本實用新型涉及一種化工設備，具體來說，涉及一種單釜多槳反應系統(tǒng)。

背景技術：

聚氯化鋁（Poly aluminum Chloride） 代號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高分子聚合物，經過氫氧基離子官能團和多價陰離子聚合官能團的作用，產生出擁有大分子量和高電荷的無機高分子。其化學通式為 [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產品的中性程度其中m代表聚合程度，n表示PAC產品的中性程度。聚氯化鋁有較強的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學、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、價格相對便宜的優(yōu)點，缺點是運輸需要罐車，單位運輸成本增加（每噸固體相當于2-3噸液體）；b. 固體聚氯化鋁為干燥后的形態(tài)，有運輸方便的優(yōu)點，不需要罐車，缺點是使用時還需要稀釋，增加工作強度。

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。液體聚氯化鋁生產方法一般采用含鋁原料與鹽酸反應，經液固分離或直接與鋁酸鈣粉調整鹽基度，經液固分離而得。生產過程是間斷式的，生產效率不高。隨著人力成本的不斷提高，控制生產成本，提高勞動生產率，生產工藝采用自動化控制已是大勢所趨。隨著科學技術的迅猛發(fā)展，生產自動化已在各行各業(yè)得到快速普及，液體聚氯化鋁的生產過程控制實施自動化的研究就顯得尤為必要。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡便，能自動化控制連續(xù)制備液體聚氯化鋁的反應系統(tǒng)，通過該反應系統(tǒng)制備的液體聚氯化鋁的鹽基度較低，達到或優(yōu)于“生活飲用水用聚氯化鋁——GB 15892-2009”的相關要求。

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

反應釜外殼；

中心反應部，其位于反應釜中心， 通過圍板限定；及

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

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

上述的單釜多槳反應系統(tǒng)，其中，所述的反應部一包含若干由第三隔板間隔的反應區(qū)，該每個反應區(qū)設置有獨立的攪拌裝置，該第三隔板上均設置有溢流孔，使得反應部一內的各反應區(qū)能流通。

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

上述的單釜多槳反應系統(tǒng)，其中，所述的圍板為圓筒狀。

上述的單釜多槳反應系統(tǒng)，其中，所述第二隔板的開孔設置在下部。

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

上述的單釜多槳反應系統(tǒng)，其中，所述的反應部二包含若干由第四隔板間隔的反應區(qū)，該每個反應區(qū)設置有獨立的攪拌裝置，該第四隔板上均設置有溢流孔，使得反應部二內的各反應區(qū)能流通。

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

本實用新型提供的單釜多槳反應系統(tǒng)結構簡便，可用于連續(xù)自動化制備聚氯化鋁，且制備效率高，產品質量穩(wěn)定，易于控制。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種單釜多槳反應系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖通過具體實施例對本實用新型作進一步的描述，這些實施例僅用于說明本實用新型，并不是對本實用新型保護范圍的限制。

如圖1所示為本實用新型采用的單釜多槳反應系統(tǒng)的結構示意圖，該反應系統(tǒng)包含：

反應釜外殼10；

中心反應部20，其位于反應釜中心， 通過圍板21限定；及

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

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

所述的反應部一30包含若干由第三隔板33間隔的反應區(qū)，該每個反應區(qū)設置有獨立的攪拌裝置，該第三隔板33上均設置有溢流孔，使得反應部一30內的各反應區(qū)能流通，優(yōu)選地，所述第三隔板33上的溢流孔設置在第三隔板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。

本實用新型設置第二隔板32、第三隔板33的目的是為了不讓物料快速的進入下一反應區(qū)，以確保反應時間。

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

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

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

步驟2，在反應部一中緊鄰第二隔板32的反應區(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，開啟中心反應部20的攪拌裝置；

步驟4，從中心反應部20抽取產物，進行過濾，得到液體聚氯化鋁。

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

步驟2中，加入鋁酸鈣的目的是調整產品的鹽基度，隨著鋁酸鈣的加入，反應物料pH開始變高，鋁離子開始水解，形成羥基氫氧根，架橋、聚合、熟化得到產品。該鋁酸鈣加入量少，會影響聚合度，進而影響產品質量；加入量多，會形成氫氧化鋁凝膠，影響過濾，也會影響產品質量。加入水的目的是為了控制反應溫度、以及物料濃度。

本實用新型的工藝中，鹽酸、氫氧化鋁（最好使用專用的）漿料經計量泵均勻連續(xù)不間斷的加入到單釜多槳反應釜的第一反應區(qū)（反應部一中緊鄰第一隔板31的反應區(qū)）內，進行放熱反應，反應停留一定時間從上部溢流進入下一反應區(qū)，繼續(xù)反應停留一定時間從上部溢流進入下一反應區(qū)。到氫氧化鋁與鹽酸反應基本完成時，在當前反應區(qū)（反應部一中緊鄰第二隔板32的反應區(qū)）用計量泵均勻連續(xù)不間斷的加入鋁酸鈣粉和水，進行放熱反應，反應停留一定時間從上部溢流進入下一反應區(qū)（反應部二中），繼續(xù)反應停留一定時間從下部溢流進入中心反應部（鋁酸鈣粉調鹽基度反應，一般經三個反應區(qū)即可達到既反應較完全又好過濾的目的）。反應完成的物料經可電腦控制的壓力泵連續(xù)不斷的進行液固分離，當接近壓滿時，切換至下一過濾裝置，母液即為產品液體聚氯化鋁。該液體聚氯化鋁產品為無色至淡黃色液體，產品質量各項指標均達到或優(yōu)于“生活飲用水用聚氯化鋁——GB 15892-2009”的相關要求。

上述液體聚氯化鋁產品繼續(xù)經自動化控制干操、包裝、入庫還可得到固體產品。

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

綜上所述，本實用新型提供的反應系統(tǒng)結構簡便，可用于連續(xù)自動化制備聚氯化鋁，且制備方法效率高，產品質量穩(wěn)定，易于控制。

盡管本實用新型的內容已經通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。