1、 - 1 -硫酸铝制备技术一、硫酸铝制备方法：目前，国内制备硫酸铝两种方法：铝土矿法+硫酸、氢氧化铝+ 硫酸第一种：有铁硫酸铝制备方法：用硫酸直接处理铝土矿(或粘土)的方法而制得硫酸铝，其化学反应式为： H 2Al(SiO4)2H2O3H 2SO4Al 2(SO4)32H 4SiO4H 2O特点：原材料铝土矿便宜，但铁含量高，且不易脱除，目前，山东等铝土矿资源丰富的地方大量生产。第二种：无铁硫酸铝制备方法：氢氧化铝+硫酸制备2Al(OH)33H2SO4 Al2（SO4）3 6H2O + Q氢氧化铝粉出厂已脱铁，铁含量低，故硫酸铝铁含量低。生产的硫酸铝有固体硫酸铝和液体硫酸铝。固体硫酸铝的 Al
2、2O3含量 15.817%,而氢氧化铝粉中Al2O3含量 6465%,运 1吨氢氧化铝粉相当运 4吨固体硫酸铝。而本地浓硫酸价格相对便宜，所以，用氢氧化铝粉和浓硫酸反应生产成本低。- 2 -二、硫酸铝的反应形式硫酸铝反应形式有两种：一种常压反应（老基地)，一种带压反应(新基地）常压反应所用设备一般用玻璃钢反应釜，通蒸汽一般有两种：一种通过故泡器通蒸汽（催化剂长岭分公司） ，故泡器起到搅拌的作用;另一种直接通蒸汽，用工业风搅拌(齐鲁） 。带压反应所有设备一般有三种：搪瓷反应釜、搪铅通过胶泥贴耐酸瓷砖、锆反应釜（国内第一家，存在风险） 。带压反应的理论基础热量衡算：（1）、2Al(OH)33H2S
3、O4 Al2（SO4）3 6H2O + Q2 3 1 6 Q-1284kj/mol -194.5Kcal/mol -3435Kj/mol -285.83Kj/mol Q=RH=-285.83*6-3435+1284*2+3*194.5*4.18=-142.95kj/mol故此反应为放热反应整年反应的热量为 Q反：Q反142.95*25000*50*3.353*1000/342=-1751869000Kj/年（2）对产物 Al2（SO4）3 （1 年的产量）从 0升至 140所需要的热量 Q Al2（SO4）3Q Al2（SO4）3=CMT 其中 C0.35Kcal/Kg.Q Al2（SO4）3
4、=CMT =0.35*4.2*25000*50*3.353*(140-0)=862559250kj/年- 3 -对水的吸热（从 0升至 140）所需要的热量 Qk100蒸汽 r1=539Kcal/kg,H1=639.1Kcal/kg140蒸汽 r2=512.3Kcal/kg,H1=653Kcal/kgMH20=1324+10117=11441T故 Q水CMT+R1*M+(H2-H1)*M=M*(4.2*100+539*4.2+13.9*4.2)=11441*4.2*(100+539+13.9)*1000=3.137*1010KJ（4）、浓硫酸稀释所放出的热量 Q稀Q稀(3677103/98）*
5、21021*4.2=3.313*10 10KJ（5）对整个反应（时间为一年）需向反应釜提供的热量 Q提Q提Q 放Q 吸（3.3130.1750.0863.137）10 100.26510 10KJ/年故反应无需向反应气补充蒸汽三、 化工原材料性质及产品质量指标本项目原料主要有氢氧化铝粉浓硫酸，其规格及来源见下表。三氧化二铝 重量 64三氧化二铁含量 重量 0.03氧化钠含量 重量 0.5灼减 重量 351 氢氧化铝附着水 重量 14浓度 重量 982 硫 酸 铁含量 重量 0.01- 4 -Na+ Mg/l 5.03 化学水PH值 4.55.5硫酸铝岗位操作工艺指标（暂定）序号 项 目 单位
6、指 标1 水加入量 Kg/釜 450055002 浓硫酸加入量 L/釜 250030003 浓硫酸加入时间 min 154 氢氧化铝加入量 Kg/釜 250030005 蒸汽压力 Mpa 1.06 反应时间 h 2硫酸铝质量控制指标序 号 名 称 项 目 单 位 指 标氧化铝含量 g/l 502三氧化二铁含量 mg/l 901 硫酸铝溶液游离酸 g/l 0-6氧化铝含量 g/l 902三氧化二铁含量 mg/l 1502 硫酸铝溶液游离酸 g/l 0-6目前；分子筛用 90gAl2O3/l硫酸铝 ，干胶粉用硫酸铝浓度变化较大，有 50gAl2O3/l硫酸铝、70gAl2O3/l硫酸铝、80gAl
7、2O3/l 硫酸铝、88gAl2O3/l 硫酸铝.- 5 - 6 -加入量计算充填量按 10m3,浓度按 150200Al2O3/l ,对应铝粉量为 2.343.12 吨（折干基） ，对应硫酸加入量 铝粉：2.34 吨 102:98*3=2.34*0.64：1.84*0.985*L L=2.38m3铝粉：3.12 吨 102:98*3=3.12*0.64：1.84*0.985*L L=3.17m3加水：10*1.35-2.34-2.38*1.84=6.78 m3加水：10*1.4-3.12-3.17*1.84=5.05 m3游离酸加酸：10*15090*6=100Kg 1001.84=54.3
8、L游离酸加酸：10*20090*6=133Kg 1331.84=72.3 L- 7 -四、工艺流程简述本装置工艺流程由硫酸铝制备工序组成，如下图所示。(1)铝粉（2）铝粉提升机 L-6601（3）铝粉中间管 V-6601浓硫酸（4）振动给料机 M-6601 浓硫酸储罐 V-6602AB（5）加料小车 M-6602 浓硫酸计量罐 V-6603- 8 -（6）硫酸铝制备釜 R-6601（7）硫酸铝溢流罐 V-6604AB（8）硫酸铝中间罐 V6605AB （9）硫酸铝过滤泵 P-6601AB （10）硫酸铝过滤器 X-6601AB （11）硫酸铝成品罐 V-6606ABCD- 9 -（12）硫酸铝
9、成品泵 P-6602ABCD （13）一级中和成胶反应釜 R-6603AB硫酸铝制备氢氧化铝粉经提升机（L-6601）提升至铝粉料仓(V-6601)后，经振动给料机（M-6601）进入带电子秤投料小车（M-6602）内，称重后投入反应釜（R-6601） ，与经计量后的化学水、浓硫酸一起，在一定的反应条件下进行反应。反应一定时间后，经取样分析质量合格后的硫酸铝加水稀释后进入硫酸铝溢流罐（V-6604AB） ，将未反应完全的残渣沉降分离，硫酸铝溶液溢流至硫酸铝中间罐（ V-6605AB） ，再用泵（P-6601AB）送至精密过滤器(X-6601AB) 进行过滤，过滤后的硫酸铝送至硫酸铝成品罐（V-
10、6606ABCD）调配合格后送中和成胶岗位，残渣进硫酸铝溢流罐（V-6604AB） 。装置设备一览表塔、容器、反应类序 号 工艺编号 设备名称 设 备 型 号 操作介质 材质 主要技术参数- 10 -1 V-6601 铝粉中间罐 220022001500/1900,15m3 氢氧化铝粉 06Cr19Ni10 温度：常温压力：常压2 V-6602/AB 浓硫酸储罐 22003800,18m3 98%浓硫酸 Q235-B 温度：常温压力：常压3 V-6603 浓硫酸计量罐 16001200,2.7m3 98%浓硫酸 Q235-B 温度：常温压力：常压4 V-6604/AB 硫酸铝溢流罐 48005
11、600,100m3 硫酸铝溶液 FRP 温度： 110压力：常压5 V-6605/AB 硫酸铝中间罐 48005600,100m3 硫酸铝溶液 Q235-B 温度：90压力：常压6 V-6606/ABCD 硫酸铝成品罐 60007200,200m3 硫酸铝溶液 Q235-B 温度：50压力：常压7 V-6607 热水储罐 22003800,18m3 热化学水 06Cr19Ni10 温度：80压力：常压8 R-6601 硫酸铝制备釜 24002450,15m3 罐内:氢氧化 铝粉、 Q345R+TAI+Zr2罐内：120140 罐内：0.40.6Mpa泵类工 艺 设备 数量 配套电机序号 编 号 名称 设备型号 介 质主体材质 台 功率、转速主要技术参数1 P-6601AB 硫酸铝过滤泵 SDC40-200B 硫酸铝溶液 321 2 11KW 流量：30m3/h扬程：45m
