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如何控制无水三氯化铝结晶颗粒度

发布时间:2014年5月12日 点击:3832

无水三氯化铝在生产过程中.受内外温差的影响,会产生大块料、结晶料和粉料3种不同规格的产品。结晶料因为颗粒度大小接近.在参加反应时物料的反应速度便于控制、产品收率高等特点深受客户喜爱。本文就无水三氯化铝生产的结晶分布方面的作一些探索。

1无水三氯化铝生产工艺简介

无水三氯化铝的生产。目前国内最先进的工艺是升华法。

参见图1,气相氯气经过燃烧管通入800℃左右熔融的铝液中,与熔融的铝液反应后得到三氯化铝气体,三氯化铝气体在300~400℃经过升华管进入三氯化铝产品捕集器内。捕集器是用8mm锰钢材料制成,外侧无保温材料,方便三氯化铝气体与外界进行热交换。三氯化铝气体进入捕集器后.当温度降至180℃以下时开始从空气中凝华析出晶核.随着温度的逐步降低,晶核逐渐生长为晶体附着在捕集器的内壁上,最后形成的三氯化铝结晶产品。尾气吸收后可制取次氯酸钠销售。

粒径在2~10mm的三氯化铝为结晶料.它在参加反应的时候依靠适中的接触面积.可以均匀、稳定地参与反应,是最主要的三氯化铝产品类型;粒径小于2mm的三氯化铝为粉料。其表面积较大,它在参与反应的时候往往会造成反应速度过快、温度不容易控制等,只适合用于反应速度较慢、放热较低的合成生产中;粒径大于10mm的三氯化铝为大块料,其表面积较小,它在参与反应的时候速度慢,会造成产品的收率偏低、能耗加大,只适合用于反应速度快、放热量偏高的合成生产中。

2结晶颗粒度控制

控制2种不同的捕集器(直径×高,1为φ1.250mx3.0m,2为φ1.15mx3.3m)、尾气系统及其不同温度、压力等,以考察对结晶粒度的影响,见表1。由表1可以看出,捕集器内外温度差及捕集器内部各点的温度差直接影响了三氯化铝结晶的大小、位置。根据岗位实际情况来看,1与2捕集器的规格不一致,结晶的分布情况也不一致。2捕集器高高度低于2,它的捕集器顶部温度比中部和下部高20~25℃时,产品外观更好看,颗粒也更均匀;2捕集器上部空间较大,换热比较充分,所以2捕集器上部温度比中部温度高25~30℃时,它的结晶位置是最平均的,颗粒也更均匀。2种捕集器共同点是下部温度与中部温度之差小于15℃时,容易在捕集器下部形成大块料。上部温度比中部温度之差大于40℃时。粉料增多。总体来说2捕集器性能要略优于2捕集器.在同样的外界环境和现场操作下,得到的结晶料要更多一些。除了捕集器温度的控制以外,敲料频率、通氯量和尾气真空度也与结晶料颗粒度有一定的关系。夏季捕集器内外温差小,结晶易聚集,容易形成大块料,所以要加强敲料频率,防止大块料的形成,一般春夏季每班敲击捕集器4次:冬季捕集器内外温差大,容易形成粉料,所以要适当减少敲料频率,一般秋冬季季每班敲击捕集器3次。通氯量与颗粒度大小成正比。通氯量越高,单位时间内产生的三氯化铝晶核越多.晶核聚集速度增加以后会加快大块料的形成速度:反之,通氯量偏低.没有足够的三氯化铝颗粒供晶核聚集,晶核无法成长到足够大小,会造成粉料增加的情况发生。在日常实际生产中.通氯体积流量一般控制在春夏季13~15m3/h,秋冬季16~18m3/h为宜。尾气系统真空可以调节捕集器内余氯的含量,真空如果过大.捕集器内的余氯和一部分粉料都被真空吸走,影响产量.使消耗增大.不利于调节料色及颗粒度,还会使一部分粉料堆积在小捕集器人El出,长时间积累会形成大块料;真空过小或成正压,会阻碍三氯化铝气体进入捕集器中,给生产带来极大不便。经过岗位实际操作和长时间的观察总结,尾气真空度控制在一49-—88Pa为宜。

3结论

经过生产岗位实践摸索,找出了控制三氯化铝结晶颗粒度的大致规律.捕集器顶部温度比中部高~25℃。通氯体积流量春夏季控制在13~15m3/h、控制在秋冬季16—18m3/h,尾气真空度控制在_49—88Pa时,产品结晶料收率稳定保持在70%以上,可满足结晶料用户的需求.并取得较好的经济效益。

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