聚氯化鋁是目前市場(chǎng)上應(yīng)用較廣的凈水產(chǎn)品，高純聚氯化鋁由于其具有較佳優(yōu)勢(shì)絮凝形態(tài)Al13和Al30聚合形態(tài),絮凝效果更好,并可作為活性氧化鋁的原料使用。

物化性質(zhì)

高純聚合氯化鋁結(jié)構(gòu)式為Aln(OH)mCl(3n-m)(0

(1)產(chǎn)品純度高,各種重金屬雜質(zhì)含量均小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);(2)可用作飲用水及對(duì)水質(zhì)要求較高的工業(yè)用水處理的絮凝劑,也可做化妝品原料、精密鑄造的硬化劑、造紙及印染等行業(yè)的添加藥劑。

盡管高純聚合氯化鋁具有絮體形成快、沉降性能好、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),但在產(chǎn)品升級(jí)、擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域存在一定弊端。為適應(yīng)水處理技術(shù)發(fā)展要求,進(jìn)行了高純聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝研究,在生產(chǎn)原料、反應(yīng)過(guò)程、反應(yīng)裝置、工藝選擇等方面獲得創(chuàng)新成果,性能明顯好于普通聚氯化鋁,投加量可降低20%左右,降低了成本,提高了產(chǎn)量。具體的創(chuàng)新成果可以分為兩點(diǎn)。

成果一

(1)研究影響鋁形態(tài)因素,包括鹽基度、原料選配等因素,研究反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)品性能的影響,包括酸溶溫度、酸溶時(shí)間、酸用量及聚合溫度等。聚合氯化鋁水解形態(tài)影響因素包括鹽基度(堿化度、水解聚合度)、Al2O3含量。當(dāng)鹽基度含量為70%~85%,液體氧化鋁含量>12%,固體氧化鋁含量>30%時(shí),能保證Al13和Al30的聚集形態(tài)。

(2)確定提高Al13、Al30聚合態(tài)含量的方式。

①鹽基度控制>70%:酸用量增加,鹽基度增到某一值就不再增加;隨著酸溶時(shí)間延長(zhǎng),鹽基度增加并趨于恒定;隨著聚合溫度提高,鹽基度隨之增大并達(dá)到一個(gè)恒定值。

②Al2O3含量控制>12%:當(dāng)酸用量一定范圍內(nèi)增加,原料的氧化鋁溶出率增加,Al2O3含量隨之增大;隨著酸溶時(shí)間延長(zhǎng),Al2O3含量增加,逐漸趨于緩慢,至反應(yīng)終止;隨著酸溶溫度提高,溶出率增大,Al2O3含量增加,逐漸趨于緩慢。

(3)確定高純聚合氯化鋁生成裝置及工藝。氫氧化鋁和鹽酸自動(dòng)計(jì)量后進(jìn)入配料釜酸化,然后進(jìn)入聚合反應(yīng)釜升溫加壓聚合反應(yīng)數(shù)小時(shí),堿化調(diào)整和熟化,料液經(jīng)過(guò)板框過(guò)濾機(jī)壓濾后,經(jīng)過(guò)濃縮,得到高純度的無(wú)色透明液體(Al2O3含量12%~15%;堿化度為70%～85%)。

成果二

利用散熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高效散熱;解決了攪拌釜內(nèi)對(duì)攪拌方向、攪拌力大小、快慢的控制,提高化學(xué)反應(yīng)效果;解決了由于化學(xué)反應(yīng)的液體分子相對(duì)密度不同造成的化學(xué)反應(yīng)不均勻問(wèn)題;創(chuàng)新了高純聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝。

(1)為改變管道式散熱器和夾套散熱,通過(guò)熱傳遞直接散熱效率不高的弊端,研究改變了散熱器造型,溫度出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)形成空間溫差,產(chǎn)生流體自流動(dòng),通過(guò)自反饋功能平衡溫度。

(2)復(fù)式攪拌器研制。為了改變傳統(tǒng)攪拌器功能單一、攪拌不均勻、熱交換不充分、液體分子均為同向運(yùn)動(dòng)、料液混合不充分、反應(yīng)效率低等弊端。本產(chǎn)品創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了攪拌方向、攪拌力大小、快慢等條件的可控性;從屬轉(zhuǎn)軸的設(shè)置改變了釜內(nèi)溶液分子的同步旋轉(zhuǎn)狀態(tài),解決了化學(xué)反應(yīng)不均勻問(wèn)題。

主要性能指標(biāo)




性能評(píng)價(jià):(1)高純聚氯化鋁加量在20mg/L時(shí)除濁率為93.6%,高于普通聚氯化鋁投加量為25mg/L時(shí)的除濁率;(2)高純聚氯化鋁的性能好于普通聚氯化鋁,投加量可降低25%左右。