生产聚氯化铝的酸溶反应系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于聚氯化铝生产技术领域，涉及一种聚氯化铝生产酸溶反应系统。
【背景技术】
[0002]聚氯化铝，俗称净水剂，又名聚合氯化铝，简称聚铝，英文名字PAC;它是一种多羟基、多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂，固体产品外观为红褐色、黄色或白色固体粉末，其化学分子式为[AL2 (OH) nCL6_n] m (式中，l<n<5，m<10)，其中m代表聚合程度，η表示PAC产品的中性程度，易溶于水，有较强的架桥吸附性，在水解过程中伴随电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化变化，最终生成[AL2 (OH) 3 (OH) 3]，从而达到净化目的。
[0003]聚氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。
[0004]聚氯化铝分为形态分为两种:a.液体聚氯化铝为未干燥的形态，有不用稀释、装卸使用方便、价格相对便宜的优点，缺点是运输需要罐车，单位运输成本增加(每吨固体相当于2-3吨液体);b.固体聚氯化铝为干燥后的形态，有运输方便的优点，不需要罐车，缺点是使用时还需要稀释，增加工作强度。
[0005]生产聚氯化铝的原料主要有两大类:一类是含铝矿物，包括铝土矿(三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石)、粘土、高岭土、明矾石等；另一类是其它含铝原料，包括金属铝、废铝肩、灰铝、氢氧化铝、三氯化铝、煤矸石、粉煤灰等。目前生产聚氯化铝的方法主要有金属铝(包括铝灰、铅渣)法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝(包括铝矾土、煤矸石等)法、结晶氯化销法等。
[0006]1.金属铝法:采用金属铝法合成聚氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝肩、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经稀释过滤，浓缩，干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HC1，产品质量不易控制；碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，PH控制费原料，成本较高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能达到国家标准。
[0007]2.氢氧化铝法
[0008]氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。
[0009]3.三氧化二铝法
[0010]含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步:第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚氯化铝。
[0011]4.氯化铝法
[0012]采用氯化铝粉为原料加工聚氯化铝，这种方法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170°C进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化，干燥制得。
[0013]目前已建成的聚氯化铝生产装置，多数为铝矾土和铝酸钙两步法生产聚氯化铝的装置，其在第一步酸溶反应中，会产生大量氯化钙悬浮物难以与一步反应液(三氯化铝反应液)有效分离，导致最终的聚氯化铝产品中不溶物严重超标。因此，必须对现有聚氯化铝生产装置进行改进，特别是其中的第一步酸溶反应系统，以有效控制和降低一步反应液中的不溶物含量，提高聚氯化铝产品的产量和质量。
[0014]压滤机为一种利用过滤介质对对象施加一定的压力并使得液体渗析出来的一种机械设备。压滤机通过进料泵的压力将过滤物料注入滤室，过滤物料由止推板端面的进料孔进入滤板，再由滤板中心孔使过滤物料分布到所有的滤室，经滤室的过滤介质使固液分离后，达到过滤的目的。现有的压滤机一般仅采用调整进料压力来作为压滤的压力源，虽然能够满足使用要求，但是，随着压滤设备的发展，压滤机的过滤面积不断加大，滤板的数量也不断增多，使得压滤机的长度不断加长，若仅仅采用加大进料泵的进料压力来提供压滤压力，则会导致滤饼长时间不能压滤完成，降低了生产效率。
[0015]另外，由于压滤机的长度不断加长，当压滤完成后，无法确保所有的滤室均能够打开，导致滤渣不能顺利排除，需要采用人工操作逐一将未打开的滤室开启后再清除滤渣，不仅浪费人力，而且降低了生产效率。
【发明内容】
[0016]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种生产聚氯化铝的酸溶反应系统，有效控制和降低一步液中的不溶物含量，提高压滤效果和提高聚氯化铝产品的产量与质量。
[0017]为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0018]一种生产聚氯化铝的酸溶反应系统，包括酸罐系统和一步反应系统；
[0019]所述酸罐系统包括硫酸储罐系统和盐酸储罐系统，硫酸储罐系统包括硫酸储罐和硫酸卸车泵，硫酸卸车泵的出口与硫酸储罐连通，盐酸储罐系统包括盐酸储罐、盐酸卸车泵和盐酸输送泵，盐酸卸车泵的出口与盐酸储罐连通，盐酸输送泵的入口与盐酸储罐连通；
[0020]所述一步反应系统包括反应池、反应池中转池、絮凝剂配制罐、压滤机和一步液池，所述盐酸输送泵的出口与反应池连通，所述硫酸储罐与反应池连通，所述反应池上设有销帆土加料口，反应池与反应池中转池连通，絮凝剂配制罐与反应池中转池连通，反应池中转池通过一步液浑料泵与压滤机的入口连通，压滤机的液体出口与一步液池连通；
[0021]所述压滤机包括机架、压紧板和止推板，所述压紧板和止推板之间设有压滤单元，所述机架上设有用于推动所述压紧板移动的液压缸，且所述止推板上设有物料进入孔，所述压滤单元包括压滤框，所述压滤框内设有两块均与其滑动配合的压滤板，两块所述压滤板的中心对应设有进料孔，且两块所述压滤板的进料孔内套装设有与其滑动配合的进料管，所述压滤框的两端端面上均设有滤布，所述进料管的两端管口分别延伸伸出所述滤布夕卜，所述压滤框上还设有用于驱动两块所述压滤板相背运动的驱动机构。
[0022]进一步，所述硫酸卸车泵的数量为两个且相互并联，所述盐酸储罐的数量为十个且相互并联，所述盐酸卸车泵的数量为两个且相互并联，所述盐酸输送泵的数量为两个且相互并联。
[0023]进一步，所述反应池上设有废气排放口和蒸汽接口，所述反应池中转池上设有废气排放口，所述压滤机上方设有集气罩；所述反应池、反应池中转池和絮凝剂配制罐均设有搅拌器。
[0024]进一步，所述一步液浑料泵的数量为两个且相互并联，所述压滤机的数量为三个且相互并联，所述一步液池的数量为四个且相互并联。
[0025]进一步，还包括控制器，所述一步液浑料泵并联的管路上分别设有电磁阀和流量监测器，所述一步液池进口管路上设有电磁阀，所述一步液池上设有液位监测器，所述电磁阀、流量监测器和液位监测器均与控制器电连接，所述控制器通过泵驱动电路与一步液浑料泵电连接。
[0026]进一步，所述驱动机构包括分别设置在所述压滤框上下两侧或左右两侧的驱动单元，所述驱动单元包括设置在所述压滤框上的安装架，所述安装架上设有驱动液压缸，所述驱动液压缸的活塞杆上设有用于驱动两块所述压滤板相背移动的楔块，两块所述压滤板之间设有与所述楔块配合的间隙，所述压滤框上设有用于所述楔块通过的通孔。
[0027]进一步，所述楔块的截面呈等腰三角形。
[0028]进一步，所述压滤框的内壁上间隔地设有滑槽，所述压滤板的外壁上设有与所述滑槽配合的滑块，所述滑槽的两端分别设有用于防止两块所述压滤板滑出所述压滤框之外的限位结构。
[0029]进一步，所述机架上设有用于所述压滤单元移动导向的横梁。
[0030]进一步，相邻两个所述压滤框的外壁之间、以及最靠近所述压紧板的所述压滤框与所述压紧板的外壁之间均设有连杆机构，所述连杆机构包括四根双铰连杆，四根所述双铰连杆两两铰接连接在一起并组成菱形结构，所述菱形结构的其中两个相对的顶点分别铰接连接在相邻的两个所述压滤框上或最靠近所述压紧板的所述压滤框与所述压紧板上。
[0031]本实用新型的有益效果在于:
[0032]I)本实用新型在一步酸溶反应系统中设置了反应池中转池、絮凝剂配制罐和压滤机等装置，在这些装置中通过混凝沉淀、压滤分离酸溶反应中产生的不溶物，有效控制和降低了一步液中的不溶物含量，提高了聚氯化铝产品的产量和质量；
[0033]2)本实用新型还设置了自动监测控制系统和并联管路，实现自动监测控制，并联管路分步检修，实现了连续化、自动化生产；
[0034]3)通过将压滤机的压滤单元分体设置为压滤框和滑动配合安装在压滤框内的两个压滤板，使用时，首先利用液压缸驱动压紧板移动将所有压滤单元压紧固定，相邻两个压滤框之间构成滤室，然后利用进料泵将压滤物料注入到滤室内，压滤物料会驱动压滤框的两块压滤板相向移动并贴紧在一起，当滤饼注满滤室后加压，同时启动驱动机构驱动压滤框内的两块压滤板相背移动挤压滤室，即滤饼同时受到进料泵的压力作用和压滤板的挤压作用，能够更快地、更彻底地将其含有的液体过滤掉，并能够提高压力效率。
【附图说明】
[0035]为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明:
[0036]图1为酸罐系统的结构示意图；
[0037]图2为一步反应系统的结构示意图；
[0038]图3为压滤机的结构示意图；
[0039]图4为压滤单元的结构示意图；
[0040]图5为图4的左视图；
[0041]图6为图4的A详图。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0043]本实用新型生产聚氯化铝的酸溶反应系统，包括酸罐系统和一步反应系统。
[0044]图1为酸罐系统的结构示意图，如图所示，酸罐系统包括硫酸储罐系统和盐酸储罐系统，硫酸储罐系统包括硫酸储罐11和硫酸卸车泵12，硫酸卸车泵12的出口与硫酸储罐11连通，盐酸储罐系统包括盐酸储罐13、盐酸卸车泵14和盐酸输送泵15，盐酸卸车泵14的出口与盐酸储罐13连通，盐酸输送泵15的入口与盐酸储罐13连通；所述硫酸卸车泵12的数量为两个且相互并联，所述盐酸储罐13的数量为