专利名称：一种电解制备聚合氯化铝絮凝剂的反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可工业化连续制备聚合氯化铝(PAC)絮凝剂的反应器，具体是可连续平衡进料和出料并通过电解方法获得具有高含量Al13形态聚合氯化铝的生产装置。
聚合氯化铝是给水和废水处理中应用最广泛的无机高分子絮凝剂之一，其产品的性质决定了其在水处理中的效能，在聚合氯化铝中Al13形态(化学式为Al13O4(OH)247+)已被确认为是聚合氯化铝中的最有效絮凝形态。目前，PAC的主要生产方法有酸溶和压溶等物理化学方法，但在现行的生产方法中，由于其生产过程和主要参数难以有效控制，因而产品质量不够稳定，有效絮凝成分Al13含量相对较低。研究证明采用电解方法可以提供有利于Al13形成的溶液化学环境而获得高Al13含量的聚合氯化铝。提供一种简易、高效、易自动化控制的反应器是电解制备聚合氯化铝的关键问题。
本发明的目的是提供一种采用电解方法连续制备高Al13含量聚合氯化铝的反应器。
本发明的反应器结构如附图
所示。在电解槽2内有阴极3、阳极4、电解液5和进料分布板14；进料通过进料计量泵6控制；电解液通过循环泵7进行循环；直流电通过直流电源1供给；阴极和阳极通过阴极导线13和阳极导线12并联连接；通过温度15和pH计8来监测电解液的温度和pH值；电解制备的聚合氯化铝通过阀门9接收。
本发明反应器的操作过程如下配制一定浓度的AlCl3电解液5通过循环泵7加入到电解槽2内，开启循环泵7，开启电源1，随时测定电解液的pH、温度以及铝含量，当总铝的含量达到所需值时，记下实际电解时间，开启进料泵6，以(80/实际电解时间)L/小时的速度开始进料；以保证三氯化铝原液在电解槽内的停留时间足够使聚合氯化铝的铝含量达到10％。开启出料口阀门9，接收电解液。将电解液静置陈化1～2天，便可以得到清澈、透明的高Al13含量的聚合氯化铝产品。
本发明的特点如下1、电解制备过程中进料和出料的动态平衡，实现了聚合氯化铝的连续制备。
2、制备方法简单，系统紧凑，实现了设备化，易于操作。
3、可在线控制制备过程的各种参数，能随时调整制备工艺的各个环节，实现自动化控制。
4、产品质量稳定，絮凝剂的主要成份为Al13聚合物，同时所制备的PAC的碱化度等重要指标明显优于的同类产品。
5、制备规模可大可小，既适于工业化产品的生产制备，又适于现场预制和投加，可作为聚合氯化铝生产的一种补充手段，特别是对小型自来水厂或污水厂的絮凝剂生产和应用尤其适用。
6、既可以批量生产又可以连续制备。
7、既可以单槽使用又可以多槽串联使用。
8、水处理絮凝效果大大提高。
电极阳极铝板16块；阴极铁板17块电极间距15mm；循环泵流速450L/小时；电路连接并联电流强度I＝170A电压U＝1.2V电解结束后对最终产品进行分析，制备的聚合氯化铝的主要指标如下总铝浓度1.8mol/LAl13含量81.3％碱化度2.3pH3.5实例2多槽连续制备聚合氯化铝絮凝剂。如附图所示的5个电解槽串联，每槽容积为15L的电解槽内，加入0.5mol/L的无水三氯化铝配制的溶液730L进行连续制备。
电极每槽内阳极铝板16块；阴极铁板17块电极间距10mm；循环泵流速3m3/小时；电路连接并联电流强度I＝880A电压U＝3V反应进行18小时以后以40L/小时的速度通过计量进料泵加入0.5mol/L的无水三氯化铝配制的电解液。电解结束后对最终产品进行分析，制备的聚合氯化铝的主要指标如下总铝浓度2.0mol/LAl13含量72.3％碱化度2.2pH3.权利要求
1.一种聚合氯化铝絮凝剂的电解制备反应器，其特征在于，以铝板为阳极，铁板为阴极，通以直流电对三氯化铝溶液进行电解制备。
2.一种聚合氯化铝的电解制备反应器，其特征在于，它包括电解槽(2)，阴极(3)和阳极(4)均采取并联方式，通过导线(12)和(13)与电源(1)相联，在电解槽内有电解液AlCl3溶液(5)，电解液通过循环泵(7)进行循环以增加溶液的传质；使在电解过程中可以通过进科泵(6)加入电解液同时开启阀门(9)接收聚合氯化铝产品；电解槽(2)底端有一布水板(14)使进料及循环电解液均匀分布。
3.按照权利要求2所述的反应器，其特征在于，电解槽的体积可大可小，其范围为1～500L。
4.按照权利要求2所述的反应器，其特征在于，可以进行连续的进料和出料，实现连续制备。
5.按照权利要求2所述的反应器，其特征在于，阳极是由铝板制成。
6.按照权利要求2所述的反应器，其特征在于，阴极是由铁板、不锈钢板制成。
7.按照权利要求2所述的反应器，其特征在于，阴极和阳极的间距是可以在1-2.5cm的范围内调节的。
8.按照权利要求3所述的反应器，其特征在于，电解液的温度和pH随时可以通过温度计(15)和pH值计(8)进行监测。
全文摘要
本发明提供了一种聚合氯化铝絮凝剂的电解制备反应器。该反应器包括电解槽、可固定在电解槽内的铝板阳极和铁板阴极、溶液的循环系统、溶液进料系统、温度和pH监测系统、直流电源以及电源与电极的连接系统。向此电解槽内通入三氯化铝电解液，并通直流电进行电解即可制得聚合氯化铝絮凝剂。本反应器可以采用单电解槽操作，也可以多电解槽串联使用；可以批次生产，也可以进行聚合氯化铝产品的连续制备。采用此电解槽制备的聚合氯化铝絮凝剂有效成分Al
文档编号C25B1/26GK1477234SQ02128929
公开日2004年2月25日 申请日期2002年8月22日 优先权日2002年8月22日
发明者刘会娟, 曲久辉, 雷鹏举, 平复还 申请人:中国科学院生态环境研究中心