专利名称：凸锥底平推流氢氧化铝结晶反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学结晶反应器，尤其涉及一种铝酸钠溶液加晶种分解结晶生产氢氧化铝的反应器。
背景技术：
目前，在氧化铝工业生产中大多采用精制过饱和铝酸钠溶液加晶种分解结晶获得氢氧化铝，然后通过脱水的方法制取氧化铝。铝酸钠溶液加晶种结晶生产氢氧化铝的反应器称为“分解槽”。目前，分解槽普遍采用圆柱形平底结构，这种槽型需要配置由多层叶浆、传动轴、减速箱以及电机组合而成的机械搅拌系统不间断地对铝酸钠溶液进行搅动翻滚，以达到混料和防止氢氧化铝晶体颗粒在分解槽底部沉淀堆积、水解结垢而阻碍生产正常进行的目的。这种使液体翻滚的强力搅动虽然可以起到上述作用，但却存在以下缺点1、在铝酸钠溶液流场内产生很大的剪切应力，造成已结晶长大的氢氧化铝颗粒被破碎、磨损、细化，导致最终产品氧化铝的粒度大多介于砂粒状和粉状之间，达不到砂状氧化铝产品的粒度标准要求。2、搅动翻滚溶液对促进低分子比铝酸钠溶液结晶反应的动力学过程，提高分解率并无突出贡献；但对于高分子比铝酸钠溶液结晶反应的动力学过程而言，由于受到扩散和化学混合反应控制，搅拌对加快铝酸根阴离子在溶液中的扩散具有一定的作用。因此对分解槽中的铝酸钠溶液进行整体搅动翻滚，不仅会造成上、下层液体之间相互混杂，使分解槽内从上至下的α k被打乱，而且部分搅拌能量对低分子比铝酸钠溶液做无用功，电能浪费很大。3、由于现有种分槽体积大(平底圆柱形机械搅拌种分槽一般直径8-14米，高 20-35米)，不仅种分槽土建基础和槽体刚度要求高、投资大，机械搅拌系统制造和固定安装困难；而且电机所需功率也大(每台直径14米，高35米种分槽需配置一台75千瓦搅拌电机)，连续运转电能消耗大。因此，根据气-固-液多相流的流动特性，从改变分解槽空间结构出发，在分解槽内采用正确的搅拌方式和改变搅拌部位，根据铝酸钠溶液结晶反应动力学特性及其过程的需要合理配置搅拌能量，使之仅对高分子比部分溶液的反应动力学过程发挥作用；而低分子比部分溶液保持近平推流状态分解是实现节能降耗、改善结晶体粒度和降低分解槽制造成本的有效途径。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种运行能耗小、产品粒度好、制造成本低的凸锥底平推流氢氧化铝结晶反应器。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案它包括分解槽、与该分解槽连通的进料管、垂直伸入该分解槽中的至少两根提料管、分别与各所述提料管相交连通的提料风管，分解槽的底部中间为向上隆起的锥形凸起结构，各提料管的下端口伸入分解槽的底部并分布在所述锥形凸起的周围，各提料管的上端口与固定在分解槽上的提料槽连通。在各提料管下端口附近沿分解槽的切线方向设有搅动风管。与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，铝酸钠溶液在长径比大的分解槽中流动时，每一微元体积里的溶液以相同的速度向前移动，在溶液的流动方向上不存在返混，且沿分解槽径向每一个截面上溶液组成在时间进程中变化很小，α k不会被打乱， 分解结晶反应连续稳态进行；氢氧化铝结晶颗粒随流动溶液通过分解槽底部的锥形凸起时被均勻地分散到锥形凸起的边缘，随后被搅动风搅拌并扬起，再通过提料管道输送出去，底部不易产生物料堆积。同时这种微搅动仅对底部高分子比的铝酸钠溶液起到了促进局部区域扩散传质的作用，并不影响到分解槽上部低分子比铝酸钠溶液的近平推流状态和结晶反应的动力学条件。本发明优化了分解槽内的空间结构，使之根据铝酸钠溶液在分解槽上部和底部分子比的差别来合理分布搅拌能量，大大节约了电耗；同时省去了庞大的机械搅拌装置，大大降低了分解槽的制作和安装成本，改善了产品粒度。
图1是本发明实施例的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是本发明另一个实施例的结构示意图；图4是图3的俯视图。图中分解槽1提料槽2提料管3搅动风管4提料风管5进料管具体实施例方式下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明实施例1在图1 2中，分解槽1的底部中间为向上隆起的锥形凸起结构，均勻分布的四根提料管3的下端口伸入分解槽1底部并分布在所述锥形凸起的周围，各提料管3的上端口与固定在分解槽1内壁呈环形结构的提料槽2连通。四根提料风管5 自上而下各自插入对应的提料管3中；在高于提料槽2的位置设有与分解槽1连通的进料槽6。为了防止在提料管3的下端口附近产生沉淀堆积、同时也为了在底部实现搅动，在各提料管3下端口附近沿分解槽1的切线方向设有搅动风管4。实施例2为了加工方便，在基本结构与实施例1相同的基础上，本发明还可以采用如图3 4所示的结构提料槽2固定在分解槽1的外壁，各提料风管5从侧面与对应的提料管3相交连通。
权利要求
1.一种凸锥底平推流氢氧化铝结晶反应器，包括分解槽、与该分解槽连通的进料管、垂直伸入该分解槽中的至少两根提料管、分别与各所述提料管相交连通的提料风管，其特征在于分解槽(1)的底部中间为向上隆起的锥形凸起结构，各提料管(3)的下端口伸入分解槽(1)的底部并分布在所述锥形凸起的周围，各提料管(3)的上端口与固定在分解槽(1) 上的提料槽⑵连通。
2.根据权利要求1所述的凸锥底平推流氢氧化铝结晶反应器，其特征在于在各提料管(3)下端口附近沿分解槽(1)的切线方向设有搅动风管(4)。
全文摘要
本发明公开了一种凸锥底平推流氢氧化铝结晶反应器，属于化学结晶反应器；旨在提供一种运行能耗小、产品粒度好、制造成本低的氢氧化铝晶种分解槽。它包括分解槽、与该分解槽连通的进料管、垂直伸入该分解槽中的至少两根提料管、分别与各所述提料管相交连通的提料风管，分解槽(1)的底部中间为向上隆起的锥形凸起结构，各提料管(3)的下端口伸入分解槽(1)的底部并分布在所述锥形凸起的周围，各提料管(3)的上端口与固定在分解槽(1)上的提料槽(2)连通。本发明具有制造安装成本低、节能、产品质量好等诸多优点；是一种理想的氢氧化铝结晶反应装置。
文档编号C01F7/14GK102167374SQ20111005454
公开日2011年8月31日 申请日期2011年3月8日 优先权日2011年3月8日
发明者丁元法, 何力, 刘洪波, 李丹宁, 李刚, 李勇, 李鹏, 杜洪武, 洪江, 熊永昇, 胡大乔, 苏向东, 范文波, 薛涛, 谭春生, 金开胜, 高贵龙, 黄健 申请人:贵州省新材料研究开发基地