年产1万吨硫酸铝车间工艺设计本科毕设论文文档格式.docx
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Abstract
Theplantshaving10,000tonsofannualoutputofaluminumsulfateinChinahavbeingupto29,andtheplantshaving3000tto10000t,beingupto85.
Thealuminumsulfateproductioncapacityhasreached1.15milliont,yieldbreakthroughs950,000t,aftertheUnitedStatesandJapan,thethirdintheworldlive;
Aluminumsulfateproductionintheproblemisthattheunreasonabledesign,equipmentisnotsupporting,yieldandqualityareunabletomeetitsmindandrequestedsomesmallermanufacturers,leadingtopooreconomicreturnsseriousbacklogofproducts,investmentisnotpossible,sothatsomeenterprisesbackheavyTheeconomicburdenofproductionofamajorAlGrey,AlJardine,ofaluminumhydroxide,bauxiteatmosphericpressure,suchascoalganguecompressionmethod,alloftheadvantagesanddisadvantagescomparedtothatofrawmaterialsfortheproductionofkaolinAluminumsulfate,alow-costrawmaterials,highyield,goodqualityproducts,process-controladvantages,inthecourseofpreparationofthehigh-activitywasteresiduecanbeusedasthehigh-siliconmaterial,butalsoasafineofpaintandsheetmetalproductsfill,soastoachieveacomprehensiveUseandnowasteresidueemissions,haveapositiveenvironmentalsignificanceofrawmaterialsusedfortheproductionofkaolinaluminumsulfate,withthedesignofpurposeandguidingideology.
Kaolinproductionofaluminumsulfate,kaolinAfterpretreatmentprocess,ruleoutthepossibilityofkaolinintheroughquartzsand,impurities,theglassusedintheproductionofcement,byKaolinconcentrate,aftercalcinationactivated,crushing,screeningsenttotheproductionworkshop,with55percentofthesulfuricacidMixedeasilysenttothereactor,thereactionofacidleaching,settlement,andintheseparationandprocessingofaluminumsulfatebequalifiedeasily,andsenttoconcentrationcrystallizationtank,concentratedfruitandrefinedthroughthegrinderwillcrushaluminumsulfatecrystals,Packaging.
Keywords：
aluminum
sulfate；
thepresentsituation；
ProductionProcess；
kaolin
前言
硫酸铝化学名（Aluminiumsulfate）Al2（SO4）3，无色单斜结晶，在空气中长期存放易吸潮结块。
易溶于水，水溶液显酸性，难溶于醇，是无机盐基本品种之一，应用十分广泛。
加热至770度是开始分解为氧化铝、三氧化铝、二氧化铝、二氧化硫和水蒸气。
水解后生成氢氧化铝。
工业品为白色或灰白色粉立状晶体。
主要用于净水与造纸[2]。
在造纸工业中可作纸的填料和处理造纸工业废水。
在净水方面，作为城市用水和废水处理的絮凝剂，可以除去水中的磷酸盐、锌、铬等杂质，以及除菌、控制水的颜色和气味。
硫酸铝还可以用来生产其他铝盐、硫酸铝衍生物，无机高分子絮凝剂及铵明矾、钾明矾等。
1.物料衡算
1.1工艺流程框图
（3）过滤
采用板式过滤机，将硫酸铝溶液于其他固体杂质分离。
（4）浓缩结晶
硫酸铝经过浓缩蒸发掉多余水分，从而结晶得到相应的结晶水硫酸铝最终产品。
1.2预处理：
粗高岭土矿先经过破碎，研磨，等一系列处理过程，使其变成颗粒粉末状，方便反应，节约耗能，然后通过水洗筛分的过程，除去原料中的杂质，从而得到高岭土精矿，高岭土精矿再经过焙烧活化的过程。
使内部杂质再度去除，最后将其粉碎，过筛送进生产车间。
图3硫酸铝粗高岭土矿预处理方块图
1.3
设计生产能力
年产硫酸铝
10000吨
年生产日
300天
日产硫酸铝
每小时生产
产品质量：
Al2（SO4）3含量54.31%
浓缩后要求硫酸铝浓度达到54.31%
每次生产硫酸铝中Al2（SO4）3的含量是：
4.17×
54.31%=2.27吨。
Al2O3溶出率89.4%
根据反应式:
Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O
每次投入的Al2O3的含量是：
原高岭土投入量为：
分子量：
H2SO4
98H2O18Al2O3102Al2（SO4）3342
1.4各工序的物料衡算
1.4.1高岭土煅烧（起到活化作用）
高岭土煅烧过程的反应方程式：
Al2O3·
2SiO2·
2H2O→Al2O3+2SiO2+2H2O↑
煅烧过程的目的是为了活化，通过煅烧使高岭土的氧铝八面体中的OH脱去，使铝的配位数由6变成5或者4，同时使得原有有序结构的高岭土变成无序结构的高岭土，获得活性。
从热力学角度来说，温度是决定反应能否进行的关键因数，所以活化的关键是控制煅烧温度，温度过高会使高岭土石化，使其活性大大降低甚至消失；
温度过低，不能脱水或脱水太少，从而高岭土没有活性或者活性太低，达不到目的。
（1）流程示意图
（2）反应式
Al2O3·
（3）计算过程
流股1是未活化的高岭土矿
表3．原料组成表
成分
含量（%）
含量
Al2O3
39.50
TiO2
1.60
S
0.21
SiO2
43.02
Fe2O3
0.90
C
CaO
0.24
MgO
0.35
焙烧损失
13.97
1Al2O3：
1.99×
39.50%=0.7580吨
2SiO2：
43.05%=0.8300吨
3TiO2：
1.60%=0.0307吨
4其他杂质含量：
1,91%=0.0367吨
5焙烧损失：
13.97%=0.2682吨
流股2是活化后的高岭土矿
39.50%×
13.97%+39.50%=45.01%
43.02%×
13.97%+43.05%=49.03%
1.60%×
13.97%+1.60%=1.82%
4其他杂质：
4.14%
表4．焙烧段物料衡算表
1.4.2酸浸段：
加酸分解
高岭土加酸分解过程的反应方程式：
Al2O3·
2H2O+3H2SO4+13H2O→Al2（SO4）3·
18H2O+2SiO2
分解反应是关键点，为使反应加快，分解彻底，必须加入过量的硫酸来反应，铝的溶出率是其反应是否完全的主要标志，也是提高产品质量、降低生产成本的关键。
设转化率为96%
①流股1为高岭土中的氧化铝
F（Al2O3）=6.91Kmol/h=0.705吨
②流股2为硫酸
F（H2SO4）=20.74Kmol/h=2.03吨
③流股3为硫酸铝
F（Al2（SO4）3）=6.91×
96%=6.637Kmol/h
4流股4为水
F（H2O）=19.91Kmol/h=0.36吨
使2.03吨的98%硫酸稀释成为55%硫酸的用水量1.63吨
表5
酸解段物料衡算表
入料
组成（%）
质量（吨）
出料
浓硫酸
98
2.03
硫酸铝
100
2.27
1.99
水
1.63
杂质
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