氢氧化铝的生产装置及方法_2

文档序号:9658918阅读:来源:国知局
1-偏铝酸盐供给单元;2-二氧化碳供给单元;3-无机膜反应器;4-反应产物存储 单元;5-计量输送单元;6-流量控制单元;31-壳体;32-无机膜组件;33-腔体。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明,但本发明的保护范围并不限于 此。
[0039] 本发明的"拟薄水铝石"化学式为(Α1203 ·xH20,2>x>1),也称为"假一水软铝石", 其结构上与一水软铝石((Α1203 ·Η20)类似,但其结晶度很低,接近于凝胶体,其结晶水量高 于一水软铝石(参见"化工百科全书,北京:化学工业出版社,1998年,第10卷,第938页")。
[0040] 本发明的"氢氧化铝"包括但不限于主要成分为氢氧化铝的溶液、固体或固液混合 物;尤其包括主要成分为能够形成拟薄水铝石的氢氧化铝的溶液、固体或固液混合物。
[0041] 本发明的"二氧化碳气体"包括纯的二氧化碳气体、含二氧化碳的混合气。混合气 可以为工业尾气、例如电厂烟气、工业锅炉尾气、FCC尾气;也可以为二氧化碳与其他惰性 气体(例如空气、氮气等)形成的混合气。
[0042] 本发明的"wt% "表示重量百分数。
[0043] 〈生产装置〉
[0044] 本发明的生产装置包括偏铝酸盐供给单元、二氧化碳供给单元,无机膜反应器、反 应产物储存单元。优选地,所述的生产装置还可以包括计量输送单元和流量控制单元。
[0045] 本发明的无机膜反应器包括壳体和无机膜组件,所述的无机膜组件设置在所述的 壳体的内部,并与所述的壳体密封连接。这样,壳体和无机膜组件之间就形成腔体。可以采 用本领域常规的方法进行密封,这里不再赘述。
[0046] 在本发明中,所述的壳体上设置有液相入口,其与偏铝酸盐供给单元连接,用于接 纳偏铝酸盐供给单元供给的偏铝酸盐溶液。所述的壳体上设置有反应产物出口,其与反应 产物存储单元连接,用于将腔体中形成的反应产物输出。所述的无机膜组件上设置有气相 入口(壳体上亦有相应的气相入口),其与二氧化碳供给单元连接,用于接纳二氧化碳供给 单元供给的二氧化碳气体。在本发明中,所述的无机膜组件用于容纳二氧化碳气体,并将所 述的二氧化碳气体扩散至所述的腔体的偏铝酸盐溶液中。在本发明中,所述的腔体用于容 纳偏铝酸盐溶液和二氧化碳气体,并使得偏铝酸盐溶液和二氧化碳气体发生反应以形成反 应产物。
[0047] 本发明的无机膜反应器可以选自管式无机膜反应器或中空纤维式无机膜反应器。 这里所述的管式、中空纤维式均是指无机膜的形状。作为优选,本发明的无机膜反应器为管 式无机膜反应器或中空纤维式无机膜反应器。
[0048] 在本发明中,无机膜组件包括无机膜。本发明的无机膜可以包括金属膜、合金膜、 陶瓷膜或玻璃膜;优选为陶瓷膜或玻璃膜;更优选为陶瓷膜。本发明的无机膜的形状可以 为管状、中空纤维状、卷状或螺旋状。本发明的无机膜可以为管状或中空纤维状的陶瓷膜, 管状或中空纤维状的玻璃膜,卷状或螺旋状的金属膜,或者为卷状或螺旋状的合金膜。作为 优选,本发明的无机膜可以为管状或中空纤维状的陶瓷膜,更优选为管状的陶瓷膜。通常认 为,管状、中空纤维状、卷状或螺旋状的无机膜不适合用于拟薄水铝石的连续生产;本发明 则发现上述形状的无机膜,尤其是管状或中空纤维状的陶瓷膜,可以用于拟薄水铝石的连 续生产。
[0049] 在本发明中,无机膜包括基体和负载于基体上的功能层,所述的功能层的材质包 括金属、合金、玻璃或者陶瓷,所述的基体的材质包括多孔玻璃、烧结金属或陶瓷。本发明的 功能层优选为玻璃材料或陶瓷材料,更优选为陶瓷材料;本发明的基体优选为玻璃材料或 陶瓷材料,更优选为陶瓷材料。
[0050] 本发明的偏铝酸盐供给单元与无机膜反应器的壳体的液相入口连接,用于向无机 膜反应器的腔体供给偏铝酸盐溶液。据本发明的一个【具体实施方式】,本发明的偏铝酸盐供 给单元包括偏铝酸盐溶液出口,用于将偏铝酸盐溶液引入至无机膜反应器的壳体的液相入 口。根据本发明的一个【具体实施方式】,本发明的偏铝酸盐供给单元还可以包括偏铝酸盐原 液加入口、稀释剂加入口和助剂加入口,分别用于将偏铝酸盐原液、稀释剂和助剂加入偏铝 酸盐供给单元内部。本发明的助剂包括但不限于pH调节剂、改性剂。根据本发明的一个具 体实施方式,本发明的偏铝酸盐供给单元包含搅拌设备,用于将偏铝酸盐原液与稀释用水 混合均匀。
[0051] 本发明的二氧化碳供给单元与无机膜反应器的无机膜组件的气相入口连接,用于 向无机膜组件供给二氧化碳气体。据本发明的一个【具体实施方式】,本发明的二氧化碳供给 单元包括气体出口,用于将二氧化碳气体引入至无机膜组件的气相入口。据本发明的一个
【具体实施方式】,二氧化碳供给单元包括缓存罐和压力检测装置,用于控制二氧化碳气体的 压力和流量。
[0052] 本发明的计量输送单元设置在偏铝酸盐供给单元与无机膜反应器的液相入口之 间的管线上,用于可控地向无机膜反应器的腔体供给偏铝酸盐溶液。计量输送单元的实例 包括但不限于计量栗。所谓的"可控"表示偏铝酸盐溶液的流量和/或压力可以控制,例如 是定量输送。
[0053] 本发明的流量控制单元设置在二氧化碳供给单元与无机膜反应器的气相入口之 间的管线上,用于可控地向无机膜反应器的无机膜组件供给二氧化碳气体。流量控制单元 的实例包括但不限于质量流量计。所谓的"可控"表示二氧化碳气体的流量和/或压力可 以控制,例如是定量输送、定压输送。
[0054] 本发明的反应产物存储单元与无机膜反应器的壳体的反应产物出口连接,用于将 腔体中形成的反应产物容纳。本发明的反应产物存储单元可以是独立的储存单元,也可以 具兼具存储和老化反应产物功能的单元。本发明的反应产物存储单元可以为反应槽或反应 釜等容器。
[0055]〈生产方法〉
[0056] 本发明的生产方法包括如下步骤:将偏铝酸盐供给单元中的偏铝酸钠溶液输送至 无机膜反应器的腔体;将二氧化碳供给单元中的二氧化碳气体输送至无机膜反应器的无机 膜组件;将二氧化碳气体经无机膜组件扩散至腔体的偏铝酸钠溶液中,二氧化碳气体与偏 铝酸钠溶液接触并发生反应以形成含氢氧化铝的反应产物。
[0057] 在本发明中,反应温度可以为20~100°C,优选为21~80°C,更优选为25~50°C。 在本发明中,反应产物的pH值可以为9~10. 5,优选为9. 1~10. 2,更优选为9. 5~10。
[0058] 在本发明中,所述的偏铝酸盐溶液的pH值为10~14,优选为12~14。本发明的 偏铝酸盐溶液包括偏铝酸盐、水和pH调节剂。本发明的偏铝酸盐可以为可溶性的碱金属偏 铝酸盐,例如偏铝酸钠或偏铝酸钾等,优选为偏铝酸钠。本发明的pH调节剂可以为氢氧化 钠、氢氧化钾或氨水等,优选为氢氧化钠。在本发明的偏铝酸盐溶液中,以氧化铝计的偏铝 酸盐浓度为20~50克/升,优选为21~46克/升,更优选为23~45克/升。在本发明 中,偏铝酸盐溶液的平均流量为150~200毫升/分钟,优选为160~180毫升/分钟,更 优选为165~175毫升/分钟。
[0059] 在本发明中,二氧化碳气体的平均流量可以为1~30升/分钟,优选为10~29 升/分钟,更优选为20~28升/分钟。二氧化碳气体的压力大于0.IMPa,可以为0. 1~ 1.OMPa,优选为(λ2~(λ5MPa,更优选为(λ25~(λ26MPa。
[0060] 将本发明的方法得到的氢氧化铝经过老化、过滤、洗涤和干燥,即可得到拟薄水铝 石。老化、过滤、洗涤和干燥可以采用本领域常规的工艺条件。这里步骤赘述。拟薄水铝 石的孔容V为0. 3~0. 55毫升/克,优选为0. 33~0. 5毫升/克;比表面积S为300~ 450m2/g,优选为 320 ~410m2/g。
[0061] 本发明的拟薄水铝石可以用于生产活性氧化铝,进而作为干燥剂、吸附剂、催化剂 和催化剂载体。
[
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1