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硫酸铝课件

硫酸铝制备技术

一、硫酸铝制备方法：

目前，国内制备硫酸铝两种方法：铝土矿法+硫酸、氢氧化铝+硫酸

第一种：有铁硫酸铝制备方法：用硫酸直接处理铝土矿(或粘土)的方法而制得硫酸铝，其化学反应式为： H2Al(SiO4)2·H2O＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋2H4SiO4＋H2O

特点：原材料铝土矿便宜，但铁含量高，且不易脱除，目前，山东等铝土矿资源丰富的地方大量生产。

第二种：无铁硫酸铝制备方法：氢氧化铝+硫酸制备

2Al(OH)3＋3H2SO4 ＝ Al2（SO4）3 ＋ 6H2O + Q

氢氧化铝粉出厂已脱铁，铁含量低，故硫酸铝铁含量低。

生产的硫酸铝有固体硫酸铝和液体硫酸铝。固体硫酸铝的Al2O3含量15.8~17%,而氢氧化铝

粉中Al2O3含量64~65%,运1吨氢氧化铝粉相当运4吨固体硫酸铝。而本地浓硫酸价格相对便宜，所以，用氢氧化铝粉和浓硫酸反应生产成本低。

二、硫酸铝的反应形式

硫酸铝反应形式有两种：一种常压反应（老基地)，一种带压反应(新基地）

常压反应所用设备一般用玻璃钢反应釜，通蒸汽一般有两种：一种通过故泡器通蒸汽（催化剂长岭分公司），故泡器起到搅拌的作用;另一种直接通蒸汽，用工业风搅拌(齐鲁）。

带压反应所有设备一般有三种：搪瓷反应釜、搪铅通过胶泥贴耐酸瓷砖、锆反应釜（国内第一家，存在风险）。

带压反应的理论基础

热量衡算：

（1）、2Al(OH)3＋3H2SO4 ＝ Al2（SO4）3 ＋ 6H2O + Q

2 3 1 6 Q

-1284kj/mol -194.5Kcal/mol -3435Kj/mol -285.83Kj/mol

Q=△RH=-285.83*6-3435+1284*2+3*194.5*4.18=-142.95kj/mol

故此反应为放热反应

整年反应的热量为Q反：

Q反＝－142.95*25000*50*3.353*1000/342=-1751869000Kj/年

（2）对产物Al2（SO4）3 （1年的产量）从0℃升至140℃所需要的热量Q Al2（SO4）3

Q Al2（SO4）3=CM△T 其中C＝0.35Kcal/Kg.℃

Q Al2（SO4）3=CM△T =0.35*4.2*25000*50*3.353*(140-0)=862559250kj/年

对水的吸热（从0计算机软件保护条例℃升至140℃）所需要的热量Qk

100℃蒸汽r1=539Kcal/kg,H1=639.1Kcal/kg

140℃蒸汽r2=512.3Kcal/kg,H1=653Kcal/kg

MH20=1324+10117=11441T

故Q水＝CM△T+R1*M+(H2-H1)*M=M*(4.2*100+539*4.2+13.9*4.2)

=11441*4.2*(100+539+13.9)*1000=3.137*1010KJ

（4）、浓硫酸稀释所放出的热量Q稀

Q稀＝(3677×103/98）*21021*4.2=3.313*1010KJ

（5）对整个反应（时间为一年）需向反应釜提供的热量Q提

Q提＝Q放－Q吸＝（3.313＋0.175－0.086－3.137）×1010＝0.265×1010KJ/年

故反应无需向反应气补充蒸汽

三、化工原材料性质及产品质量指标

本项目原料主要有氢氧化铝粉浓硫酸，其规格及来源见下表。

3 三氧化二铝ctd

4 重量％

5 ≥64

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氢氧化铝

三氧化二铁含量

重量％

≤ 0.03

氧化钠含量

重量％

2011年华表奖≤ 0.5

灼减

重量％

≤35

附着水

重量％

≤14

硫酸

浓度

重量％

≥98

铁含量

重量％

≤ 0.01

化学水

[Na+]

Mg/l

≤5.0

PH值

4.5~5.5

硫酸铝岗位操作工艺指标（暂定）

颜面骨折什么意思

序号	项目	单位	指标
1	水加入量	Kg/釜	4500~5500
2	浓硫酸加入量	L/釜	2500~3000
3	浓硫酸加入时间	min	≥15
4	氢氧化铝加入量	Kg/釜	2500~3000
5	蒸汽压力	Mpa	≤1.0
6	反应时间	h	≥2

硫酸铝质量控制指标

序号	名称	项目	单位	指标
1	硫酸铝溶液	氧化铝含量	g/l	50±2
		三氧化二铁含量	mg/l	≤90
		游离酸	g/l	0-6
2	硫酸铝溶液	氧化铝含量	g/l	90±2
		三氧化二铁含量	mg/l	≤150
		游离酸	g/l	0-6

目前；分子筛用90gAl2O3/l硫酸铝，干胶粉用硫酸铝浓度变化较大，有50gAl2O3/l硫酸铝、70gAl2O3/l硫酸铝、80gAl2O3/l硫酸铝、88gAl2O3/l硫酸铝.

加入量计算

充填量按10m3,浓度按150~200Al2O3/l ,对应铝粉量为2.34~3.12吨（折干基），对应硫酸加入量

铝粉：2.34吨 102:98*3=2.34*0.64：1.84*0.985*L L=2.38m3

铝粉：3.12吨 102:98*3=3.12*0.64：1.84*0.985*L L=3.17m3

加水：10*1.35-2.34-2.38*1.84=6.78 m3

加水：10*1.4-3.12-3.17*1.84=5.05 m3

游离酸加酸：10*150÷90*6=100Kg 100÷1.84=54.3L

游离酸加酸：10*200÷90*6=133Kg 133÷1.84=72.3 L

四、工艺流程简述

本装置工艺流程由硫酸铝制备工序组成，如下图所示。

(1)铝粉

（2）铝粉提升机L-6601

（3）铝粉中间管V-6601

浓硫酸

（4）振动给料机M-6601 浓硫酸储罐V-6602AB

（5）加料小车M-6602 浓硫酸计量罐V-6603

（6）硫酸铝制备釜R-6601

（7）硫酸铝溢流罐V-6604AB

（8）硫酸铝中间罐V6605AB

（9）硫酸铝过滤泵P-6601AB

（10）硫酸铝过滤器X-6601AB

（11）硫酸铝成品罐V-6606ABCD

（12）硫酸铝成品泵P-6602ABCD

（13）一级中和成胶反应釜R-6603AB

硫酸铝制备

氢氧化铝粉经提升机（L-6601）提升至铝粉料仓(V-6601)后，经振动给料机（M-6601）进入带电子秤投料小车（M-6602）内，称重后投入反应釜（R-6601），与经计量后的化学水、浓硫酸一起，在一定的反应条件下进行反应。反应一定时间后，经取样分析质量合格后的硫酸铝加水稀释后进入硫酸铝溢流罐（V-6604AB），将未反应完全的残渣沉降分离，硫酸铝溶液溢流至硫酸铝中间罐（V-6605AB），再用泵（P-6601AB）送至精密过滤器(X-

6601AB)进行过滤，过滤后的硫酸铝送至硫酸铝成品罐（V-6606ABCD）调配合格后送中和成胶岗位，残渣进硫酸铝溢流罐（V-6604AB）。

装置设备一览表

塔、容器、反应类

序号	工艺编号	设备名称	设备型号	操作介质	材质	主要技术参数
1	V-6601	铝粉中间罐	2200×2200×1500/1900,15m3	氢氧化铝粉	06Cr19Ni10	温度：常温压力：常压
2	V-6602/AB	浓硫酸储罐	φ2200×3800,18m3	98%浓硫酸	Q235-B	温度：常温压力：常压
3	V-6603	浓硫酸计量罐	Φ1600×1200,2.7m3	98%浓硫酸	Q235-B	温度：常温压力：常压
4	V-6604/AB	硫酸铝溢流罐	Φ4800×5600,100m3	硫酸铝溶液	FRP	温度：110℃ 压力：常压
5	V-6605/AB	硫酸铝中间罐	Φ4800×5600,100m3	硫酸铝溶液	Q235-B	温度：90℃ 压力：常压
6	V-6606/ABCD	硫酸铝成品罐	Φ6000×7200,200m3	硫酸铝溶液	Q235-B	温度：50℃ 压力：常压
7	V-6607	热水储罐	Φ2200×3800,18m3	热化学水	06Cr19Ni10	温度：80℃ 压力：常压
8	R-6601	硫酸铝制备釜	Ф2400×2450,15m3	罐内:氢氧化铝粉、	Q345R+TAI+Zr2	罐内：120～140℃ 罐内：0.4～0.6Mpa

泵类

序号	工艺	设备	设备型号	介质	主体材质	数量	配套电机	主要技术参数
序号	编号	名称	设备型号	介质	主体材质	台	功率、转速	主要技术参数
1	P-6601AB	硫酸铝过滤泵	SDC40-200B	硫酸铝溶液	321	2	短一些再短一些11KW	流量：30m3/h扬程：45m
2	P-6602AB	硫酸铝成品泵	SDZ25-200B	硫酸铝溶液	321	2	5.5KW	流量：6m3扬程：50m
3	P-6602CD	硫酸铝成品泵	SZA25-200	硫酸铝溶液	321	2	7.5KW	流量：6m3扬程：50m
4	P-6603	倒罐泵	SDC50-200C	硫酸铝溶液	321	1	15KW	流量：50m3扬程：40m

其他机械类设备

序号	工艺	设备名称	设备	介质	材质	数量	配套电机
序号	编号	设备名称	型号	介质	材质	台	功率、电压转速
1	M-6601	振动给料机	GZ4S	氢氧化铝粉	不锈钢	1	总重:460kg;
2	M-6602	加料小车	JLXC	氢氧化铝粉	不锈钢	1	重:3545.5kg;
3	X-6601AB	硫酸铝过滤器		硫酸铝溶液	304	2	过滤面积30m²
4	L-6601	铝粉提升机	NE30-27.5-22-55-右	氢氧化铝粉	物料接触处不锈钢	1

工艺流程图

硫酸铝装置开工及停工

开工前的准备

装置容器储罐的吹扫、清洗

设备管线的吹扫试压

设备管线的吹扫试压（按表格做好记录）流程按规定连接好以后，先吹扫15-30min，再关闭出口进行试压试漏，确认没有泄漏后再吹扫15min。

试压、吹扫安全注意事项

1) 所有管线吹扫严禁对着人和设备。接临时吹扫源吹扫时应先检查吹扫源阀门是否关好，确定无误后，方可进行下一步操作。

2) 接吹扫源时吹扫源出口严禁对本人，开、关吹扫源阀时，人应远离吹扫源出口，尤其不要站在正对吹扫源出口的地方。

3) 开吹扫源吹扫时，吹扫区域，尤其在吹扫源临时管线处严禁人员走动。

4) 当扫源泄漏时应先关闭吹扫源阀，切断泄漏处吹扫源。

5) 所有的气动阀走旁路、所有的机泵和风机出入口必须安装筛网。

注意：浓硫酸铝在气温较低的时候，收完酸一定要联系云溪综合车间液体原材料岗位进行吹扫，以免管线被冻死，吹扫时人员要远离出口，吹扫的储罐必须有一定的储存空间。

容器、储罐清洗

向容器内加入工业水，清洗各容器罐类，启动搅拌2～4小时无杂音，轴承温度正常，电流正常。清洗干净后，污水排放至污水池，再用净水重洗一遍。清洗结束后，操作人员签字确认，车间技术人员检查并签字验收。

4.1.6 单机试运

4.1.6.1试运参加人员：车间设备、工艺技术人员、安全技术人员，有关操作员、电工、钳工。

4.1.6.2带搅拌设备的容器加入一定量工业水，搅拌送电运行2～4小时以上。输送设备、振动器等机动设备，送电空运2～4小时以上。检查设备运行是否平稳，运行过程中是否有异常声响及电机发热现象，若发现异常情况，应立即停止设备运行，并分析原因，联系相关人员进行处理，以上情况须详细记录在案。

4.1.6.3带加热的容器，在搅拌等机动附件设备试车结束后，按照按工艺指标要求进行加热升温试车。升温试车期间，搅拌等机动附件设备同时运行。并检查调节仪表是否灵活，温度和压力指示是否正常，各调节机构动作是否有效，运行是否平稳。升温到正常操作温度后，或投入正常使用，或降温待用，以上情况须详细记录在案。

锆反应釜试运：1、检查设备本体是否完好。

2、与设备相连的法兰是否连接紧密。

3、与压力表相连的油葫芦是否已装满合格润滑油。

4、搅拌液封装置是否完好，液体充装是否到位。

5、温度计、压力计是否完好。

6、釜捡漏孔是否堵塞。

7、搅拌试运：断开连轴器，点动电机，看转向是否正确，无故障

后电机空试2小时，无故障后，装好搅拌，将釜内液体装到搅拌

最上一层叶片上方（绝对禁止空转），开液封装置（绝对禁止先启

动搅拌），启动搅拌，试运0.5小时，停运。

8、检查捡漏孔是否漏水。

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标签：是否设备反应搅拌进行检查运行

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