產(chǎn)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(chǎn)工藝可分為兩步:第一步是得到結(jié)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(yīng)用最為普遍。可用結(jié)晶氯化鋁于170°C進(jìn)行沸騰熱解，加水熟化聚合，再經(jīng)固化，干燥制得。
[0010]目前已建成的固體聚氯化鋁生產(chǎn)裝置，多數(shù)為鋁礬土和鋁酸鈣兩步法生產(chǎn)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(xiàn)有固體聚氯化鋁生產(chǎn)裝置普遍存在以下缺點(diǎn):
1)在第一步酸溶反應(yīng)和第二步聚合反應(yīng)中，都會(huì)產(chǎn)生大量不溶物難以與反應(yīng)液分離，導(dǎo)致最終的固體聚氯化鋁產(chǎn)品中不溶物嚴(yán)重超標(biāo)；
2)使用的滾筒干燥系統(tǒng)，流程設(shè)置不夠合理，導(dǎo)致干燥能耗成本過高，并且經(jīng)過滾筒干燥的固體聚氯化鋁的搬運(yùn)處理也比較費(fèi)時(shí)費(fèi)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(jié)能降耗、環(huán)保清潔生產(chǎn)等問題沒有能夠妥善處理；
4)聚氯化鋁生產(chǎn)不僅干燥需要熱能，反應(yīng)池、調(diào)質(zhì)池、渣烘干機(jī)等設(shè)備也需要熱能，但是，現(xiàn)有聚氯化鋁生產(chǎn)裝置對熱能的利用率不高，有很大的節(jié)能空間，而且對產(chǎn)生的燃煤煙氣也沒有有效的處理，特別是粉塵含量達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種聚氯化鋁的節(jié)能清潔生產(chǎn)系統(tǒng)，有效控制和降低反應(yīng)液中的不溶物含量，提高最終的固體聚氯化鋁產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，并對生產(chǎn)過程中產(chǎn)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(chǎn)節(jié)能降耗、環(huán)保清潔。
[0012]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
本發(fā)明的聚氯化鋁的節(jié)能清潔生產(chǎn)系統(tǒng)，包括一步反應(yīng)系統(tǒng)、二步反應(yīng)系統(tǒng)、滾筒干燥系統(tǒng)、殘?jiān)幚硐到y(tǒng)、尾氣吸收系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)；
所述一步反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)池、反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池、絮凝劑配制罐1、主壓濾機(jī)和一步液池，所述反應(yīng)池上設(shè)有鋁礬土加料口和酸液加料口，反應(yīng)池與反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池連通，絮凝劑配制罐I與反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池連通，反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池通過一步液渾料泵與主壓濾機(jī)的入口連通，主壓濾機(jī)的液體出口與一步液池連通；
所述二步反應(yīng)系統(tǒng)包括調(diào)質(zhì)池、調(diào)質(zhì)池中轉(zhuǎn)池、冷卻塔、分離池、分離渣儲(chǔ)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(diào)質(zhì)池連通，所述調(diào)質(zhì)池上設(shè)有鋁酸鈣加料口，調(diào)質(zhì)池與調(diào)質(zhì)池中轉(zhuǎn)池連通，調(diào)質(zhì)池中轉(zhuǎn)池通過調(diào)質(zhì)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(chǔ)裝池連通，分離渣儲(chǔ)裝池通過分離渣輸送泵與反應(yīng)池連通；
所述滾筒干燥系統(tǒng)包括干燥液高位罐、干燥滾筒和成品皮帶輸送機(jī)，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(jī)；
所述殘?jiān)幚硐到y(tǒng)包括渣洗滌池、渣壓濾機(jī)、渣烘干機(jī)和廢水池，所述主壓濾機(jī)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(jī)的入口連通，渣壓濾機(jī)的壓濾渣出口與渣烘干機(jī)連通，渣壓濾機(jī)的液體出口與廢水池連通，廢水池通過廢水泵分別與反應(yīng)池和調(diào)質(zhì)池連通；
所述尾氣吸收系統(tǒng)包括尾氣吸收塔和設(shè)置在主壓濾機(jī)上方的集氣罩，所述尾氣吸收塔的廢氣入口分別與反應(yīng)池、反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池、調(diào)質(zhì)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(wǎng)連通，尾氣吸收塔的吸收液出口與廢水池連通；
所述鍋爐系統(tǒng)包括導(dǎo)熱油鍋爐、余熱鍋爐、脫硫除塵裝置和高空煙囪，所述導(dǎo)熱油鍋爐通過導(dǎo)熱油管道與干燥滾筒連通，導(dǎo)熱油鍋爐通過燃煤煙氣管道與余熱鍋爐連通，余熱鍋爐與自來水管網(wǎng)連通，余熱鍋爐的蒸汽出口分別與反應(yīng)池、調(diào)質(zhì)池和渣烘干機(jī)連通，余熱鍋爐的煙氣出口與脫硫除塵裝置的煙氣入口連通，脫硫除塵裝置的煙氣出口與高空煙囪連通。
[0013]進(jìn)一步，所述反應(yīng)池、反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池和絮凝劑配制罐I均設(shè)有攪拌器，所述一步液渾料泵的數(shù)量為兩個(gè)且相互并聯(lián)，所述主壓濾機(jī)的數(shù)量為三個(gè)且相互并聯(lián)，所述一步液池的數(shù)量為四個(gè)且相互并聯(lián)。
[0014]進(jìn)一步，所述調(diào)質(zhì)池、分離池、分離渣儲(chǔ)裝池和絮凝劑配制罐II均設(shè)有攪拌器，所述冷卻塔為設(shè)有引風(fēng)機(jī)的冷卻塔。
[0015]進(jìn)一步，所述干燥滾筒的數(shù)量為20個(gè)且相互并聯(lián)，所述干燥滾筒上設(shè)有高空蒸汽排放管道，所述半成品液泵的數(shù)量為兩個(gè)且相互并聯(lián)。
[0016]進(jìn)一步，所述主壓濾機(jī)的壓濾渣出口通過皮帶輸送機(jī)與渣洗滌池連通，所述渣壓濾機(jī)的壓濾渣出口通過皮帶輸送機(jī)與渣烘干機(jī)連通，所述渣洗滌池設(shè)有攪拌器，所述渣壓濾機(jī)的數(shù)量為兩個(gè)且相互并聯(lián)，所述廢水池與自來水管網(wǎng)連通。
[0017]進(jìn)一步，所述脫硫除塵裝置包括干式除塵器、脫硫塔和濕式電除塵器，所述余熱鍋爐的煙氣出口與干式除塵器的入口連通，所述干式除塵器的出口通過風(fēng)機(jī)與脫硫塔的煙氣入口連通，所述脫硫塔的煙氣出口與濕式電除塵器的入口連通，所述濕式電除塵器的出口與高空煙囪連通。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
1)本發(fā)明在一步反應(yīng)系統(tǒng)和二步反應(yīng)系統(tǒng)中設(shè)置絮凝劑配制罐、壓濾機(jī)以及分離池等裝置，通過混凝沉淀分離生產(chǎn)中產(chǎn)生的不溶物，提高了最終的固體聚氯化鋁產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量;
2)本發(fā)明設(shè)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(gè)干燥滾筒進(jìn)行高溫脫水干燥，從而以簡潔高效的工藝流程達(dá)到了均勻布料的目的，降低了干燥能耗成本；
3)本發(fā)明還設(shè)置了與干燥滾筒相配合的成品皮帶輸送機(jī)，通過成品皮帶輸送機(jī)自動(dòng)收集輸送固體聚氯化鋁，節(jié)約了固體聚氯化鋁的輸運(yùn)成本；
4)設(shè)置殘?jiān)幚硐到y(tǒng)和尾氣吸收系統(tǒng)對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的濾渣、廢水和廢氣進(jìn)行處理和綜合利用，節(jié)約了生產(chǎn)資料，減少了排放，達(dá)到了環(huán)保清潔生產(chǎn)的目的；
5)本發(fā)明設(shè)置導(dǎo)熱油鍋爐和余熱鍋爐，對燃煤熱能和煙氣余熱進(jìn)行充分利用，統(tǒng)一對滾筒干燥機(jī)、反應(yīng)池、調(diào)質(zhì)池、渣烘干機(jī)等設(shè)備提供熱能，大大降低了聚氯化鋁生產(chǎn)對燃煤的消耗，達(dá)到了節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本的目的；
6)本發(fā)明在脫硫除塵裝置中設(shè)置干式除塵器和濕式電除塵器共同完成煙氣除塵，在保證脫硫效率的同時(shí)，提高了除塵系統(tǒng)效率，降低了粉塵排放濃度，達(dá)到了環(huán)保清潔生產(chǎn)的目的。
【附圖說明】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明:
圖1為一步反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為二步反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為滾筒干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為殘?jiān)幚硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為尾氣吸收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0021]本發(fā)明的聚氯化鋁的節(jié)能清潔生產(chǎn)系統(tǒng)，包括一步反應(yīng)系統(tǒng)、二步反應(yīng)系統(tǒng)、滾筒干燥系統(tǒng)、殘?jiān)幚硐到y(tǒng)、尾氣吸收系統(tǒng)和鍋爐系統(tǒng)。
[0022]圖1為一步反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖所示,一步反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)池11、反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池12、絮凝劑配制罐I 13、主壓濾機(jī)14和一步液池15，所述反應(yīng)池11上設(shè)有鋁礬土加料口和酸液加料口，反應(yīng)池11與反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池12連通，絮凝劑配制罐I 13與反應(yīng)池中轉(zhuǎn)池12連通，反