一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置及工艺，本发明专利技术的装置包括内部盛有稀相废硫酸的第一储罐、内部盛有浓相硫酸的第二储罐、连续釜式反应器、梯度结晶器、固液分离器；第一储罐和第二储罐分别通过输送泵与连续釜式反应器由管路连接，连续釜式反应器通过螺旋进料机与储料仓相通接，储料仓内添加有氢氧化铝。连续釜式反应器的出液口通过梯度结晶器与固液分离器由管路连接，反应液在梯度结晶器内结晶出十八水合硫酸铝反应产物后，送入到固液分离器内分离得到十八水合硫酸铝晶体和母液，母液可作为稀相废硫酸重新利用。本发明专利技术生产十八水合硫酸铝的过程中对硫酸的质量要求不高，可将废硫酸资源化利用，并降低废硫酸的处理成本。

A device and process for continuous production of octadechydrate aluminum sulfate

【技术实现步骤摘要】
一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置及工艺
本专利技术涉及一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置及工艺。
技术介绍
硫酸应用于工业生产的方方面面，在利用的同时，又产生大量的废硫酸。与工业固废及工业废气相比较，废硫酸是一种液体，从生产中排出的废硫酸或含硫酸废水，往往无法在原工艺中直接使用；不合理的处理会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。浓缩法回收废硫酸是目前我国最常用的硫酸回收方法，该方法需要消耗大量的能量，对于浓度大于60%的废硫酸有一定的合理性，但是不适用于低浓度废硫酸的回用。而工业产生的废硫酸浓度在20~85%之间，因此可以考虑用于对硫酸质量要求不高的其它生产工序中，这样既节约资源，又减少废酸的排放量。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置及工艺。本专利技术进行连续化生产十八水合硫酸铝工艺中，生产十八水合硫酸铝的过程中对硫酸的质量要求不高，因此可将废硫酸资源化，不仅可以降低废硫酸的处理成本，还可以生产具有工业原料价值的十八水合硫酸铝产品。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于包括内部盛有稀相废硫酸的第一储罐、内部盛有浓相硫酸的第二储罐、连续釜式反应器、梯度结晶器、固液分离器、螺旋进料机和内部添加有氢氧化铝粉末的储料仓；连续釜式反应器上设有硫酸进料管，所述第一储罐和第二储罐分别通过输送泵与连续釜式反应器上的硫酸进料管由管路连接，所述储料仓通过螺旋进料机与连续釜式反应器通接；第一储罐内的稀相废硫酸、第二储罐内的浓相硫酸和储料仓内的氢氧化铝一并投料到连续釜式反应器内进行连续化生产十八水合硫酸铝的反应；连续釜式反应器的出液口通过梯度结晶器与所述固液分离器由管路连接，反应液在梯度结晶器内结晶出十八水合硫酸铝反应产物后，送入到固液分离器内分离得到十八水合硫酸铝晶体和母液，十八水合硫酸铝晶体从固液分离器的固体出口排出，固液分离器内分离得到的母液分为两路排出，一路排入到第一储罐内作为稀相废硫酸重新利用，另一路重新回流至梯度结晶器2内以调节反应液中的十八水合硫酸铝晶体浓度（即调节十八水合硫酸铝晶体与反应液母液的固液比，母液重新回流至梯度结晶器2内的目的在于：梯度结晶器2中下部内反应液中的十八水合硫酸铝晶体浓度较高，十八水合硫酸铝晶体浓度较高不利于反应液在梯度结晶器2内流动起来，由此部分母液重新回流至梯度结晶器2内，对反应液中的十八水合硫酸铝晶体进行一定程度的稀释，调高反应液的流动性，防止梯度结晶器2内出现堵塞）。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于所述梯度结晶器包括外侧设有加热套的顶部加热室、中部结晶室和外侧设有冷凝夹套的底部晶体收集室；连续釜式反应器的出液口与梯度结晶器的顶部加热室由管路连接，所述中部结晶室的外侧设有梯度降温装置，以使中部结晶室内溶液的温度自上而下梯度性降低；所述底部晶体收集室的底部靠近一端边缘处设置有晶液出料管并通过晶液出料管与固液分离器连接，所述底部晶体收集室上还设有第一物料耙，沉积在底部晶体收集室底部的晶体通过第一物料耙向着晶液出料管耙送，并最终通过晶液出料管排出。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于所述梯度降温装置包括自上而下间隔设置在中部结晶室外侧的若干换热夹层，每个换热夹层内分别通入换热介质；自上而下开始，换热夹层内通入的换热介质的温度依次降低；所述顶部加热室上设置有用于对其内部液体进行搅拌的搅拌装置，加热套进行加热控制顶部加热室内溶液的温度在90-105℃，冷凝夹套进行冷却控制底部晶体收集室内溶液的温度在25~35℃。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于还包括母液回流管，所述中部结晶室的内部中心固定设置有上、下端均设置开口的导流管，导流管的长度和中部结晶室的长度相同，且导流管的环壁上均匀设有若干通孔；母液回流管的一端开口穿过底部晶体收集室上部，并从导流管的下端开口向上竖直伸入导流管内；母液回流管的另一端开口与固液分离器的液体出口相通，以使从固液分离器内排出的其中一路母液，通过母液回流管排入至导流管内。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于还包括母液除杂装置，所述母液除杂装置包括沉淀池和内部装填有吸附剂的第一吸附塔，固液分离器的液体出口通过沉淀池与第一吸附塔的进液口由管路连接，第一吸附塔的出液口分为两路，一路与第一储罐由管路连接，另一路通过母液回流管与梯度结晶器内的导流管相通；所述沉淀池内添加有金属沉淀剂，以对流过沉淀池的母液中的重金属离子进行徐凝沉淀絮凝沉淀。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于还包括晶体除杂装置，所述晶体除杂装置包括洗晶装置、内部盛有洗晶溶液的洗晶液储罐、过滤分离器、内部装填有吸附剂的第二吸附塔和干燥箱，固液分离器的固体出口以及洗晶液储罐的出液口均与洗晶装置由管路连接，固液分离器的固体出口排出的十八水合硫酸铝晶体和洗晶液储罐内的洗晶溶液一并通入到洗晶装置内进行洗晶处理，洗晶后的混合物经过滤分离器进行固液分离后，得到的固体进入干燥箱干燥后得到十八水合硫酸铝产品，得到的液体经第二吸附塔进行吸附除杂后，回流至洗晶液储罐内作为洗晶溶液重复利用。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于所述洗晶液储罐内部盛有的洗晶溶液为饱和硫酸铝水溶液，所述吸附剂为活性炭或活性碳纤维。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于所述第一储罐和第二储罐上均设置有硫酸浓度在线检测仪，所述第一储罐与连续釜式反应器之间的管路上以及第二储罐与连续釜式反应器之间的管路上均设置有流量测量仪。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的工艺，其特征在于包括以下过程：S1：质量浓度为20~40%的稀相废硫酸和质量浓度为50~85%的浓相硫酸两者初步混合后，与氢氧化铝粉末一并投料到连续釜式反应器内，于75~95℃温度且常压条件下进行连续化搅拌反应，从连续釜式反应器的出液口连续排出反应后的反应液；S2：反应后的反应液在梯度结晶器内结晶出十八水合硫酸铝反应产物后，送入到固液分离器内分离得到十八水合硫酸铝晶体和母液，所得母液能够作为稀相废硫酸使用，以重复用于连续化生产十八水合硫酸铝的过程；所得十八水合硫酸铝晶体经饱和硫酸铝水溶液洗涤后，干燥，即制得十八水合硫酸铝目标产品。所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的工艺，其特征在于所述稀相废硫酸和浓相硫酸两者初步混合形成的混合液中，硫酸浓度在30~60wt%范围内；所述稀相废硫酸和浓相硫酸两者初步混合形成的混合液中的硫酸与氢氧化铝的投料摩尔比为1.5~5:1；连续釜式反应器内反应的停留时间为30-480分钟。相对于现有技术，本专利技术取得的有益效果是：1）本专利技术以质量浓度为50~85%、20~40%两种废硫酸为原料制备十八水合硫酸铝，能够有效利用低浓度的废硫酸，即使废硫酸原料中含有Fe离子、Cr离子等重金属离子杂质，对于连续化生产十八水合硫酸铝影响不大，减少硫酸排放、提高资源利用率；本专利技术的工艺可以利用20~40%浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于包括内部盛有稀相废硫酸的第一储罐（11）、内部盛有浓相硫酸的第二储罐（12）、连续釜式反应器（1）、梯度结晶器（2）、固液分离器（3）、螺旋进料机和内部添加有氢氧化铝粉末的储料仓；连续釜式反应器（1）上设有硫酸进料管，所述第一储罐（11）和第二储罐（12）分别通过输送泵与连续釜式反应器（1）上的硫酸进料管由管路连接，所述储料仓通过螺旋进料机与连续釜式反应器（1）通接；/n第一储罐（11）内的稀相废硫酸、第二储罐（12）内的浓相硫酸和储料仓内的氢氧化铝一并投料到连续釜式反应器（1）内进行连续化生产十八水合硫酸铝的反应；连续釜式反应器（1）的出液口通过梯度结晶器（2）与所述固液分离器（3）由管路连接，反应液在梯度结晶器（2）内结晶出十八水合硫酸铝反应产物后，送入到固液分离器（3）内分离得到十八水合硫酸铝晶体和母液，十八水合硫酸铝晶体从固液分离器（3）的固体出口排出，固液分离器（3）内分离得到的母液分为两路排出，一路排入到第一储罐（11）内作为稀相废硫酸重新利用，另一路重新回流至梯度结晶器（2）内以调节梯度结晶器（2）中的十八水合硫酸铝晶体与反应液母液的固液比。/n...

【技术特征摘要】
1.一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于包括内部盛有稀相废硫酸的第一储罐（11）、内部盛有浓相硫酸的第二储罐（12）、连续釜式反应器（1）、梯度结晶器（2）、固液分离器（3）、螺旋进料机和内部添加有氢氧化铝粉末的储料仓；连续釜式反应器（1）上设有硫酸进料管，所述第一储罐（11）和第二储罐（12）分别通过输送泵与连续釜式反应器（1）上的硫酸进料管由管路连接，所述储料仓通过螺旋进料机与连续釜式反应器（1）通接；
第一储罐（11）内的稀相废硫酸、第二储罐（12）内的浓相硫酸和储料仓内的氢氧化铝一并投料到连续釜式反应器（1）内进行连续化生产十八水合硫酸铝的反应；连续釜式反应器（1）的出液口通过梯度结晶器（2）与所述固液分离器（3）由管路连接，反应液在梯度结晶器（2）内结晶出十八水合硫酸铝反应产物后，送入到固液分离器（3）内分离得到十八水合硫酸铝晶体和母液，十八水合硫酸铝晶体从固液分离器（3）的固体出口排出，固液分离器（3）内分离得到的母液分为两路排出，一路排入到第一储罐（11）内作为稀相废硫酸重新利用，另一路重新回流至梯度结晶器（2）内以调节梯度结晶器（2）中的十八水合硫酸铝晶体与反应液母液的固液比。


2.如权利要求1所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于所述梯度结晶器（2）包括外侧设有加热套（204）的顶部加热室（201）、中部结晶室（202）和外侧设有冷凝夹套（206）的底部晶体收集室（203）；连续釜式反应器（1）的出液口与梯度结晶器（2）的顶部加热室（201）由管路连接，所述中部结晶室（202）的外侧设有梯度降温装置，以使中部结晶室（202）内溶液的温度自上而下梯度性降低；所述底部晶体收集室（203）的底部靠近一端边缘处设置有晶液出料管（25）并通过晶液出料管（25）与固液分离器（3）连接，所述底部晶体收集室（203）上还设有第一物料耙（24），沉积在底部晶体收集室（203）底部的晶体通过第一物料耙（24）向着晶液出料管（25）耙送，并最终通过晶液出料管（25）排出。


3.如权利要求2所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于所述梯度降温装置包括自上而下间隔设置在中部结晶室（202）外侧的若干换热夹层（205），每个换热夹层（205）内分别通入有换热介质；自上而下开始，换热夹层（205）内通入的换热介质的温度依次降低；所述顶部加热室（201）上设置有用于对其内部液体进行搅拌的搅拌装置（21），加热套（204）进行加热控制顶部加热室（201）内溶液的温度在90-105℃，冷凝夹套（206）进行冷却控制底部晶体收集室（203）内溶液的温度在25~35℃。


4.如权利要求2所述的一种连续化生产十八水合硫酸铝的装置，其特征在于还包括母液回流管（23），所述中部结晶室（202）的内部中心固定设置有上、下端均设置开口的导流管（22），导流管（22）的长度和中部结晶室（202）的长度相同，且导流管（22）的环壁上均匀设有若干通孔；
母液回流管（23）的一端开口穿过底部晶体收集室（203）上部，并从导流管（22）的下端开口向上竖直伸入导流管（22）内；母液回流管（23）的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琰君，杨阿三，屠美玲，贾继宁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33