聚合氯化铝的工艺设计

目录 中文摘要 ........................................................... 4 英文摘要 ........................................................... 5 第1章 聚合氯化铝概述 .............................................. 6 1.1聚合氯化铝的物化性质 ......................................... 6 1.2质量标准 ..................................................... 7 1.3聚合氯化铝的作用原理 ......................................... 7 1.4 应用特点 .................................................... 8 1.5应用范围 .................................................... 10 1.6 聚合氯化铝的制备原理及方法 ................................. 11 1.7发展现状与前景 .............................................. 15 第2章 聚合氯化铝的工艺设计 ....................................... 17 2.1设计方法分析与拟定 ......................................... 17 2.1.1煤矸石概述 17 2.2.2煤矸石作为原料的合理性 18 2.2生产原理及工艺特点 ......................................... 18 2.2.1生产原理 ............................................... 18 2.2.2工艺特点 ............................................... 19 2.3工艺参数和操作条件的确定 .................................... 19 2.4工艺流程说明 ................................................ 20 汇总表 ............................................................ 23 附录 .............................................................. 24 参考文献 .......................................................... 26 无机絮凝剂聚合氯化铝（PAC)生产工艺设计 摘要： 聚合氯化铝是目前技术最成熟，市场销量最大的无机高分子絮凝剂。大量应用实践表明，在水处理中用聚合氯化铝替代传统铁、铝盐凝聚剂，显着地提高净水效能，减少投药量，降低处理成本，改善出水水质。

此次设计的题目是无机絮凝剂聚合氯化铝（PAC)生产工艺设计，我选用了煤矸石作为原料，在经过高温焙烧的煤矸石中加入盐酸进行酸化，可以将煤矸石中的氧化铝溶解出来，然后经过结晶，沸腾热解，加水聚合，干燥结晶成为PAC产品。

设计书里首先对聚合氯化铝进行了概述，接着对本设计的工艺设计的原料选择，工艺参数确定，流程设计进行了说明。

关键词：聚合氯化铝 制备方法 工艺说明 Inorganic Plocculant Poly Aluminium Chloride(PAC) Production Design Abstract Poly aluminum chloride is the most mature technology today, the market sales of the largest inorganic polymer flocculant. A large number of application practices shows that using poly aluminum chloride in water treatment alternatives to traditional iron, aluminum salt coagulants, significantly increase the efficiency of the clean water and reduce the o-phenylenediamine, reduce processing costs, improve water quality.

The topic of this design is inorganic flocculant poly aluminum chloride (PAC) production process design, I chose coal gangue as raw material, after adding hydrochloric acid acidification and high temperature calcined coal gangue can be came out of the coal gangue aluminum oxide dissolved, then after crystallization, boiling paralysis, aggregation of water, dry crystallization become PAC products.

Design document in the first of poly aluminum chloride were summarized, then the process design of material selection of our design, process parameters, process design.

keywords:PAC, preparation method thereof, and production technology 第一章 聚合氯化铝概述 在水处理领域中，絮凝法净化水是最古老的固液分离方法之一，由于其适用性广、工艺简单、处理成本低等特点，絮凝法目前仍广泛应用于饮用水、生活污水和工业废水处理中。

聚合氯化铝（PAC）是一种优良的无机高分子絮凝剂，它首先在日本研制成功并与20世纪60年代投入工业化生产，是目前技术最为成熟，市场销量最大的絮凝剂。PAC使用时具有絮体形成快、沉淀性能好，水中碱度消耗少，特别是对水温、pH值、浊度和有机物含量变化适应性强等优点。我国从上世纪70年代开始，已对聚合氯化铝进行了研发，近年来随着实验室研究的深入，工业生产得到了快速的发展。以下将会对聚合硫酸铁的物化性质,制备原理和方法,以及研究应用现状和发展趋势等做一些简要的介绍。

1.1聚合氯化铝的物化性质 聚合氯化铝(Poly Aluminum Chloride)，代号PAC，简称聚氯化铝，碱式氯化铝，其分子式为〔Al2(OH)nCI6-n〕m，式中，m≤10，1≤n≤5，分子量在2000左右。通式为Alm(0H)n CI3m-n和xAI(OH)3A1Cl3表示，分别称为碱式氯化铝和氢氧化铝溶胶。

聚合氯化铝味苦涩，在形态上可分为液体和固体两种，液体颜色为黄色至黄褐色液体，而固体颜色可分为白色，黄色，棕褐色三种。

聚合氯化铝易溶于水并发生水解，同时伴随发生电化学凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程。加热到110℃以上时发生分解，放出氯化氢气体，并分解为氧化铝。与酸作用发生解聚反应，是聚合度和碱度降低，最终变成为正铝盐。与碱作用时聚合度和碱度提高，最终会生成氢氧化铝沉淀或铝酸盐。与硫酸铝或其他多价酸盐混合时，易生成沉淀，一般会降低或完全失之混凝效能。

1.2质量标准 GB/T 22627-2008 指标名称 指标 液体 固体 氧化铝(以Al2O3计)的质量分数/% ≥ 6.0 28.0 盐基度/% 30~95 密度（20℃）/（g/cm3) ≥ 1.10 不溶于的质量分数/% ≤ 0.5 1.5 PH值(10g/L) 3.5~5.0 铁（Fe）的质量分数/% ≤ 2.0 5.0 砷（As）的质量分数/% ≤ 0.0005 0.0015 铅（Pb）的质量分数/% ≤ 0.002 0.006 注：表中液体产品所列不溶物、铁、砷和铅的质量分数均指Al2O3 10%的 产品含量，当Al2O3含量不等于10%时，应按实际含量折合成Al2O3 10%的产品比例计算出相应的质量分数。

1.3聚合氯化铝的作用原理 聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂,通过羟基(OH)架桥形成多核络离子。由于上述络合离子的存在,PAC能够强烈地吸附胶体微粒和悬浮物表面之上,通过黏附、架桥、交联，卷扫作用促使微粒絮凝，同时伴随一系列的物理、化学变化,可中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低胶体的Zeta电位,由原来的相斥变成相互吸引，从而破坏胶团的稳定性,使胶团微粒相互碰撞而形成絮状沉淀物，这种絮状沉淀物表面积很大,极具吸附能力，且所形成的絮体密实，沉降速度快，以此来达到净水的目的。其混凝作用表现如下：

a、对水中胶体颗粒污染物进行电性中和脱稳的凝聚作用; b、对已凝聚的次生粗大颗粒进行吸附架桥的絮凝作用; c、除去水中有害离子的吸附和络合作用; 1.4应用特点 大量应用实践表明，在水处理中使用聚合氯化铝替代传统铁、铝盐凝聚剂，显着地提高净水效能，减少投药量，降低处理成本，改善出水水质。聚合铝絮凝剂的优良品质主要表现在以下几方面：

1、强烈的凝聚除浊效能：聚合铝比传统硫酸铝，氯化铁具有更强的凝聚除浊效果，在相同处理条件下达到最佳凝聚絮凝作用，聚合铝所需剂量比传统铝盐要减少2/3到1倍，处理成本可节约30-40%。在相同投量条件下，使用聚合氯化铝能够获得比传统铝盐更低的残余浊度，因而可以较低剂量得到最佳处理效果。

2、良好的脱色及去除腐植物质效果：聚合铝不仅具有强的凝聚除浊效果，而且也具有良好的脱色及去除水中有机腐殖质的效果。同时对有害、有毒有机物及病菌，病毒去除也有较明显提高。

3、广泛的pH适用范围：聚合铝絮凝剂的pH适用范围比传统铝盐要宽得多。一般传统凝聚剂硫酸铝和氯化铁盐在pH>8.0时，由于生成氢氧化铝沉淀而降低其处理效果，而聚合铝在pH<10的范围内均会等到较好的处理效果。