拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置的制作方法

本实用新型涉及氧化铝生产领域。具体地说是拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置。

背景技术：

拜耳法生产氧化铝工艺的种子分解过程中，周期性细化现象在各氧化铝厂普遍存在，氢氧化铝颗粒在分解过程中均经历逐渐长大、突然变小以及逐渐长大的周期性变化，这种周期性变化会严重影响到拜耳法生产的正常进行。虽然现有技术中也有很多针对周期性细化的解决方案，但这些解决方案都不能从根本上解决这一问题。

技术实现要素：

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置，包括一个或多个种分单元；精液出料口与首端的所述种分单元的进料总管流体导通，尾端的所述种分单元的出料总管与母液池的进料口流体导通，中间的所述种分单元的进料总管与上游的所述种分单元的出料总管流体导通，中间的所述种分单元的出料总管与下游的所述种分单元的进料总管流体导通；所述种分单元包括种分罐、进料管路、出料管路和检修备用管路；所述进料管路的出料口与所述种分罐的进料口流体导通，所述种分罐的出料口与所述出料管路的进料口流体导通，所述检修备用管路的进料口与所述进料管路流体导通，所述检修备用管路的出料口与所述出料管路流体导通；所述种分罐包括位于上部的一次成核种分室、位于下部的二次成核种分室以及位于所述一次成核种分室和所述二次成核种分室之间的均流缓冲室；所述一次成核种分室与所述均流缓冲室之间由上及下依次设有过滤网和多孔板；所述均流缓冲室和所述二次成核种分室之间设有缓流板；所述缓流板上安装有导流管，所述导流管的一端与所述均流缓冲室流体导通、另一端从缓流板延伸到所述二次成核种分室内；所述种分罐的进料口与所述一次成核种分室流体导通，所述种分罐的出料口与所述二次成核种分室流体导通。

本实用新型的技术方案取得了如下有益的技术效果：

通过对种分罐结构以及种分工艺进行重新设计，不仅避免了种分过程中周期性细化的现象发生，而且实现了种分工艺中氢氧化铝粒径的分级，使得后续的氧化铝生产工艺成本大大降低，提高生产效率。种分罐之间的输送管道内流动的物料中氢氧化铝粒度较小，并且数量大大降低，这样会减轻管道的输送压力，不仅节约输送成本，而且可以大大减少管道内壁上氢氧化铝的沉积量。在每个种分罐中：一次成核种分室内通过射流组件喷射出来的物料实现较为剧烈搅拌，促进分解及大颗粒种子继续长大；二次成核种分室内通过导流管出料对底部物料进行较为温和的扰动，有利于小颗粒的氢氧化铝长大。通过出料管路和水泵实现二次成核种分室内物料的出料，可以在均流缓冲室内形成负压，有利于一次成核种分室内的物料向下流动至均流缓冲室内。检修备用管路的设计一方面可以实现对应的种分单元检修时生产不停歇，另一方面还可以在对应的种分罐内氢氧化铝粒径符合出料要求时进行彻底的清罐出料。

附图说明

图1本实用新型拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置的种分单元的结构示意图；

图2本实用新型拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置中射流组件的结构示意图；

图3本实用新型拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置中环形外层射流管的横截面结构示意图；

图4本实用新型拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置中环形内层射流管的横截面结构示意图；

图5本实用新型拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-进料总管；2-出料总管；3-一次成核种分室；4-均流缓冲室；5-二次成核种分室；6-过滤网；7-多孔板；8-缓流板；9-导流管；10-水泵；11-第一三通阀；12-底部进料管路；13-射流组件；14-出料管路；15-检修备用管路；16-第二三通阀；17-环形外层射流管；18-集液孔；19-环形内层射流管；20-直线射流导通管；21-粗氢氧化铝出料管；22-水平射流通道；23-斜向上射流通道；24-细氢氧化钠铝出料管。

具体实施方式

如图5所示，本实施例拜耳法氧化铝生产中防止种分周期性细化的装置包括12个种分单元，沿流体流动方向依次分为：一级种分组、二级种分组、三级种分组和四级种分组，所述一级种分组、所述二级种分组、所述三级种分组和所述四级种分组均包括四个所述种分单元，整个种分工艺流程物料停留时间约为60小时。

如图1和图5所示，精液出料口与首端的所述种分单元的进料总管1流体导通，尾端的所述种分单元的出料总管2与母液池的进料口流体导通，中间的所述种分单元的进料总管1与上游的所述种分单元的出料总管2流体导通，中间的所述种分单元的出料总管2与下游的所述种分单元的进料总管1流体导通；所述种分单元包括种分罐、进料管路、出料管路14和检修备用管路15；所述进料管路的出料口与所述种分罐的进料口流体导通，所述种分罐的出料口与所述出料管路14的进料口流体导通，所述检修备用管路15的进料口与所述进料管路流体导通，所述检修备用管路15的出料口与所述出料管路流体导通；所述种分罐包括位于上部的一次成核种分室3、位于下部的二次成核种分室5以及位于所述一次成核种分室3和所述二次成核种分室5之间的均流缓冲室4；所述一次成核种分室3与所述均流缓冲室4之间由上及下依次设有过滤网6和多孔板7；所述均流缓冲室4和所述二次成核种分室5之间设有缓流板8；所述缓流板8上安装有导流管9，所述导流管9的一端与所述均流缓冲室4流体导通、另一端从缓流板8延伸到所述二次成核种分室5内；所述种分罐的进料口与所述一次成核种分室3流体导通，所述种分罐的出料口与所述二次成核种分室5流体导通。所述进料管路包括射流组件13和底部进料管路12，所述底部进料管路12通过所述射流组件13与所述一次成核种分室3的底部流体导通，所述射流组件13固定安装在所述一次成核种分室3的底部。所述进料总管1与第一三通阀11的第一口流体导通，所述第一三通阀11的第二口与所述底部进料管路12进料管路的进料口流体导通，所述第一三通阀11的第三口与所述检修备用管路15的进料口流体导通，所述检修备用管路15的出料口与第二三通阀16的第一口流体导通，所述出料管路14的出料口与第二三通阀16的第二口流体导通，所述第二三通阀16的第三口与所述出料总管2的进料口流体导通。

如图2、图3和图4所示，所述射流组件13包括环形外层射流管17、环形内层射流管19和直线射流导通管20，所述环形内层射流管19的直径d1小于所述环形外层射流管17的直径d2，所述环形内层射流管19与所述环形外层射流管17之间通过所述直线射流导通管20流体导通；所述环形外层射流管17朝向所述一次成核种分室3轴向中心的一侧管壁上沿所述环形外层射流管17的圆周方向开设有水平射流通道22和斜向上射流通道23；所述环形内层射流管19的两侧管壁上沿所述环形内层射流管19的圆周方向分别开设有水平射流通道22和斜向上射流通道23；沿所述一次成核种分室3的轴向：所述水平射流通道22与所述过滤网6的垂直距离为1cm；所述斜向上射流通道23的出料方向b与水平面的夹角a为45°，所述水平射流通道22的出料方向c与水平面平行；所述水平射流通道22和所述斜向上射流通道23为相间射流通道。所述内层射流管19为两个，相邻两个所述之间内层射流管19通过所述射流导通管20流体导通；所述外层射流管17与所述内层射流管19之间的径向间距以及相邻所述内层射流管19之间的径向间距均为50cm。

如图1所示，所述多孔板7上开设有集液孔18，所述集液孔18的孔径为5cm,相邻所述集液孔18的间距为8cm；所述导流管9的孔径为3cm，所述缓流板8上安装的相邻所述导流管9之间的距离为10cm。所述出料管路14一端位于所述二次成核种分室5内，所述出料管路14的另外一端由下及上依次穿过所述缓流板8、所述多孔板7、所述过滤网6和所述一次成核种分室3伸出到所述种分罐外，并通过水泵10与所述第二三通阀16的第二口流体导通。

在所述一级种分组中：每个所述种分单元中所述过滤网6网孔的孔径为180目；在所述二级种分组中：每个所述种分单元中所述过滤网6网孔的孔径为240目；在所述三级种分组中：每个所述种分单元中所述过滤网6网孔的孔径为270目；在所述四级种分组中：每个所述种分单元中所述过滤网6网孔的孔径为325目。在所述一级种分组中：每个所述种分单元中所述出料管路14位于所述二次成核种分室5内的一端与所述二次成核种分室5底部的距离为1.2m；在所述二级种分组中：每个所述种分单元中所述出料管路14位于所述二次成核种分室5内的一端与所述二次成核种分室5底部的距离为1.5m；在所述三级种分组中：每个所述种分单元中所述出料管路14位于所述二次成核种分室5内的一端与所述二次成核种分室5底部的距离为1.6m；在所述四级种分组中：每个所述种分单元中所述出料管路14位于所述二次成核种分室5内的一端与所述二次成核种分室5底部的距离为1.9m。所述导流管9位于所述二次成核种分室5内的一端距离所述二次成核种分室5底部的距离5cm；所述进料总管1和所述出料总管2的流量相等，且每小时流量为所述种分罐有效容积的五分之一。

在正常工作状态，所述第一三通阀11的第三口处于关闭状态和所述第二三通阀16的第一口关闭，即所述进料总管1与所述底部进料管路12流体导通，所述出料管路14与所述出料总管2流体导通，所述检修备用管路15内没有精液通过。叶滤得到的精液依次流经所述进料总管1、所述第一三通阀11和所述底部进料管路12而进入到所述射流组件13内，并所述环形外层射流管17和所述环形内层射流管19上的所述水平射流通道22和所述斜向上射流通道23喷射到所述一次成核种分室3内，所述一次成核种分室3内预先加入粒径大于80μm的氢氧化铝种子，从所述水平射流通道22喷射出来的物料可以防止氢氧化铝颗粒在所述过滤网6上大量聚集而堵塞所述过滤网6的网孔，所述斜向上射流通道23喷射出来的物料由于是斜向上方，可以对所述一次成核种分室3内的物料起到搅拌作用，加速氢氧化铝种子长大。通过环形外层射流管17和环形内层射流管19的相互配合，同时解决了氢氧化铝颗粒在所述过滤网6上大量聚集及所述一次成核种分室3内物料的搅拌。直线射流导通管20连通环形外层射流管17和环形内层射流管19，在环形内侧射流管19为两个或者两个以上的时候，相邻两个环形内层射流管19之间也通过直线射流导通管20连通，并且最内圈的环形内层射流管19沿直径方向也设置有直线射流导通管20，这样来自底部进料管路12的精液沿环形外层射流管17和环形内层射流管19直径方向(环形外层射流管17和环形内层射流管19同圆心设置，且所有直线射流导通管20均在一条直线上)能够快速将精液输送至每个环形外层射流管17和环形内层射流管19内。

所述一次成核种分室3内的物料通过过滤网6进行过滤，水和粒径小于80μm的氢氧化铝颗粒依次流经过滤网6和多孔板7进入到均流缓冲室4内，多孔板7位于过滤网6下方，可以对过滤网6起到支撑作用。物料一方面在均流缓冲室4内进行动能及势能的缓冲释放，从而在均流缓冲室4内处于相对静稳状态，另外可以均匀分配至每个与均流缓冲室4流体导通的导流管9；使得物料能够从均流缓冲室内4以设定的速度且分布均匀地流入到二次成核种分室5的底部，从而确保二次成核种分室5内物料从下向上的扩散和流动速度比较均衡，颗粒较大的氢氧化铝位于二次成核种分室5下部，而颗粒较小的氢氧化铝位于二次成核种分室5上部，形成自下而上氢氧化钠铝颗粒逐渐变小的阶梯状分布，有利于出料管路14排出颗粒较小的氢氧化铝颗粒，避免周期性细化现象的出现。通过一次成核种分室3底部的粗氢氧化铝出料管21和二次成核种分室5底部的细氢氧化钠铝出料管24可以检测一次成核种分室3和二次成核种分室5内的氢氧化铝颗粒的粒度大小，满足要求的粒度之后即可分别排出物料，在稳定运行之后，可以通过旋流器和过滤机进行氢氧化铝分离，同时出料的情况下，二次成核种分室5内分离出来的氢氧化铝颗粒粒度要小于一次成核种分室3内分离出来的氢氧化铝颗粒粒度，作为种子加入到这个种分罐的一次成核种分室3内。

在需要对某个种分单元进行检修的时候，关闭所述第一三通阀11的第二口，打开所述第一三通阀11的第三口；并且打开所述第二三通阀16的第一口，关闭所述第二三通阀16的第二口；这样来自进料总管1的精液依次流经所述第一三通阀11、所述检修备用管路15、所述第二三通阀16和所述出料总管2而进入到下游的种分罐内，这个种分单元不再进出物料，可以进行检修维护。

在本实施例中，一级种分组的一次成核种分室3内加入的是粒度大于80μm的氢氧化铝种子(80-90μm)，种分过程中粒度小于80μm的氢氧化铝随溶液流入到一级种分组的二次成核种分室5内，通过控制进出种分罐内的物料流量和导流管9距离二次成核种分室5底部的距离，使得二次成核种分室5内粒度较小的氢氧化铝颗粒从出料管路14排出并进入到下一个种分单元，这样可以使得小颗粒氢氧化铝逐级排到下游，防止一级种分组内周期性细化现象的发生。

二级种分组的一次成核种分室3内加入的是粒度为70-80μm的氢氧化铝种子，种分过程中粒度小于61μm的氢氧化铝随溶液流入到二级种分组的二次成核种分室5内，通过控制进出种分罐内的物料流量和导流管9距离二次成核种分室5底部的距离，使得二次成核种分室5内粒度较小的氢氧化铝颗粒从出料管路14排出并进入到下一个种分单元，这样可以使得小颗粒氢氧化铝逐级排到下游，防止二级种分组内周期性细化现象的发生。

三级种分组的一次成核种分室3内加入的是粒度为60-70μm的氢氧化铝种子，种分过程中粒度小于53μm的氢氧化铝随溶液流入到三级种分组的二次成核种分室5内，通过控制进出种分罐内的物料流量和导流管9距离二次成核种分室5底部的距离，使得二次成核种分室5内粒度较小的氢氧化铝颗粒从出料管路14排出并进入到下一个种分单元，这样可以使得小颗粒氢氧化铝逐级排到下游，防止三级种分组内周期性细化现象的发生。

四级种分组的一次成核种分室3内加入的是粒度为50-60μm的氢氧化铝种子，种分过程中粒度小于45μm的氢氧化铝随溶液流入到四级种分组的二次成核种分室5内，通过控制进出种分罐内的物料流量和导流管9距离二次成核种分室5底部的距离，使得二次成核种分室5内粒度较小的氢氧化铝颗粒从出料管路14排出并进入到下一个种分单元，这样可以使得小颗粒氢氧化铝逐级排到下游，防止四级种分组内周期性细化现象的发生。

在进行氢氧化铝颗粒分离的时候：从第一个种分罐的粗氢氧化铝出料管21和细氢氧化钠铝出料管24排出的物料过滤之后泵入第二个种分罐，第二个种分罐的粗氢氧化铝出料管21和细氢氧化钠铝出料管24排出的物料过滤之后泵入第三个种分罐，依次类推……从最后一个种分罐的粗氢氧化铝出料管21和细氢氧化钠铝出料管24排出的物料过滤之后的滤液总停留时间达到60h,可以直接排入母液池。最后一个种分罐的粗氢氧化铝出料管21和细氢氧化钠铝出料管24为连续不间断出料；其余种分罐为间断出料：例如第一个种分罐出料的时候，关闭所述第一三通阀11的第二口，打开所述第一三通阀11的第三口；并且打开所述第二三通阀16的第一口，关闭所述第二三通阀16的第二口；虽然这样部分物料的停留时间小于60h(约55h)，但是只要总停留时间大于50h就足以分解得比较彻底。可以根据所需氢氧化铝的粒径大小，具体设定每个种分罐的出料时间，这样就分别得到不同粒径的氢氧化铝，实现种分阶段对颗粒大小进行分级，并且相对传统工艺，种分罐之间的连通管道内流动的物料中氢氧化铝粒度较小，并且数量大大降低，这样会减轻管道的输送压力，不仅节约输送成本，而且可以大大减少管道内壁上氢氧化铝的沉积量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。