一种利用高铝粉煤灰生产白炭黑的装置制造方法及图纸

一种利用高铝粉煤灰生产白炭黑的装置，涉及材料、化工技术领域。本实用新型专利技术包括粉煤灰浆液调配系统、粉煤灰预脱硅系统、白炭黑制备系统和苛化系统。其结构特点是，所述套管加热器分为两段。保温停留罐下部的出口管道分两路。管式降膜蒸发器的溶液出口通过蒸发溶液泵连接至循环母液制备槽的一路入口，循环母液制备槽的另两路入口一路为碱补充管道，另一路经苛化液泵与苛化槽的出口相连。循环母液制备槽的出口管道经循环母液泵连接至粉煤灰浆液制备槽的入口，使整个系统形成闭式循环。本实用新型专利技术不仅工艺简单、生产成本低、能耗低，而且产品质量性能稳定，同时提取白炭黑后的粉煤灰还可以作为一种重要的铝资源用于制备氧化铝。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及材料、化工
，特别是利用高铝粉煤灰生产白炭黑的装置。
技术介绍
白炭黑，即水合二氧化硅， 一种白色粉末状无定形水合二氧化硅，其化学式为mSi02，nH20，是目前最好的具有优异补强性能的白色、透明补强填充剂。作为一种重要的精细无机化工产品，在橡胶、塑料、农药、油漆、制药、造纸、日用化学品等各个领域有着广泛用途。现有技术文献中关于粉煤灰制备白炭黑的工艺方法有酸法和碱法，酸法是先用盐酸溶粉煤灰除铝，然后残渣用碱热解制备水玻璃，再加盐酸制取白炭黑。其缺点是工艺步骤多，反应过程条件难控制，而且盐酸易对环境造成污染。碱法是先将粉煤灰加碱高温焙烧、酸浸过滤，得到含H2Si03的滤液、再加NaCl沉析制取白炭黑。其缺点是过程复杂、条件控制要求高，能耗大。现有技术中的中国专利，申请号为93111642.2的专利技术专利"利用煤灰制取炭黑和白炭黑的方法"，公开的技术方案是，先对粉煤灰进行多次浮选，得到的硅灰再经脱水、千燥、分级、磨细、均化处理得到白炭黑。该方法生产步骤多，较繁琐，而且获得的白炭黑性能无法保证。另外，申请号为200610012780. 7的技术专利"粉煤灰中提取氧化铝同时联产白炭黑的方法"，公开的技术方案是利用活化后粉煤灰和硫酸氨反应过滤后的残渣，再加氢氧化钠溶液反应制取水玻璃，然后加硫酸来制备白炭黑，该方法工艺复杂，采用酸法制备白炭黑，反应过程的条件必须严格控制，否则会导致产品的性能差异较大。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺点，本技术的目的是提供一种利用高铝粉煤灰生产白炭黑的装置。它不仅工艺简单、生产成本低、能耗低，而且产品质量性能稳定，同时提取白炭黑后的粉煤灰还可以作为一种重要的铝资源用于制备氧化铝。为了实现上述专利技术目的，本技术的技术方案以如下方式实现一种利用高铝粉煤灰生产白炭黑方法的装置，它包括由粉煤灰仓、定量给料机、粉煤灰浆液制备槽、脱硅喂液泵、循环母液制备槽和循环母液泵组成的粉煤灰浆液调配系统；由套管加热器、保温停留罐、脱硅循环泵、脱硅浆液储槽、过滤机喂料泵、平盘式过滤机、脱硅灰滤饼槽和脱硅灰滤饼泵组成的粉煤灰预脱硅系统；由碳化槽、压滤机喂料泵、板框式压滤机、白炭黑滤饼槽、白炭黑滤饼泵和干燥机组成的白炭黑制备系统；以及由石灰乳槽、石灰乳泵、苛化槽、苛化液泵、管式降膜蒸发器和蒸发溶液泵组成的苛化系统。其结构特点是，所述套管加热器分为两段，为套管加热器一和套管加热器二。粉煤灰浆液制备槽底部管道通过脱硅喂液泵出口分别与套管加热器一和套管加热器二的内管入口连接，套管加热器一的内管出口与套管加热器二的内管入口相连，套管加热器二的内管出口与保温停留罐顶部的进口连接。保温停留罐下部的出口管道分两路， 一路连接至脱硅浆液储槽的入口，另一路通过脱硅循环泵连接至套管加热器一的外管入口，套管加热器一的外管出口连接至脱硅浆液储槽的入口，套管加热器二的外管与蒸汽管道连接。管式降膜蒸发器的溶液出口通过蒸发溶液泵连接至循环母液制备槽的一路入口，循环母液制备槽的另两路入口一路为碱补充管道，另一路经苛化液泵与苛化槽的出口相连，循环母液制备槽的出口管道经循环母液泵连接至粉煤灰浆液制备槽的入口 ，使整个系统形成闭式循环。在上述装置中，所述保温停留罐内设电加热管束，保持罐内温度不变。在上述装置中，所述管式降膜蒸发器产生的蒸发冷凝热水分别连接到脱硅灰滤饼槽、白炭黑滤饼槽和石灰乳槽的入口。本技术与现有技术比较，优点在于(1) 原料高铝粉煤灰是在煤粉炉中高温熔融后的产物，煤中粘土矿物高温熔融急速冷却产生大量的玻璃体即非晶态的二氧化硅，反应活性强于经过天然硅石粉碎后的粉末状微粒；(2) 采用高铝粉煤灰作原料，为细粉状，无需破碎，减少破碎工序；(3) 采用C02气体碳化硅酸钠溶液，工艺简单，易操作，而且可利用其它工艺段的窑气，生产成本低；(4) 碳化制备的白炭黑产品性能稳定，比表面积大，DBP值高;(5) 所用原料氢氧化钠可循环使用，大大降低白炭黑的生产成本；(6) 液固分离洗水采用蒸发器冷凝水，实现了水的循环使用，节约生产成本；(7) 碱溶后的粉煤灰铝硅比大大提高，可作为生产氧化铝原料，实现废物资源化利用。同时我国铝硅比较高的铝土矿缺乏，此种含铝原料可有效缓解我国铝土矿缺乏的现状，对发展我国循环经济与缓解我国铝资源短缺，具有战略意义。以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。附图说明图1为本技术装置的结构原理图；图2为使用本技术装置的生产工艺流程图。具体实施方式参看图1，本技术装置包括由粉煤灰仓1、定量给料机2、粉煤灰浆液制备槽3、脱硅喂液泵4、循环母液制备槽25和循环母液泵26组成的粉煤灰浆液调配系统；由套管加热器5、保温停留罐6、脱硅循环泵7、脱硅浆液储槽8、过滤机喂料泵9、平盘式过滤机IO、脱硅灰滤饼槽11和脱硅灰滤饼泵12组成的粉煤灰预脱硅系统；由碳化槽13、压滤机喂料泵14、板框式压滤机15、白炭黑滤饼槽16、白炭黑滤饼泵17和干燥机18组成的白炭黑制备系统；以及由石灰乳槽21、石灰乳泵22、苛化槽19、苛化液泵20、管式降膜蒸发器23和蒸发溶液泵24组成的苛化系统。套管加热器5分为两段，为套管加热器一 5-1为矿浆预热，套管加热器二 5-2为蒸汽加热。粉煤灰浆液 制备槽3底部管道通过脱硅喂液泵4出口分别与套管加热器一 5-1和 套管加热器二 5-2的内管入口连接，套管加热器一 5-1的内管出口与 套管加热器二 5-2的内管入口相连，套管加热器二 5-2的内管出口与 保温停留罐6顶部的进口连接。保温停留罐6下部的出口管道分两路， 一路连接至脱硅桨液储槽8的入口 ，另一路通过脱硅循环泵7连接至 套管加热器一 5-1的外管入口 。套管加热器一 5-1的外管出口连接至 脱硅浆液储槽8的入口 ，套管加热器二 5-2的外管与蒸汽管道连接。 管式降膜蒸发器23的溶液出口通过蒸发溶液泵24连接至循环母液制 备槽25的一路入口，循环母液制备槽25的另两路入口一路为碱补充 管道，另一路经苛化液泵20与苛化槽19的出口相连。循环母液制备 槽25的出口管道经循环母液泵26连接至粉煤灰桨液制备槽3的入 口，整个系统形成闭式循环。保温停留罐6内设电加热管束，保持罐 内温度不变。管式降膜蒸发器23产生的蒸发冷凝热水分别连接到脱 硅灰滤饼槽11、白炭黑滤饼槽16和石灰乳槽21的入口 。 参看图2，利用高铝粉煤灰生产白炭黑的步骤如下 (1)高铝粉煤灰从粉煤灰仓1经定量给料机2计量进入粉煤灰浆 液制备槽3，与循环母液制备槽25来的循环母液，即氢氧化钠溶液 按照配比混合进行碱溶脱硅反应。然后由脱硅喂液泵4输送至套管加 热器5。采用的高铝粉煤灰其中A1A含量为48. 5X、Si02含量为37. 8 %，氢氧化钠溶液浓度为20%，氢氧化钠与粉煤灰的质量比为0.5(2) 粉煤灰浆液分两路进入套管加热器一 5-1和套管加热器二 5-2的内管，套管加热器一5-1内管内的浆液加热后出来进入套管加 热器二5-2的内管，套管加热器二5-2内管内的桨液加热至12(TC送 入到保温停留罐6内进行预脱硅反应，罐内温度维持在12(TC，反应 2. 0小时后保温停留罐6内的脱硅浆液一部分通过脱硅循环泵7返回 到套管加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用高铝粉煤灰生产白炭黑的装置，它包括由粉煤灰仓（１）、定量给料机（２）、粉煤灰浆液制备槽（３）、脱硅喂液泵（４）、循环母液制备槽（２５）和循环母液泵（２６）组成的粉煤灰浆液调配系统，由套管加热器（５）、保温停留罐（６）、脱硅循环泵（７）、脱硅浆液储槽（８）、过滤机喂料泵（９）、平盘式过滤机（１０）、脱硅灰滤饼槽（１１）和脱硅灰滤饼泵（１２）组成的粉煤灰预脱硅系统，由碳化槽（１３）、压滤机喂料泵（１４）、板框式压滤机（１５）、白炭黑滤饼槽（１６）、白炭黑滤饼泵（１７）和干燥机（１８）组成的白炭黑制备系统，以及由石灰乳槽（２１）、石灰乳泵（２２）、苛化槽（１９）、苛化液泵（２０）、管式降膜蒸发器（２３）和蒸发溶液泵（２４）组成的苛化系统，其特征在于，所述套管加热器（５）分为两段，为套管加热器一（５－１）和套管加热器二（５－２），粉煤灰浆液制备槽（３）底部管道通过脱硅喂液泵（４）出口分别与套管加热器一（５－１）和套管加热器二（５－２）的内管入口连接，套管加热器一（５－１）的内管出口与套管加热器二（５－２）的内管入口相连，套管加热器二（５－２）的内管出口与保温停留罐（６）顶部的进口连接，保温停留罐（６）下部的出口管道分两路，一路连接至脱硅浆液储槽（８）的入口，另一路通过脱硅循环泵（７）连接至套管加热器一（５－１）的外管入口，套管加热器一（５－１）的外管出口连接至脱硅浆液储槽（８）的入口，套管加热器二（５－２）的外管与蒸汽管道连接，所述管式降膜蒸发器（２３）的溶液出口通过蒸发溶液泵（２４）连接至循环母液制备槽（２５）的一路入口，循环母液制备槽（２５）的另两路入口一路为碱补充管道，另一路经苛化液泵（２０）与苛化槽（１９）的出口相连，循环母液制备槽（２５）的出口管道经循环母液泵（２６）连接至粉煤灰浆液制备槽（３）的入口，使整个系统形成闭式循环。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙俊民，张战军，曹慧芳，张晓云，王彦武，
申请(专利权)人：同方环境股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]