聚合氯化铝(PAC)粉体是一种水处理絮凝剂,其制备方法需结合原料来源、生产成本和产品性能(如氧化铝含量、盐基度、粒径等)选择。以下是工业上常用的几种制备方法及关键工艺要点:
一、喷雾干燥法(主流工业化方法)
原理:将 PAC 溶液经雾化后与热气流接触,快速干燥成粉末。该方法生产效率高,产品纯度和稳定性好,适合大规模生产。
操作流程
- 原料准备
- 铝源:常用铝土矿、铝灰、氢氧化铝或金属铝(需根据原料成本和纯度选择)。
- 酸液:工业盐酸(浓度 20%~30%),用于酸溶反应。
- 中和剂:碳酸钙、氢氧化铝或氢氧化钠,用于调节盐基度。
- 酸溶反应
- 将铝源粉碎后与盐酸按比例混合,在反应釜中加热至 80~100℃,发生酸溶反应:Al2
- O3
- +6HCl→2AlCl3
- +3H2
- O
- 反应过程中需搅拌并控制盐酸过量,确保铝源充分溶解,生成氯化铝溶液。
- 聚合反应
- 向酸溶后的溶液中加入中和剂(如碳酸钙),调节体系 pH 至 3.0~4.5,促进铝离子水解聚合,形成聚合氯化铝溶液。
- 反应温度维持在 60~90℃,时间 2~4 小时,期间监测盐基度(通常控制在 40%~90%)。
- 喷雾干燥
- 雾化方式:采用压力式喷嘴(适合高粘度溶液)或离心式雾化器,将 PAC 溶液雾化成细小液滴(粒径 10~100 μm)。
- 温度控制:
- 进口温度:180~220℃(提供足够热量蒸发水分)。
- 出口温度:80~110℃(确保粉末干燥且不发生高温分解)。
- 干燥后的粉末经旋风分离器收集,包装前可过筛(如 80 目)去除大颗粒。
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中试喷雾干燥机主要特征:
1.喷雾干燥机采用彩色大触摸屏操作,自带记忆功能,
2.全自动控制:一键式开机,设定喷雾工艺参数后,温度到达预定温度,蠕动泵启动,触摸屏上显示运行动画,运行流程清晰显示
3.手动控制:如需在实验过程对工艺参数进行调整,可手动调整,整个实验过程彩色触摸屏动态显示(动画)。
4.关机保护功能:机器除风机外停止运行,设备不会因为误操作(关风机)而导致加热部分烧坏。
5.喷雾、烘干及收集系统采用304不锈钢材料制造,使得喷雾干燥过程在无污染、稳定的环境下进行,为科研人员掌控实验进程及实验结果提供了便利,并能及时发现解决问题。所有不锈钢元件易拆卸,易清洗。
6.内置无油空压机,喷粉的颗径呈正态分布,流动性非常好,而且噪音非常低(可选离心式雾化);
7.二流体喷雾的雾化结构,整机采用不锈钢材料制造,设计紧凑,无需附属设备,方便使用,历久如新。(可选离心式雾化)
8.为了满足用户在实验范围调节各项参数的要求,在干燥温度控制的设计上采用实时调控PID恒温控制技术,使全温区控温准确,加热控温精度±1℃。
9.为了保持样品的纯净,配备了进风口过滤器。
10.进料量可通过进料蠕动泵调节,磁力搅拌器可选
11.干燥后的成品干粉,其颗粒度较均匀,95%以上的干粉在同一颗粒度范围。
12.小型喷雾干燥机针对黏性物料,设有喷咀清洁器(通针),在喷咀被堵塞时,会自动清除,通针的频率可调。