專利名稱：多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)結(jié)晶反應(yīng)裝置，尤其涉及一種過(guò)飽和鋁酸鈉溶液加晶種分解結(jié)晶生產(chǎn)氫氧化鋁的反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
目前，在氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中大多采用精制過(guò)飽和鋁酸鈉溶液加晶種分解結(jié)晶獲得氫氧化鋁，然后通過(guò)脫水的方法制取氧化鋁。鋁酸鈉溶液加晶種結(jié)晶生產(chǎn)氫氧化鋁的裝置稱為“種分槽”。目前，種分槽普遍采用大直徑圓柱形平底結(jié)構(gòu)，這種大型平底種分槽需要配置由五層葉漿、傳動(dòng)軸、減速箱以及電機(jī)組合而成的機(jī)械攪拌系統(tǒng)不間斷地對(duì)鋁酸鈉溶液進(jìn)行攪動(dòng)翻滾，以達(dá)到混料和防止氫氧化鋁晶體顆粒在種分槽底部沉淀堆積、 水解結(jié)垢而阻礙生產(chǎn)正常進(jìn)行的目的。這種使液體翻滾的強(qiáng)力攪動(dòng)雖然可以起到上述作用，但卻存在以下缺點(diǎn)1、在種分槽流場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生很大的剪切應(yīng)力，造成已結(jié)晶長(zhǎng)大的氫氧化鋁顆粒被破碎、磨損、細(xì)化，導(dǎo)致最終產(chǎn)品氧化鋁的粒度大多介于砂粒狀和粉狀之間，達(dá)不到砂狀氧化鋁產(chǎn)品的粒度標(biāo)準(zhǔn)要求。2、攪動(dòng)翻滾溶液對(duì)促進(jìn)低分子比鋁酸鈉溶液結(jié)晶反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，提高分解率并無(wú)突出貢獻(xiàn)；但對(duì)于高分子比鋁酸鈉溶液結(jié)晶反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程而言，由于受到擴(kuò)散和化學(xué)混合反應(yīng)控制，攪拌對(duì)加快鋁酸根陰離子在溶液中的擴(kuò)散具有一定的作用。因此對(duì)種分槽中的鋁酸鈉溶液進(jìn)行整體攪動(dòng)翻滾，不僅會(huì)造成上、下層液體之間相互混雜，使種分槽內(nèi)從上至下α k被打亂，而且部分?jǐn)嚢枘芰繉?duì)低分子比鋁酸鈉溶液做無(wú)用功，電能白白浪費(fèi)。3、由于現(xiàn)有種分槽體積大(平底圓柱形機(jī)械攪拌種分槽一般直徑8-14米，高 20-35米)，不僅種分槽土建基礎(chǔ)和槽體剛度要求高、投資大，機(jī)械攪拌系統(tǒng)制造和固定安裝困難；而且電機(jī)所需功率也大(每臺(tái)直徑14米，高35米種分槽需配置一臺(tái)75千瓦攪拌電機(jī))，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)電能消耗大。因此，根據(jù)氣-固-液多相流的流動(dòng)特性，從改變種分槽空間結(jié)構(gòu)出發(fā)，在種分槽內(nèi)改變攪拌方式和攪拌部位，根據(jù)鋁酸鈉溶液結(jié)晶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性及其過(guò)程的需要來(lái)合理配置攪拌能量，使之僅對(duì)高分子比部分溶液的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程發(fā)揮作用；而低分子比部分溶液保持近平推流狀態(tài)分解是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、改善結(jié)晶體粒度和降低種分槽制造成本的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種運(yùn)行能耗小、制造成本低的多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽，是對(duì)現(xiàn)有氫氧化鋁機(jī)械攪拌式大型平底種分槽的改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它包括種分槽、與該種分槽連通的進(jìn)料管、垂直伸入該種分槽中的至少一根提料管、分別與各所述提料管相交連通的提料風(fēng)管，種分槽的底部呈漏斗狀平底結(jié)構(gòu)，種分槽的內(nèi)壁至少固定有一級(jí)向下傾斜呈喇叭狀的集料板。各級(jí)集料板的小端口直徑自上而下逐級(jí)減小；各級(jí)集料板上分布有若干過(guò)料孔； 在各提料管的下端口附近分別設(shè)有攪動(dòng)風(fēng)管。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，利用多級(jí)集料板把漿料及氫氧化鋁固體顆粒收攏集中于種分槽的底部小范圍內(nèi)，然后利用空氣升液原理通過(guò)管道提取輸送到下游工序，可完全取消現(xiàn)有機(jī)械攪拌式平底種分槽中的機(jī)械攪拌裝置；因此能夠滿足鋁酸鈉溶液在固含200-900g/l、流量大于250M3/h情況下氫氧化鋁晶種結(jié)晶反應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)所需的工藝條件。鋁酸鈉溶液在長(zhǎng)徑比大的種分槽中流動(dòng)時(shí)，每一微元體積里的溶液以相同的速度向前移動(dòng)，在溶液的流動(dòng)方向上不存在返混，且沿種分槽徑向每一個(gè)截 面上溶液組成在時(shí)間進(jìn)程中變化很小，α k不會(huì)被打亂，分解結(jié)晶反應(yīng)連續(xù)穩(wěn)態(tài)進(jìn)行；氫氧化鋁結(jié)晶顆粒隨流動(dòng)溶液通過(guò)集料板時(shí)被均勻地收攏后分散到底部一個(gè)較小的區(qū)域內(nèi)，隨后被攪動(dòng)風(fēng)揚(yáng)起，再通過(guò)提料管輸送出去。由于經(jīng)過(guò)多級(jí)集料后固體顆粒被集中到底部較小范圍內(nèi)，因而能被有效地輸送出去，底部不易產(chǎn)生物料堆積。同時(shí)這種微攪動(dòng)僅對(duì)底部高分子比的鋁酸鈉溶液起到了促進(jìn)局部區(qū)域擴(kuò)散傳質(zhì)的作用，并不影響到種分槽上部低分子比鋁酸鈉溶液的近平推流狀態(tài)和結(jié)晶反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件。本發(fā)明不僅簡(jiǎn)化了種分槽結(jié)構(gòu)，而且能根據(jù)鋁酸鈉溶液在種分槽上部和底部分子比的差別來(lái)合理分布攪拌能量，并通過(guò)多級(jí)集料板對(duì)漿料和固體顆粒進(jìn)行收攏集中，使大直徑的平底變成了小直徑的平底，大大方便了集中提料和管道輸送，減輕了底部氫氧化鋁固體顆粒的堆積程度。同時(shí)，節(jié)約電耗和省去了龐大的機(jī)械攪拌裝置，大大降低了種分槽的制作安裝成本及運(yùn)行費(fèi)用。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的俯視圖。圖中種分槽1提料管2提料風(fēng)管3集料板4攪動(dòng)風(fēng)管5過(guò)料孔6進(jìn)料管具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1在圖1 2中，種分槽1的底部呈漏斗狀平底結(jié)構(gòu)，均勻分布的三根提料管2的下端垂直伸入該種分槽的底部，各所述提料管的上端分別穿過(guò)該種分槽向外伸出，三根提料風(fēng)管3自上而下各自插入對(duì)應(yīng)的提料管2中；在高于提料管2的出口位置設(shè)有與種分槽1 連通的進(jìn)料管7。種分槽1的內(nèi)壁固定有一級(jí)向下傾斜呈喇叭狀的集料板4，該集料板的小端口直徑大于或等于種分槽1的平底直徑。為了避免流場(chǎng)內(nèi)出現(xiàn)死角，在集料板4上分布有若干過(guò)料孔6。為了防止在提料管2的下端口附近產(chǎn)生沉淀堆積，同時(shí)也為適當(dāng)攪動(dòng)底部物料，在各提料管2的下端口附近分別設(shè)有攪動(dòng)風(fēng)管5。實(shí)施例2為了便于提料、減少物料沉淀堆積，同時(shí)也為了加工方便，在基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1 相同的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以采用如圖3 4所示的結(jié)構(gòu)在種分槽1的內(nèi)壁固定有兩級(jí)或三極集料板4，各級(jí)集料板4的小端口直徑自上而下逐級(jí)減小。各提料風(fēng)管3從側(cè)面與對(duì)應(yīng)的提料管2相交連通。
權(quán)利要求
1.一種多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽，包括種分槽、與該種分槽連通的進(jìn)料管、垂直伸入該種分槽中的至少一根提料管、分別與各所述提料管相交連通的提料風(fēng)管，其特征在于種分槽(1)的底部呈漏斗狀平底結(jié)構(gòu)，種分槽(1)的內(nèi)壁至少固定有一級(jí)向下傾斜呈喇叭狀的集料板⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽，其特征在于各級(jí)集料板 (4)的小端口直徑自上而下逐級(jí)減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽，其特征在于各級(jí)集料板(4)上分布有若干過(guò)料孔(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽，其特征在于在各提料管(2)的下端口附近分別設(shè)有攪動(dòng)風(fēng)管(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽，其特征在于在各提料管 (2)的下端口附近分別設(shè)有攪動(dòng)風(fēng)管(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多級(jí)集料的氫氧化鋁平底種分槽，屬于化學(xué)結(jié)晶反應(yīng)裝置；旨在提供一種運(yùn)行能耗小、制造成本低的氫氧化鋁種分槽。它包括種分槽、與該種分槽連通的進(jìn)料管、垂直伸入種分槽中的至少一根提料管、分別與各所述提料管相交連通的提料風(fēng)管，種分槽(1)的底部呈漏斗狀平底結(jié)構(gòu)，種分槽(1)的內(nèi)壁至少固定有一級(jí)向下傾斜呈喇叭狀的集料板(4)。本發(fā)明具有制造安裝成本低、節(jié)能、產(chǎn)品質(zhì)量好等諸多優(yōu)點(diǎn)；是一種理想的氫氧化鋁種分槽。
文檔編號(hào)C01F7/14GK102167375SQ201110054548
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者丁元法, 何力, 劉洪波, 李丹寧, 李剛, 李勇, 李鵬, 洪江, 熊永昇, 羅宏, 胡大喬, 蘇向東, 范文波, 薛濤, 譚春生, 金開(kāi)勝, 陳崗, 高貴龍, 黃健 申請(qǐng)人:貴州省新材料研究開(kāi)發(fā)基地