Способ получения порошкообразного материала

 

Использование: касается производства порошкообразных коагулянтов на основе хлористого алюминия для очистки природных и сточных вод. Газообразный высокотемпературный теплоноситель подают в верхнюю часть сушилки. Туда же подают раствор хлорида или оксихлорида алюминия, распыливаемый через форсунку распиливающим агентом, имеющим скорость 60-100 м/с. Происходит сушка мелких и средних капель. Крупные капли в виде недосушенных частиц попадают в фонтанирующий слой для досушки . В слой подают дополнительный сушильный агент с температурой 90-110°С. Длительность досушки 30-60°С. Получают материал, содержащий 25-30% оксида алюминия в активной форме и 1,1-2,0% нерастворимых примесей. 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 01 F 7/56

ГОСУДАРСТВЕ Н-ЮЕ ПАТЕ НТНО Е

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4911748/26 (22) 19.02.91 (46) 30.11.92. Бюл. hL 44 (71) Советско-Швейцарское совместное предприятие "Суперкерамика" (72) Л.М.Сурова, Т.А.Соловьева, А,С,Железнов, Б.А.Ильин, Э.M.Moxíàòêèí, Ю.А.Лайнер, Г.Ф,Либерман, В.Н.Арапова и Б.И.Гроссман (56) П.Г.Романков, Н.Б.Рашковская, Сушка во взвешенном состоянии. Л., Химия, 1968, с.70 — 85. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗ НОГО МАТЕ P ИАЛА (57) Использование: касается производства порошкообразных коагулянтов на основе

Изобретение относится к технике получения порошкообразных коагулянтов на основе хлористого алюминия и может найти применение в различных отраслях промышленности, в частности. для очистки природных и промышленных сточных вод.

Известен способ получения низкоосновного оксихлорида алюминия путем сушки водного раствора ниэкоосновного оксихлорида алюминия при прямоточном распылении в сушильном агенте пневматическими форсунками при относительной влажности отходящей гаэовэвеси 20-407ь.

Недостатком данного способа является неравномерность термообработки в связи с неоднородностью размеров капель раствора, что приводит, с одной стороны, к недосыханию части продукта, а с другой стороны, к частичному разложению продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к Ы 1778070 А1 хлористого алюминия для очистки природных и сточных вод. Газообразный высокотемпературный теплоноситель подают в верхнюю часть сушилки, Туда же подают раствор хлорида или оксихлорида алюминия, распыливаемый через форсунку распыливающим агентом, имеющим скорость 60-100 м/с.

Происходит сушка мелких и средних капель.

Крупные капли в виде недосушенных частиц попадают в фонтанирующий слой для досушки. В слой подают дополнительный су. шильный агент с температурой 90 — 110 С.

Длительность досушки 30-60 С. Получают материал, содержащий 25 — 30 оксида алюминия в активной форме и 1,1-2,0ф, нерастворимых примесей. 4 ил., 1 табл. изобретению является способ получения порошкообразного материала путем распылительной сушки водных растворов при прямоточном пневматическом распылении их в сушильном агенте с последующей досушкой в фонтанирующем слое, Недостатком данного способа является также низкое качество порошка с точки зрения содержания целевого компонента вследствие неоднородности размеров капель раствора, диспергируемых пневматическими форсунками, что приводит, как и в случае аналога, с одной стороны, к недосыханию части продукта, а с другой — к частичному разложению, Ниэкоосновный оксихлорид алюминия

В А!(ОН)С12(2-3)HzO относится к термолабильным материалам.

Согласно TY 6 — 01-1-335-86, качество оксихлорида алюминия характеризуется содержанием основного вещества в пересчете

1778070 на AI20a. Сухой оксихлорид злюминия удовлетворяет ТУ: если в нем содержится не менее 25$ AI20a в активной форме, а нерастворимых примесей не более 27.

Условия сушки, оксихлорида алюминия играют решающую роль для удовлетворения этим параметрам, С одной стороны, возможно разложение продукта с выделением хлористого водорода и превышением нерастворимых примесей 2, а с другой стороны, количество присоединенных молекул воды может быть более 3 (недосушка), что также влияет на содержание основного вещества — Al(0H) CI2.

Для удовлетворения ТУ на данный продукт необходимы следующие оптимальные условия термообработки; — достаточная однородность размеров диспергированных капель раствора; — узкий интервал температур термообработки для сухого и недосушенного продукта: — кратковременность термообработки при досушке, т.е. лимитированное время пребывания.

Целью изобретения яаляется повышение качества продукта путем оптимизации условий термообработки, Поставленная цель достигается тем, что в способе получения порошкообразного материала путем распылительной сушки водных растворов при прямоточном пневматическом распылении а сушильном агенте с последующей досушкой в фонтанирующем слое, согласно изобретению, скорость истечения распылиазющего газа в устье факела распила водных растворов хлористого алюминия или оксихлорида алюминия создает 60-100 м/с, а досушку порошка в фонтанирующем слое осуществляют с подачей дополнительного сушильного агента, имеющего температуру 90-110 С и временем пребывания порошка в этом слое 30 — 60 с.

Предложение отвечает критерию "существенные отличия", т.к, заявленные интервалы параметров ни в технической, ни в патентной литературе не описаны, Достижение поставленной цели, обеспечивающей повышение качества порошкообразного низкоосновного оксихлорида алюминия обеспечивается а укаэанном интервале, что подтверждается материалами, представленными в заявке.

Предлагаемый способ получения низкоосновного оксихлорида алюминия может быть осуществлен в рзспылительной сушилке, показанной на фиг. 1. Сушилка содержит цилиндрический корпус 1, пневматическую форсунку 2 с распыливающим воэдуховодом 3 и патрубка 4 для подачи высокотемпературного газообразного теплоносителя. Сушилка имеет зону 5 распылительной сушки и зону 6 фонтанирующего слоя для досушки с таэоходом 7 подачи дополнительного сушильного агента и выхлопным газоходом 8.

Сушилка работает следующим образом.

Газообразный высокотемпературный теплоноситель подается по патрубку 4 а верхнюю часть сушилки, в зону 5 распылительной сушки, а которую также подается раствор через форсунку 2 хлористого алюминия или оксихлорида алюминия. В этой зоне 4 успевают высохнуть капли малых и средних размеров. Крупные капли в виде недосушенных частиц попадают в зону 5 фонтанирующего слоя для досушки, в котору1о подается дополнительный сушильный агент для создания фонтанирующего слоя.

Высушенные частицы в виде газовзаеси выводятся через выхлопной гаэоход 3, При термической обработке водных растворов, содержащих хлористый алюминий при оксихлорид алюминия, помимо удаления влаги, происходит следующая химическая реакция

AICla+ 4Н20 AI(OH)CI2 ЗН20+ HCI (1) А!(ОН)О2+ Н20 — At(OH)2CI + НС! (2) Результаты экспериментов по получению ниэкоосновного оксихлорида алюминия представлены в таблице 1, а также в аиде графической иллюстрации, где на фиг, 2 изображена зависимость содержания нераст35 воримых примесей и основного вещества в зависимости от скорости истечения распыливающего газа. на фиг. 3 — зависимость тех же параметров от температуры дополнительного сушильного агента. на фиг. 4- зависимость тех же параметров от времени пребывания

40 порошка в фонтанирующем слое.

Общими для всех экспериментов явля45 ются следующие параметры:

О1- 45 нм /ч

t1-300 С

Ораств. 3 л/ч

1.1возд. 3 НМ /Ч з

50 t ». - 100ОС, где О1 — расход высокотемпературного газообразного теплоносителя, нм /час.

ti — температура теплоносителя, С

G раста. расход раствора, л /ч

55 Q)Q3g. — расход распыливающего воздуха, гм /ч т⻠— температура газов в выхлопном газоходе, ОС.

Существенное влияние на условия термообработки водных растворов, содержа1778070

Результаты экспериментов щих хлористый алюминий или оксихлорид алюминия, имеет качество распыления с точкй зрения однородности размеров капель. Мелкие капли раствора успевают высохнуть в зоне распылительной сушки гораздо быстрее, чем крупные, и дальнейшее пребывание их в высокотемпературной зоне приводит только к разложению продукта и образованию нерастворимых примесей в виде неактивной формы Alga. Крупные капли, напротив, остаются недосушенными.

Поэтому для достижения достаточной однородности размеров капель необходима определенная энергия для распыливания раствора, результатом которой является скорость рзспыливающего воздуха на срезе форсунки Офорт, т,е. скорость истечения. Последняя согласно таблице и фиг. 2, должна быть не менее 60 м/с. Более 100 м/с этз скорость заметного влияния на качество продукта не оказывает, в то время как необходимое давление распыливающего воздуха сильно возрастает. При меньшей скорости снижается количество основного продукта.

Экспериментально было получено, что интервал температур теплоносителя для досушки оксихлоридэ алюминия должен быть в пределах 90-100 С (см. таблицу 1 и фиг.3).

Нижний предел объясняется тем, что при температуре ниже 90 С молекула оксихлорида алюминия содержит более 3-х молекул воды, что влияет на процентное содержание основного вещества. которое, согласно техническим условиям, должно быть не ниже

25ф>. Превышение температуры более

110 С приводит к разложению продукта и повышенному содержанию в нем нерастворимых примесей.

Важным фактором для досушки оксихлорида алюминия является время пребывания в зоне фонтанирующего слоя, которое, как установлено, при температуре теплоносителя 90-110 С должно составлять 3О60сек. (см. таблицу 1 и фиг. 4). При меньшем времени пребывания снижается количество основного вещества, а при большем увеличивается количество примесей.

5 Изменение времени пребывания подсушенного продукта в зоне фонтанирующего слоя можно осуществлять либо изменением расхода дополнительного сушильного агента 02, либо изменением гео10 метрической формы нижней конической части распылительной сушилки. В частности, для показанной сушилки скорость дополнительного агента 01 и 0з составляет соответственно 4-6 м/си1,,3-3,1 м/с.

15 Фиг, 4 показывает, что за пределами времени пребывания 30-60 сек качество продукта не удовлетворяет техническим óñловиям.

Таким образом, в заявленном интерва20 лескорости распыливающего газа, темпера-, туре дополнительного сушильного агента и времени пребывания порошка в фонтанирующем слое обеспечивается высокое качество порошка низкоосновного оксихлорида

25 алюминия с минимальным содержанием нерастворимых примесей.

Формула изобретения

Способ получения порошкообразного

30 материала, преимущественно низкоосновного оксихлорида алюминия, включающий прямоточное пневматическое распыление агентом растворов, содержащих хлористые соединения алюминия, обработку сушиль35 ным агентом с последующей досушкой полученного продукта в фонтанирующем слое, отличающийся тем, что, с целью повышения качества материала, распыливающий агент подают в устье факела распыле40 ния со скоростью 60 — 100 м/с, досушку в фонтанирующем слое осуществляют с подачей дополнительного сушильного агента с температурой 90-110 С и проводят в течение 30-60 с.

1778070

Продолжение таблицы

1778070

lg

Ф . 1

Ъ (Ь ю

2

3 9åðc

„„c

)30 ЯО

ЗО

90 С, 0

Редактор С. Кулакова

Заказ 4159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж 35, Раушская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

3

ЗФ и,/С.

30 )

Составитель А. Железнов

Техред M.MîðãåíòÇë Корректор Н, Ревская

О. o