CN102167375A - 多级集料的氢氧化铝平底种分槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级集料的氢氧化铝平底种分槽，属于化学结晶反应装置；旨在提供一种运行能耗小、制造成本低的氢氧化铝种分槽。它包括种分槽、与该种分槽连通的进料管、垂直伸入种分槽中的至少一根提料管、分别与各所述提料管相交连通的提料风管，种分槽(1)的底部呈漏斗状平底结构，种分槽(1)的内壁至少固定有一级向下倾斜呈喇叭状的集料板(4)。本发明具有制造安装成本低、节能、产品质量好等诸多优点；是一种理想的氢氧化铝种分槽。

Description

多级集料的氢氧化铝平底种分槽

技术领域：本发明涉及一种化学结晶反应装置，尤其涉及一种过饱和铝酸钠溶液加晶种分解结晶生产氢氧化铝的反应装置。

背景技术：目前，在氧化铝工业生产中大多采用精制过饱和铝酸钠溶液加晶种分解结晶获得氢氧化铝，然后通过脱水的方法制取氧化铝。铝酸钠溶液加晶种结晶生产氢氧化铝的装置称为“种分槽”。目前，种分槽普遍采用大直径圆柱形平底结构，这种大型平底种分槽需要配置由五层叶浆、传动轴、减速箱以及电机组合而成的机械搅拌***不间断地对铝酸钠溶液进行搅动翻滚，以达到混料和防止氢氧化铝晶体颗粒在种分槽底部沉淀堆积、水解结垢而阻碍生产正常进行的目的。这种使液体翻滚的强力搅动虽然可以起到上述作用，但却存在以下缺点：

1、在种分槽流场内产生很大的剪切应力，造成已结晶长大的氢氧化铝颗粒被破碎、磨损、细化，导致最终产品氧化铝的粒度大多介于砂粒状和粉状之间，达不到砂状氧化铝产品的粒度标准要求。

2、搅动翻滚溶液对促进低分子比铝酸钠溶液结晶反应的动力学过程，提高分解率并无突出贡献；但对于高分子比铝酸钠溶液结晶反应的动力学过程而言，由于受到扩散和化学混合反应控制，搅拌对加快铝酸根阴离子在溶液中的扩散具有一定的作用。因此对种分槽中的铝酸钠溶液进行整体搅动翻滚，不仅会造成上、下层液体之间相互混杂，使种分槽内从上至下α_k被打乱，而且部分搅拌能量对低分子比铝酸钠溶液做无用功，电能白白浪费。

3、由于现有种分槽体积大(平底圆柱形机械搅拌种分槽一般直径8-14米，高20-35米)，不仅种分槽土建基础和槽体刚度要求高、投资大，机械搅拌***制造和固定安装困难；而且电机所需功率也大(每台直径14米，高35米种分槽需配置一台75千瓦搅拌电机)，连续运转电能消耗大。

因此，根据气-固-液多相流的流动特性，从改变种分槽空间结构出发，在种分槽内改变搅拌方式和搅拌部位，根据铝酸钠溶液结晶反应动力学特性及其过程的需要来合理配置搅拌能量，使之仅对高分子比部分溶液的反应动力学过程发挥作用；而低分子比部分溶液保持***推流状态分解是实现节能降耗、改善结晶体粒度和降低种分槽制造成本的有效途径。

发明内容：针对现有技术存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种运行能耗小、制造成本低的多级集料的氢氧化铝平底种分槽，是对现有氢氧化铝机械搅拌式大型平底种分槽的改进。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：它包括种分槽、与该种分槽连通的进料管、垂直伸入该种分槽中的至少一根提料管、分别与各所述提料管相交连通的提料风管，种分槽的底部呈漏斗状平底结构，种分槽的内壁至少固定有一级向下倾斜呈喇叭状的集料板。

各级集料板的小端口直径自上而下逐级减小；各级集料板上分布有若干过料孔；在各提料管的下端口附近分别设有搅动风管。

与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，利用多级集料板把浆料及氢氧化铝固体颗粒收拢集中于种分槽的底部小范围内，然后利用空气升液原理通过管道提取输送到下游工序，可完全取消现有机械搅拌式平底种分槽中的机械搅拌装置；因此能够满足铝酸钠溶液在固含200-900g/l、流量大于250M³/h情况下氢氧化铝晶种结晶反应连续生产所需的工艺条件。铝酸钠溶液在长径比大的种分槽中流动时，每一微元体积里的溶液以相同的速度向前移动，在溶液的流动方向上不存在返混，且沿种分槽径向每一个截面上溶液组成在时间进程中变化很小，α_k不会被打乱，分解结晶反应连续稳态进行；氢氧化铝结晶颗粒随流动溶液通过集料板时被均匀地收拢后分散到底部一个较小的区域内，随后被搅动风扬起，再通过提料管输送出去。由于经过多级集料后固体颗粒被集中到底部较小范围内，因而能被有效地输送出去，底部不易产生物料堆积。同时这种微搅动仅对底部高分子比的铝酸钠溶液起到了促进局部区域扩散传质的作用，并不影响到种分槽上部低分子比铝酸钠溶液的***推流状态和结晶反应的动力学条件。本发明不仅简化了种分槽结构，而且能根据铝酸钠溶液在种分槽上部和底部分子比的差别来合理分布搅拌能量，并通过多级集料板对浆料和固体颗粒进行收拢集中，使大直径的平底变成了小直径的平底，大大方便了集中提料和管道输送，减轻了底部氢氧化铝固体颗粒的堆积程度。同时，节约电耗和省去了庞大的机械搅拌装置，大大降低了种分槽的制作安装成本及运行费用。

附图说明：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明另一个实施例的结构示意图；

图4是图3的俯视图。

图中：种分槽1  提料管2  提料风管3  集料板4  搅动风管5过料孔6  进料管7

具体实施方式：下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

在图1～2中，种分槽1的底部呈漏斗状平底结构，均匀分布的三根提料管2的下端垂直伸入该种分槽的底部，各所述提料管的上端分别穿过该种分槽向外伸出，三根提料风管3自上而下各自***对应的提料管2中；在高于提料管2的出口位置设有与种分槽1连通的进料管7。种分槽1的内壁固定有一级向下倾斜呈喇叭状的集料板4，该集料板的小端口直径大于或等于种分槽1的平底直径。为了避免流场内出现死角，在集料板4上分布有若干过料孔6。为了防止在提料管2的下端口附近产生沉淀堆积，同时也为适当搅动底部物料，在各提料管2的下端口附近分别设有搅动风管5。

实施例2

为了便于提料、减少物料沉淀堆积，同时也为了加工方便，在基本结构与实施例1相同的基础上，本发明还可以采用如图3～4所示的结构：在种分槽1的内壁固定有两级或三极集料板4，各级集料板4的小端口直径自上而下逐级减小。各提料风管3从侧面与对应的提料管2相交连通。

Claims (5)

1.一种多级集料的氢氧化铝平底种分槽，包括种分槽、与该种分槽连通的进料管、垂直伸入该种分槽中的至少一根提料管、分别与各所述提料管相交连通的提料风管，其特征在于：种分槽(1)的底部呈漏斗状平底结构，种分槽(1)的内壁至少固定有一级向下倾斜呈喇叭状的集料板(4)。

2.根据权利要求1所述的多级集料的氢氧化铝平底种分槽，其特征在于：各级集料板(4)的小端口直径自上而下逐级减小。

3.根据权利要求1或2所述的多级集料的氢氧化铝平底种分槽，其特征在于：各级集料板(4)上分布有若干过料孔(6)。

4.根据权利要求1或2所述的多级集料的氢氧化铝平底种分槽，其特征在于：在各提料管(2)的下端口附近分别设有搅动风管(5)。

5.根据权利要求3所述的多级集料的氢氧化铝平底种分槽，其特征在于：在各提料管(2)的下端口附近分别设有搅动风管(5)。

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