聚合氯化铝生产基本原理和化学反应过程
1、反应
① 高纯聚合氯化铝的生产
氢氧化铝与盐酸溶液(合成盐酸或副产盐酸)在一定温度和压力下反应,得到高纯聚合氯化铝悬浮液,然后放入沉清池沉降,使未反应完的铝渣沉至池底,上层清液即液体PAC。反应方程式如下:
2Al(OH)3+(6-n)HCl→Al2(OH)nCl6-n+(6-n)H2O
mAl2(OH)nCl6-n+mxH2O→[Al2(OH)mCl6-n·xH2O]m
进行复配时,按客户实际需要,在液体PAC中加入一定量复配剂,在一定温度下进行反应。
② 普通聚合氯化铝的生产
铝酸钙与盐酸溶液(合成盐酸或副产盐酸)在一定温度和压力下反应,得到普通聚合氯化铝悬浮液(根据客户需求,在反应时可添加定量复配剂,生成复合聚合氯化铝)。反应方程式如下:
(1)铝酸钙酸解成三氯化铝
Ca(AlO2)2+8HCl→CaCl2+2AlCl3+4H2O
(2)三氯化铝水解并聚合成聚合氯化铝
2AlCl3+12H2O→Al2(OH)nCl6-n+(12-n)H2O+nHCl
mAl2(OH)nCl6-n+mxH2O→[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m
2、压滤
反应结束后,利用板框压滤机的过滤作用,除去聚合氯化铝溶液中的残余铝渣或铝酸钙渣,得到澄清、透明的聚合氯化铝溶液。
3、热风炉
外界空气经空气过滤器、风机,在换热器与燃煤热风炉送来的热风进行热交换,得到喷雾干燥所要求温度的热风。
4、离心喷雾干燥
热风炉岗位或蒸汽换热器送来的热风,通过干燥塔顶部的热风蜗壳和热风分配器均匀地流入干燥室。需干燥的液体物料(或水)由料(水)槽,通过供料泵送入雾化器,在雾化盘离心力的作用下,料(或水)分散成雾滴;在干燥室内,雾滴与热风接触,被干燥成产品。成品在干燥室底部出料口包装;经内旋分分离的湿热空气与微量粉尘的混合物在旋风分离器收集成品后,废气通过湿式除尘器由排风机排入大气。为防止物料外泄,避免粉尘飞扬,干燥过程在负压条件下进行。
5、压力喷雾干燥
1、直燃式热风炉岗位或蒸汽换热器送来干热空气,干热空气通过干燥塔顶部的多层孔板热风分配器,均匀地向下吹入干燥室。料液(或水)则由贮槽用高压防腐隔膜泵经缓冲罐送至喷嘴式压力雾化器进行雾化,形成微小雾点。在热风作用下,雾点表面水份迅速蒸发,干燥成空心球状产品。成品在干燥塔底部出料口包装。经内旋风分离的热湿空气与微量粉尘的混合物再经旋风分离器收集后,废气通过湿式除尘器由引风机排入大气。为防止物料外泄,避免粉尘飞扬,干燥过程在负压条件下进行。
2、由于雾滴群的表面积很大,物料所需的干燥时间很短(以秒计),在高温状态下,表面润湿的物料温度不能超过所干燥介质的湿球温度。
3、本装置为立式上喷下降并流型,并采用联锁自动调节(PLC)控制方法。控制点为:
(1)由出风温度自动控制高压防腐隔膜泵的无级变速液体流量,以保证产品含水率的稳定性。
(2)由干燥塔底风压自动控制无级变量引风机风量,以保证塔底出料顺利,缩短产品表面吸湿时间。