年產1萬噸硫酸鋁車間工藝設計-文庫吧
2025-06-12 03:32 本頁面
【正文】 生產硫酸鋁中Al2(SO4)3的含量是：%=。%根據反應式: Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O每次投入的Al2O3的含量是：原高嶺土投入量為：分子量：H2SO4 98 H2O 18 Al2O3 102 Al2(SO4)3 342 各工序的物料衡算（起到活化作用） 高嶺土煅燒過程的反應方程式： A l2O32SiO22H2O→A l2O3+2SiO2+2H2O↑ 煅燒過程的目的是為了活化，通過煅燒使高嶺土的氧鋁八面體中的OH脫去，使鋁的配位數由6變成5或者4，同時使得原有有序結構的高嶺土變成無序結構的高嶺土，獲得活性。從熱力學角度來說，溫度是決定反應能否進行的關鍵因數，所以活化的關鍵是控制煅燒溫度，溫度過高會使高嶺土石化，使其活性大大降低甚至消失；溫度過低，不能脫水或脫水太少，從而高嶺土沒有活性或者活性太低，達不到目的。（1）流程示意圖（2）反應式A l2O32SiO22H2O→A l2O3+2SiO2+2H2O↑（3）計算過程流股1是未活化的高嶺土礦表3．原料組成表成分含量(%)成分含量成分含量(%)Al2O3TiO2SSiO2Fe2O3CCaOMgO焙燒損失① Al2O3 ：% = ② SiO2 ：% = ③ TiO2 ：% = ④ 其他雜質含量：1,91% = ⑤ 焙燒損失：% = 流股2是活化后的高嶺土礦① Al2O3 ：%%+% = %② SiO2 ：%%+% = %③ TiO2 ：%%+%=%④ 其他雜質：%表4．焙燒段物料衡算表：加酸分解 高嶺土加酸分解過程的反應方程式： A l2O32SiO22H2O+3H2SO4+13H2O→Al2(SO4)318H2O+2SiO2分解反應是關鍵點，為使反應加快，分解徹底，必須加入過量的硫酸來反應，鋁的溶出率是其反應是否完全的主要標志，也是提高產品質量、降低生產成本的關鍵。（1）流程示意圖（2）反應式A l2O32SiO22H2O+3H2SO4+13H2O→Al2(SO4)318H2O+2SiO2（3）計算過程 設轉化率為96% ① 流股1為高嶺土中的氧化鋁 F(Al2O3 )= ② 流股2為硫酸 F(H2SO4)= ③ 流股3為硫酸鋁 F(Al2(SO4)3)=96%=④ 流股4為水F(H2O)=%硫酸稀釋成為55%表5酸解段物料衡算表 入料組成(%)質量(噸)出料含量(%)質量(噸)濃硫酸98硫酸鋁100高嶺土水100水100雜質100合計合計表6不同百分比濃度硫酸鋁溶液在25℃下密度[15]密度(103kg/m3)百分比濃度(%)密度(103kg/m3)百分比濃度(%)10121416182022242628：濃縮結晶硫酸鋁經過濃縮蒸發(fā)掉多余水分，從而結晶得到相應的結晶水硫酸鋁最終產品。（1）流程示意圖（2）計算過程 流股1為未濃縮的硫酸鋁和水① Al2(SO4)3：② 通過飽和溶液得出此時需要H2O：流股2為濃縮后的硫酸鋁和水①Al2(SO4)3：%，則濃縮前料液濃度為：② 可求得濃縮過程需蒸發(fā)掉的水量為: W=F(1－X0/X1) W水蒸發(fā)量,噸 F料液加入量,噸 X0料液初始濃度 X1完成液濃度 W=F(1－X0/X1) =（1﹣） = = 表7濃縮段物料衡算表 入料組成(%)質量(噸)出料含量(%)質量(噸)硫酸鋁100硫酸鋁（成品）%水100水（蒸發(fā)）100合計合計[16]由公式：D（Hs－h(huán)s）+Fh0=Lh+WH+QD加熱蒸汽消耗量，㎏/hHs加熱蒸汽的焓,kJ/㎏F料液的進料量,㎏/hh0料液的焓，kJ/㎏L完成液流量，㎏/hh完成液的焓，kJ/㎏ W水分蒸發(fā)量，㎏/h H二次蒸汽（溫度為t的過熱蒸汽）的焓，kJ/㎏ hs加熱器中冷凝水的焓，kJ/㎏Q熱損失，kJ/h本生產工藝每1小時為一個間歇，所以以下計算以1小時記: 蒸發(fā)水吸收熱量：查得115℃蒸汽的焓H=，Q=103=103kJ 求得在濃縮過程中。103kJ。Al2(SO4)3溶液吸收得熱量：Al2(SO4)3溶液的熱容按硫酸鋁與水的質量百分比計算，得：C=C硫酸鋁%+C水(1－%) =%+(1－%) =J/mol =㎏ =㎏Al2(SO4)3溶液溫度為115℃。由公式h=Ct得：Q=MCt=103115 =103kJ求得Al2(SO4)103kJ。設在蒸發(fā)過程中，熱量損失為總熱量的3%，得：Q損=(Q水+Q完成液)3%=(103+103)3%=103kJ在反應釜中。103kJ，Al2(SO4)103kJ，103kJ。:料液帶入的熱量：料液的熱容以水與硫酸鋁的質量百分比計算由公式h0=C0t0得： C0=C水83%+C硫酸鋁17%=83%+17%===由于料液溫度為25℃Q= MC0t=10325=103kJ加熱蒸汽釋放的熱量:，求得：汽化熱即Hs－103=103kJ將以上計算結果匯總在表8中。表8熱量衡算表入料吸熱(103kJ)出料放熱(103kJ)蒸發(fā)水加熱蒸汽Al2(SO4)3溶液料液損失合計合計反應設備在化工、醫(yī)藥、食品、染料、生化等工業(yè)生產中被廣泛應用。尤其是化工工藝過程的各種化學變化，是以參加反應物質的充分混合為前提，對于加熱、冷卻、和液體萃取以及氣體吸收等物理變化過程均需要采用攪拌才能得到好的效果，并可為客戶設計，加工外盤管反應鍋。對反應釜來說,基本物料為液相,加入物料為固相,要保證固液物料充分均勻混合,攪拌形式必須滿足傳質要求,攪拌器要具有合適的剪切、循環(huán)比。因攪拌器的混合性能與槳葉的排出性能、剪切性能有關,排出性能高可以造成液體的快速循環(huán)流動,而剪切性能高又能造成液體強烈的湍流擴散,這
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