本實(shí)用新型涉及一種化工設(shè)備，具體來說，涉及一種單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

聚氯化鋁（Poly aluminum Chloride） 代號(hào)PAC。通常也稱作凈水劑或混凝劑，它是介于AlCl₃ 和Al(OH)₃ 之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，經(jīng)過氫氧基離子官能團(tuán)和多價(jià)陰離子聚合官能團(tuán)的作用，產(chǎn)生出擁有大分子量和高電荷的無機(jī)高分子。其化學(xué)通式為 [Al₂(OH)_nCl_6-n]m(式中，1≤n≤5，m≤10) ，其中m代表聚合程度，n表示PAC產(chǎn)品的中性程度其中m代表聚合程度，n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。聚氯化鋁有較強(qiáng)的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學(xué)、凝聚、吸附和沉淀等物理化變化，最終生成[Al₂(OH)₃(OH)₃]，從而達(dá)到凈化目的。

聚氯化鋁分為形態(tài)分為兩種：a. 液體聚氯化鋁為未干燥的形態(tài)，有不用稀釋、裝卸使用方便、價(jià)格相對(duì)便宜的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是運(yùn)輸需要罐車，單位運(yùn)輸成本增加（每噸固體相當(dāng)于2-3噸液體）；b. 固體聚氯化鋁為干燥后的形態(tài)，有運(yùn)輸方便的優(yōu)點(diǎn)，不需要罐車，缺點(diǎn)是使用時(shí)還需要稀釋，增加工作強(qiáng)度。

液體聚氯化鋁作為水處理劑的使用已越來越廣泛，在飲用水處理中作混凝劑所占份額越來越大。液體聚氯化鋁生產(chǎn)方法一般采用含鋁原料與鹽酸反應(yīng)，經(jīng)液固分離或直接與鋁酸鈣粉調(diào)整鹽基度，經(jīng)液固分離而得。生產(chǎn)過程是間斷式的，生產(chǎn)效率不高。隨著人力成本的不斷提高，控制生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，生產(chǎn)工藝采用自動(dòng)化控制已是大勢(shì)所趨。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化已在各行各業(yè)得到快速普及，液體聚氯化鋁的生產(chǎn)過程控制實(shí)施自動(dòng)化的研究就顯得尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，能自動(dòng)化控制連續(xù)制備液體聚氯化鋁的反應(yīng)系統(tǒng)，通過該反應(yīng)系統(tǒng)制備的液體聚氯化鋁的鹽基度較低，達(dá)到或優(yōu)于“生活飲用水用聚氯化鋁——GB 15892-2009”的相關(guān)要求。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)包含：

反應(yīng)釜外殼；

中心反應(yīng)部，其位于反應(yīng)釜中心， 通過圍板限定；及

通過第一隔板與第二隔板限定的反應(yīng)部一和反應(yīng)部二，該第一隔板、第二隔板均設(shè)置在圍板與反應(yīng)釜外殼之間；

其中，該第一隔板使得反應(yīng)部一與反應(yīng)部二完全隔絕；該第二隔板設(shè)置開孔，使得反應(yīng)部一與反應(yīng)部二能流通；中心反應(yīng)部與反應(yīng)部二之間的圍板設(shè)置開孔，使得反應(yīng)部二與中心反應(yīng)部能流通；所述的中心反應(yīng)部、反應(yīng)部一、反應(yīng)部二均設(shè)置有攪拌裝置。

上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述的反應(yīng)部一包含若干由第三隔板間隔的反應(yīng)區(qū)，該每個(gè)反應(yīng)區(qū)設(shè)置有獨(dú)立的攪拌裝置，該第三隔板上均設(shè)置有溢流孔，使得反應(yīng)部一內(nèi)的各反應(yīng)區(qū)能流通。

上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述第三隔板上的溢流孔設(shè)置在第三隔板的上部。

上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述的圍板為圓筒狀。

上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述第二隔板的開孔設(shè)置在下部。

上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述的中心反應(yīng)部與反應(yīng)部二之間的圍板的開孔設(shè)置在下部。

上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述的反應(yīng)部二包含若干由第四隔板間隔的反應(yīng)區(qū)，該每個(gè)反應(yīng)區(qū)設(shè)置有獨(dú)立的攪拌裝置，該第四隔板上均設(shè)置有溢流孔，使得反應(yīng)部二內(nèi)的各反應(yīng)區(qū)能流通。

上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述第四隔板上的溢流孔設(shè)置在第四隔板的下部。

本實(shí)用新型提供的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，可用于連續(xù)自動(dòng)化制備聚氯化鋁，且制備效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于控制。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的一種單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，并不是對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示為本實(shí)用新型采用的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該反應(yīng)系統(tǒng)包含：

反應(yīng)釜外殼10；

中心反應(yīng)部20，其位于反應(yīng)釜中心， 通過圍板21限定；及

通過第一隔板31與第二隔板32限定的反應(yīng)部一30和反應(yīng)部二40，該第一隔板31、第二隔板32均設(shè)置在圍板21與反應(yīng)釜外殼10之間；

其中，該第一隔板31使得反應(yīng)部一30與反應(yīng)部二40完全隔絕，由于反應(yīng)部二中反應(yīng)已完成，為了避免溢流至第一反應(yīng)區(qū)；該第二隔板32設(shè)置開孔，使得反應(yīng)部一30與反應(yīng)部二40能流通，優(yōu)選地，所述第二隔板的開孔設(shè)置在下部；中心反應(yīng)部20與反應(yīng)部二40之間的圍板設(shè)置開孔，使得反應(yīng)部二40與中心反應(yīng)部20能流通，優(yōu)選地，所述的中心反應(yīng)部20與反應(yīng)部二40之間的圍板的開孔設(shè)置在下部；所述的中心反應(yīng)部20、反應(yīng)部一30、反應(yīng)部二40均設(shè)置有攪拌裝置50。

所述的反應(yīng)部一30包含若干由第三隔板33間隔的反應(yīng)區(qū)，該每個(gè)反應(yīng)區(qū)設(shè)置有獨(dú)立的攪拌裝置，該第三隔板33上均設(shè)置有溢流孔，使得反應(yīng)部一30內(nèi)的各反應(yīng)區(qū)能流通，優(yōu)選地，所述第三隔板33上的溢流孔設(shè)置在第三隔板33的上部。

所述的圍板21可以為方形或圓形，優(yōu)選地，該圍板21為圓筒狀。

本實(shí)用新型設(shè)置第二隔板32、第三隔板33的目的是為了不讓物料快速的進(jìn)入下一反應(yīng)區(qū)，以確保反應(yīng)時(shí)間。

在一些較優(yōu)的實(shí)施例中，所述的反應(yīng)部二40包含若干由第四隔板（圖中未示）間隔的反應(yīng)區(qū)，該每個(gè)反應(yīng)區(qū)設(shè)置有獨(dú)立的攪拌裝置，該第四隔板上均設(shè)置有溢流孔，使得反應(yīng)部二40內(nèi)的各反應(yīng)區(qū)能流通；優(yōu)選地，所述第四隔板上的溢流孔設(shè)置在第四隔板的下部。

本實(shí)用新型還提供了一種采用上述的單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)制備液體聚氯化鋁的方法，該方法包含：

步驟1，在反應(yīng)部一中緊鄰第一隔板31的反應(yīng)區(qū)加入氫氧化鋁、鹽酸和水原料，開始攪拌；

步驟2，在反應(yīng)部一中緊鄰第二隔板32的反應(yīng)區(qū)加入鋁酸鈣及水（該水可以使用步驟4洗滌過程的洗滌水），開始攪拌；

步驟3，開啟中心反應(yīng)部20的攪拌裝置；

步驟4，從中心反應(yīng)部20抽取產(chǎn)物，進(jìn)行過濾，得到液體聚氯化鋁。

為了達(dá)到自動(dòng)控制的目的，本實(shí)用新型還在鋁酸鈣粉加入點(diǎn)監(jiān)控檢測(cè)鹽基度和氧化鋁含量，從而通過電腦控制調(diào)節(jié)步驟1中鹽酸、氫氧化鋁和水的加入量；在步驟4中監(jiān)控檢測(cè)過濾處母液的鹽基度和氧化鋁含量，從而通過電腦控制調(diào)節(jié)鋁酸鈣粉和水的加入量；監(jiān)控過濾泵取液處液位，通過設(shè)置液位的波動(dòng)調(diào)節(jié)過濾泵的流量，直至壓滿自動(dòng)切換至下一過濾裝置。

步驟2中，加入鋁酸鈣的目的是調(diào)整產(chǎn)品的鹽基度，隨著鋁酸鈣的加入，反應(yīng)物料pH開始變高，鋁離子開始水解，形成羥基氫氧根，架橋、聚合、熟化得到產(chǎn)品。該鋁酸鈣加入量少，會(huì)影響聚合度，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量；加入量多，會(huì)形成氫氧化鋁凝膠，影響過濾，也會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。加入水的目的是為了控制反應(yīng)溫度、以及物料濃度。

本實(shí)用新型的工藝中，鹽酸、氫氧化鋁（最好使用專用的）漿料經(jīng)計(jì)量泵均勻連續(xù)不間斷的加入到單釜多槳反應(yīng)釜的第一反應(yīng)區(qū)（反應(yīng)部一中緊鄰第一隔板31的反應(yīng)區(qū)）內(nèi)，進(jìn)行放熱反應(yīng)，反應(yīng)停留一定時(shí)間從上部溢流進(jìn)入下一反應(yīng)區(qū)，繼續(xù)反應(yīng)停留一定時(shí)間從上部溢流進(jìn)入下一反應(yīng)區(qū)。到氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)基本完成時(shí)，在當(dāng)前反應(yīng)區(qū)（反應(yīng)部一中緊鄰第二隔板32的反應(yīng)區(qū)）用計(jì)量泵均勻連續(xù)不間斷的加入鋁酸鈣粉和水，進(jìn)行放熱反應(yīng)，反應(yīng)停留一定時(shí)間從上部溢流進(jìn)入下一反應(yīng)區(qū)（反應(yīng)部二中），繼續(xù)反應(yīng)停留一定時(shí)間從下部溢流進(jìn)入中心反應(yīng)部（鋁酸鈣粉調(diào)鹽基度反應(yīng)，一般經(jīng)三個(gè)反應(yīng)區(qū)即可達(dá)到既反應(yīng)較完全又好過濾的目的）。反應(yīng)完成的物料經(jīng)可電腦控制的壓力泵連續(xù)不斷的進(jìn)行液固分離，當(dāng)接近壓滿時(shí)，切換至下一過濾裝置，母液即為產(chǎn)品液體聚氯化鋁。該液體聚氯化鋁產(chǎn)品為無色至淡黃色液體，產(chǎn)品質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于“生活飲用水用聚氯化鋁——GB 15892-2009”的相關(guān)要求。

上述液體聚氯化鋁產(chǎn)品繼續(xù)經(jīng)自動(dòng)化控制干操、包裝、入庫(kù)還可得到固體產(chǎn)品。

本實(shí)用新型采用單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)，在同一個(gè)反應(yīng)釜中安裝多臺(tái)攪拌裝置，形成多個(gè)反應(yīng)區(qū)，達(dá)到自動(dòng)化生產(chǎn)的目的——在第一反應(yīng)區(qū)連續(xù)不停的均勻加入原材料，每個(gè)反應(yīng)區(qū)之間有隔板，第一反應(yīng)區(qū)與最后反應(yīng)區(qū)之間的隔板不連通，使物料經(jīng)過多個(gè)反應(yīng)區(qū)后，反應(yīng)完成度接近100%。該單釜多槳反應(yīng)系統(tǒng)用于連續(xù)制備液體聚氯化鋁，比使用多臺(tái)單個(gè)反應(yīng)釜串聯(lián)要好，一是便于熱量集中，達(dá)到不需加熱，耗能少；二是便于尾氣吸收處理；三是占地少。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，可用于連續(xù)自動(dòng)化制備聚氯化鋁，且制備方法效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于控制。

盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。