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拟薄水铝石生产的优化设计
作者:管理员    发布于:2015-10-28 09:05:29    文字:【】【】【

  轻金属拟薄水铝石生产的优化设计孙成才,任先廷(中国铝业山西分公司,山西河津043300)设备的应用情况,通过该生产线近一年的工业生产实践,证明该生产线工艺先进、控制手段可靠,为今后国内生产拟薄水铝石提供成功经验。

  一种结晶不够完整的一水软铝石类型,故称假一水铝石。孔容大,比表面高,胶溶性能好。具有触变性凝胶的特点。其三水氧化铝含量仅在1~2左右。目前国内已大量用作新型催化剂的原料。也可作活性氧化铝的原料。因此,该产品在化工及石油化工行业被广泛用于干燥剂、吸附剂、催化剂及载体等,市场前景良好。

  山西铝厂原有一条3000吨/年拟薄水铝石生产线,该生产线是利用山西铝厂烧结法精液,采用碳化法生产拟薄水铝石,由于工艺落后、设备陈旧导致制造成本升高,经济效益欠佳。近年来,根据国内市场的需要,2003年山西铝厂决定新建一条10000吨/年拟薄水铝石生产线,该生产线仍采用碳化法生产拟薄水铝石,但对传统的生产工艺进行了优化,在关键工序采用了新型设备。本文就工艺改进及设备选型进行阐述,为我国其它拟薄水铝石生产厂的改造提供成功的经验。

  1工艺流程简述氧化铝分厂叶滤后的烧结法精液(A/S>用泵通过管网送至本生产线的稀释槽,用洗水稀释至Al23为40±2g/1.稀释液在稀释槽内与冷却水间接换热冷却至30~ 50°C;冷却后的稀释液经泵送至分解槽,向分解槽内通入C02进行分解成胶;分解浆液自流进入老化槽,向老化槽内通入蒸汽提温至85°C后保温3~ 4小时;老化后的浆液经泵送入缓冲槽,缓冲槽通过泵出料至水平带式过滤机,水平带式过滤机进行一次分离、两次洗涤,其中一次洗液与母液混合后进入洗母液槽,通过泵送至自再生过滤机捞取浮游物后返回氧化铝厂,二次洗液循环使用;水平带式过滤机分离所得滤饼与热水在滤饼槽混合后送至压滤机分离,分离所得洗液为三次洗液,三次洗液自流入洗液槽,通过泵送至水平带式过滤机;分离得到的湿滤饼全部送入强化干燥器;在强化干燥器内湿滤饼被来自热风炉产生的300°C热气流干燥至附水<10,干料经旋风和布袋收尘器分离,所得成品进行包装。布袋收尘器分离排出的含尘浓度< 100mg/Nm3的废气经排风机排至厂房外的大气中。工艺流程图如所示。

  孙成才,任选廷:拟薄水铝石生产的优化设计拟薄水铝石生产工艺流程简工艺改进2.1分解工艺改进传统的分解工艺采用的设备为¢1.4X7.2m分解槽,直筒高为6m,共四台分解槽,槽内仅有一根CO2通气管,由于高度较低、通气速度较慢,致使产品质量较差,且C2吸收率偏低,分解率通常在85左右,高为88.改进后的分解工艺采用低温、低浓度和快速通气彻底碳酸化条件下中和成胶,采用的设备为¢1.4 x8.4m分解槽,直筒高为7m,共12台分解槽,四台分解槽为一组,每台槽内设有三根C2通气管,由于高度提高、通气速度加快,C2吸收率得到提高,同时提高了产品质量及分解率,据生产提供资料,分解成胶率为90以上,较传统工艺提高2以上。2.2老化工艺改进传统的老化工艺采用的设备为¢4.3X4.5m老化槽,直筒高为2.5m,有效容积30m3,共两台老化槽,由于老化槽长径比小,直接导致老化提温时蒸汽吸收能力差,使得蒸汽消耗增加。

  本生产线老化工艺采用的设备为¢3x7.6m老化槽,直筒高为6m,有效容积35. 6m3,共六台老化槽,由于老化槽长径比大,老化提温时蒸汽吸收能力好,使得蒸汽消耗减少。同时为了提高产品的比表面积,设计考虑通过延长老化时间来实现,增加了一台¢4.5x8.78m缓冲槽,将六台老化槽的物料通过的比表面积得到了提高,据生产提供资料,比表面积提高至>250m2/g,比传统的生产工艺提高约10 2.3分离、洗涤工艺改进传统的分离洗涤均采用箱式压滤机进行,共进行一次分离、两次洗涤,每台压滤机进料需14分钟,卸车、清理、夹紧需25分钟,辅助时间7分钟,合计操作周期0. 85小时。采用这种生产工艺,工人操作强度大,并且洗水消耗量大。

  改进后的分离、洗涤采用水平带式过滤机进行,实现了连续作业,大大减轻了工人的劳动强度。该设备能实现一次分离、两次洗涤作业,与传统的压滤机相比,节约了投资费用;同时还能进一步节约洗涤水的用量,洗涤水用量由原有的60t/t-成品降低至40t/t-成品。

  2.4烘干工艺改进采用焦炉煤气作为热源,价格低廉,与原有采用蒸汽及电加热的加热方式相比,节省了能源,且煤气燃烧通过计算机实现温度的自动调节,保证了产品质量,灼减指标能满足用户要求。据生产统计,煤气平均消耗量为411Nm3/t-湿品,而采用蒸汽及电加热的加热方式电耗为1000kWh/t-湿品,仅此一项年经济效益约260万元,经济效益显著。

  2.5增加浮游物回收措施原有的生产流程是直接将母液送往氧化铝厂,母液中的浮游物不能回收,这样一方面造成浪费,而且给氧化铝生产带来一些负面影响。

  为了回收母液中的浮游物,减少中间物料的循环量,本次设计新增两台自再生过滤机用于浮游物的回收。自再生过滤机属于过滤机的一种,依靠滤饼自身的截流与吸附力,达到液固两相的分离。自再生过滤机采用加压过滤、变压过滤方式。一般在一个过滤周期中包括三个工步,即过滤、蓄能、再生工步。该设备应用于生产系统后,使用情况良好,据至0.3g/l,收到很好的经济效益。

  3主要设备选型原有的生产系统由于设备性能较差,存在能耗高、自动化程度低、工人操作强度大等缺陷。本次10000吨/年拟薄水铝石生产线的设备选型克服了以上缺点,根据原有生产线设备运行的情况,结合生产的具体特点进行,对于生产系统的关键工序采用了新型设备,如水平带式过滤机、自再生过滤泵送到缓冲槽,由于老化时间增加约!小时,使产品机;对于生产系统所需的槽罐,根据工艺要求,调整轻金属了长径比,很好地满足了生产需要;对于各种泵类,靠性。新建生产线与原有生产系统的主要设备对比均采用变频调速,实现流量的自动调节;烘干设备的情况见表1及表2.燃烧器采用意大利利雅路燃烧器,增加了设备的可表1新建生产线主要设备表(10000t/a)名称规格数量主要优点稀释槽降温速度快老化槽蒸汽消耗量小成胶槽(分解槽)通气速度快、产品质量好水平带式过滤机连续生产、自动化程度高厢式压滤机用于三次洗涤、滤饼含水低缓冲槽延长老化时间、提高比表面积洗母液槽缓冲时间长烘干系统烘干能力800kg/h两套节约能源、经济效益显著表2原有生产系统主要设备表(3000t/a)名称规格数量主要缺点稀释槽降温速度慢老化槽蒸汽消耗量大成胶槽(分解槽)通气速度慢、产品质量差厢式压滤机间断生产、劳动强度大洗母液槽缓冲时间短烘干系统烘干能力250kg/h两套能源高、经济效益差4结论2003年12月20日该生产线开始试生产,投产以来的生产表明,该生产线的各项指标良好,生产过程运行稳定,控制手段先进。尤其是分离洗涤采用水平带式过滤机,实现了连续进料和出料,大大降低了工人操作强度;烘干系统采用煤气直燃技术,收到了较好的经济效益。以上的工艺优化及设计改进,为今后国内新建拟薄水铝石生产厂及技术改造会提供一些成功经验。

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