Устройство для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия Российский патент 2022 года по МПК C01F7/56 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к способу получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия, может быть использовано на химических предприятиях при производстве коагулянтов по очистке воды в области хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения, при очистке сточных вод.

Устройство применяется при дозированной загрузки реактора синтеза гидратом алюминия или другим сыпучим сырьем, при производстве сульфата алюминия, оксихлорида алюминия.

Устройство применяется при производстве сульфата алюминия, оксихлорида алюминия путем установления мерной емкости над реактором для периодического дозирования пульпы плотностью от 1,1 до 1,85 и непрерывного дозирования пульпы той же плотности в реактора, в случае установления буферной емкости в Устройстве.

Изобретение позволяет: расширять функциональные возможности Устройства; гарантированную подачу качественных ингредиентов для получения коагулянтов в условиях выхода из строя сложных приборов-расходомеров или при его отсутствии вовсе в технологической цепочке производства продукта; увеличивать точность дозирования; повышать производительность Устройства и труда работников.

Наиболее известное и близкое к данному изобретению Устройство для получения гидроксохлорида алюминия описано в изобретении под номером 2715542. Это Устройство имеет ряд недостатков, таких как не всегда корректное определение объема проходящей пульпы, ввиду большой плотности жидкости и большой ответственности аппаратчиков дозирования к чистоте трубопроводов расходомера, после предыдущего дозирования, что требует квалифицированного персонала. К тому же оно работает только в периодическом режиме.

В новом, заявляемом устройстве для непрерывного дозирования пульпы в реактора применяется буферная емкость 6 с перемешивающим устройством как вертикального, так и горизонтального исполнения, в которую сливают приготовленную пульпу с смесителя-репульпатора, для дальнейшей подачи в мерную емкость 5, для поэтапного дозирования в реактор. Данное устройство пригодно для дозирования в реакторах производства сульфата алюминия до 17% содержащем Al₂O₃ и оксихлорида алюминия до 18% содержащем Al₂O₃.

Известно Устройство по получению оксихлорида алюминия, когда в колонну загружают в виде кусков и окатышей алюминиевого спека, и при подъеме температуры пропускают через колонну раствор AlCl₃, с непрерывным отдувом выделяющегося водорода азотом (см. патент RU №2121972 МПК C01F 7/56).

Недостатком данного Устройства является сложность регулировки количества ингредиентов, при подаче в колонну, для получения реакционного раствора, отсутствие автоматизации процесса подачи ингредиентов реакционного раствора.

Известно Устройство получения оксихлорида алюминия, где в реактор загружают стандартные алюминиевые слитки, медь в виде лома. Растворяют безводный хлорид алюминия в воде, и полученный раствор заливают в реактор. Нагревают реакционную массу, поддерживая постоянный уровень раствора в реакторе, путем дополнительной подачи воды по мере испарения (см. патент RU №2327643 МПК C01F 7/56).

Недостатком данного Устройства является сложность регулировки количества ингредиентов при подаче в реактор, для получения реакционного раствора, отсутствие автоматизации процесса подачи ингредиентов реакционного раствора, сложность отслеживания процессов в реакторе и дозирования количества подаваемых ингредиентов.

Задачей и техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей Устройства для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия по периодической и непрерывной подаче ингредиентов в ректора, увеличение производительности и точности дозирования.

Указанная цель решается тем, что в Устройство монтируются мерная емкость 5 для периодической работы Устройства, а также буферная емкость 6 для непрерывной работы Устройства, с установленными в них перемешивающими устройствами при непрерывном дозировании пульпы. Это позволяет качественно улучать технологию подачи ингредиентов в реактор, поднимает производительность Устройства и увеличивает точность дозирования.

Устройство иллюстрируется схематическими чертежами, на которых схематично изображено Устройство для получения коагулянтов.

На фиг. 1 схематично изображено Устройство для периодического дозирования;

На фиг. 2 схематично изображено Устройство для непрерывного дозирования;

На фиг. 3 схематично изображено Устройство для периодического дозирования с совмещенными в одно целое конструктивно и функционально смесителя-репульпатора и мерной емкости.

Устройство для получения коагулянтов содержит реактор 1, мерную емкость 5 с перемешивающим устройством, к которому подведен трубопровод 2, для подачи смешанного с водой гидроксида алюминия из смесителя-репульпатора 3 с помощью насоса 4, буферная емкость 6 с перемешивающим устройством. Также, к реактору 1 подведен трубопровод 7, для подачи раствора кислот из емкости 8.

От мерной емкости 5 к смесителю-репульпатору 3 или к буферной емкости 6, в зависимости от периодической или непрерывной работы Установки, согласно схем 1 или 2 соответственно, подсоединен дополнительный трубопровод 9 для отвода пульпы (смеси гидроксида алюминия с водой) при заполнении мерной емкости 5.

Для периодической работы Устройство содержит реактор 1 с перемешивающим устройством, к которому подсоединен трубопровод для подачи кислот 7, мерная емкость 5. К реактору подведен трубопровод 2, соединяющий мерную емкость 5, с насосом 4 и далее со смесителем-репульпатором 3 для смеси гидроксида алюминия с водой (пульпы).

В заявляемом устройстве, при периодическом режиме работы, также возможен вариант Устройства, когда смеситель-репульпатор конструктивно и функционально совмещен мерной емкостью - 3«а», для подачи подготовленного и измереного объема пульпы (смеси гидроксида алюминия с водой) в реактор 1. Это возможно при загрузке в смеситель-репульпатор совмещенного конструктивно и функционально с мерной емкостью взвешенного гидрата алюминия и определенного объема воды. При этом отпадает необходимость трубопровода 9 в Устройстве, для отвода излишней пульпы, который необходим при первом варианте периодического действия Устройства. В этом случае подача пульпы из одной емкости в другую возможна и без насоса, путем переливания каскадным способом.

На трубопроводе возможна установка плотномера 10. Плотномер 10 может быть радиоизотопным или иным. Также, возможен замер плотности вручную. К смесителю-репульпатору 3 подсоединен привод 11 или подведен трубопровод 12 с возможностью подачи сжатого воздуха для перемешивания ингредиентов. В реакторе 1, в смесителе-репульпаторе 3, в мерной емкости 5 и в буферной емкости 6 может быть установлена механическая мешалка 13 любой расположенности.

Устройство для получения коагулянтов работает следующим образом.

В смесителе-репульпаторе 3 механически или с помощью подачи воздуха через трубопровод 12 смешиваются гидроксид алюминия с водой, примерно, до значения 1,1-1,85 г/см³, и получившаяся смесь (пульпа) с помощью насоса 4 через трубопровод 2, подается в реактор 1 через мерную емкость 5 с перемешивающим устройством. Также, из емкости 8 через трубопровод 7 подается раствор кислот в реактор 1. Для отслеживания точности дозирования количества подаваемой в реактор 1 смеси гидроксида алюминия с водой, а также подачи качественной смеси, с целью получения на выходе алюмосодержащего коагулянта, где процент по алюминию должен быть примерно от 8 до 17,3%, в технологической цепочке, на трубопроводе 2, установлена мерная емкость 5 с перемешивающим устройством. Мерной емкостью 5 измеряется объем подаваемого пульпы (смесь гидроксида алюминия с водой) в реактор 1, тем самым увеличивается точность процента по алюминию у получаемого в реакторе 1 продукта. Избыток смеси гидроксида алюминия с водой, подаваемой насосом 4 по трубопроводу 2, не проходящий в мерную емкость, поступает обратно в смеситель-репульпатор 3 через дополнительный трубопровод 9 или в буферную емкость в зависимости от заранее заданного технологического процесса по периодической или непрерывной работы Устройства. Плотномер 10 позволяет регулировать соотношение гидроксида алюминия с водой, подаваемой в реактор 1. Возможно проведение замера плотности вручную. Таким образом, внедрение в Устройство для производства сульфата алюминия, оксихлорида алюминия мерной и буферной емкостей с перемешивающими устройствами позволяет прокачивать смесь гидроксида алюминия с водой (пульпы) безостановочно в реактор, что в свою очередь позволяет взвеси гидроксида алюминия не оседать и не закупоривать трубопровод 2, при этом достигается высокая производительность Установки и повышается качество производимой химической продукции.

Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, выражающегося в расширении функциональных возможностей, улучшение технологии подачи ингредиентов при периодической или непрерывной подачи пульпы в реактор при увеличенной производительности и увеличении точности дозирования, подтвержден приведенным чертежами и описанием Устройства для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия. Все отличительные признаки Устройства направлены на расширение его функциональных возможностей.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к устройству для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия, может быть использовано на химических предприятиях при производстве коагулянтов по очистке воды в области хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения, при очистке сточных вод. Устройство содержит смеситель-репульпатор, трубопровод для подачи пульпы в реактор, дополнительный трубопровод для возврата излишней пульпы, трубопровод для подачи кислоты в реактор. Устройство дополнительно содержит мерную и буферную емкости, установленные между смесителем-репульпатором и реактором и соединенные трубопроводами подачи пульпы и возврата излишней пульпы с мерной емкости в буферную емкость. Изобретение обеспечивает повышение качества технологии подачи ингредиентов в реактор, производительности установки и увеличивает точность дозирования. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия, содержащее смеситель-репульпатор, трубопровод для подачи пульпы в реактор, дополнительный трубопровод для возврата излишней пульпы, трубопровод для подачи кислоты в реактор, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит мерную и буферную емкости, установленные между смесителем-репульпатором и реактором и соединенные трубопроводами подачи пульпы и возврата излишней пульпы с мерной емкости в буферную емкость.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что мерная емкость, буферная емкость, смеситель-репульпатор выполнены с механической мешалкой.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит расположенный на трубопроводе насос для подачи пульпы из смесителя-репульпатора или буферной емкости через мерную емкость в реактор.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смеситель-репульпатор конструктивно и функционально совмещен с мерной емкостью, для загрузки подготовленного объема пульпы в реактор.