年产10万吨硫酸铝车间工艺设计.pdf

本文由z b 628AA贡献 d o c 文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。海 南 大 学 毕 业 论 文（设计）题 学 专 姓 学 目：年产 10 万吨硫酸铝车间工艺设计 院：材料与化工学院 业：04 化学工程与工艺 名：XXXX 号：XXXXX 指导教师：指导教师：XXXX 完成日期：完成日期：XXXX 目 录 中文摘要5 英文摘要7 前言9 1 总论10 1.1 设计的目的和意义10 1.2 设计依据11 1.3 设计指导思想12 1.4 设计的主要内容12 1.5 设计原则12 1.6 设计重点13 2.硫酸铝概论13 2.1 我国硫酸铝的工业生产现状13 2.2 发展前景14 2.3 存在问题14 2.4 发展建议15 3.生产技术和工艺16 3.1 原料16 3.2 生产工艺16 3.3 工艺选择23 4 工艺计算23 4.1 生产流程23 4.2 物料衡算25 4.3 能量衡算29 5.设备选型32 5.1 反应釜32 5.2 颚式破碎机38 5.3 雷蒙磨39 5.4 板式过滤机41 5.5 浓缩结晶锅42 5.6 主要设备列表43 6.三废处理及副产品的综合利用45 7.厂房安排45 7.1 厂房层数45 7.2 厂房布置46 8.技术经济分析48 8.1 劳动定员48 8.2 固定资产的投资49 8.3 原料动力费50 8.4 固定资产折旧费和年维修费51 8.5 人工费51 8.6 化验分析费用51 8.7 三废治理费用51 9.设计评析52 致谢55 参考文献56 附工程图纸 1、p a g e 1带控点的工艺流程图 2、厂房平面布局图 3、厂房立面布局图 4、反应釜装配图 5、结晶机装配图 摘要 我国硫酸铝的生产现状，年产量万吨以上的企业已达 29 个，3000t 至 10000t 的企业达 85 个。全国硫酸铝生产能力已达 115 万 t，产量突破 95 万 t，仅次于美 国和日本，而居世界第三位1；硫酸铝生产中存在的问题是，设计不合理，设备 不配套，产量质量都无法达到初衷要求以及部分生产厂家规模较小，经济效益差 导致产品积压严重、投资无法收回，使部分企业背上沉重的经济包袱；生产工艺 主要有铝灰、铝渣法、活性氢氧化铝法、铝矾土常压法、煤矸石加压法等，对各 个工艺的优缺点进行对比，发现以高岭土为原料生产硫酸铝，具有原料成本低，产量高，产品质量好，过程易控制等优点，制备过程中产生的废渣可作为高活性 的高硅材料，也可作为优良的涂料及板材制品填料，从而实现了综合利用和无废 渣排放，具有积极的环保意义；采用高岭土为原料生产硫酸铝，符合设计的目的 和指导思想。高岭土生产硫酸铝，使高岭土经过预处理过程，排除高岭土中的粗石英砂、杂质，用于生产水泥玻璃，得到高岭土精矿，经过煅烧活化，粉碎，过筛送致生 产车间，与 55%的硫酸容易混合送至反应釜，经过反应的酸浸，沉降，分离和中 和处理，得到合格的硫酸铝容易，送至浓缩结晶槽中，进行浓缩结晶，并通过成 品粉碎机将硫酸铝晶体粉碎，包装。硫酸铝的日生产量为 333.33 吨，采用 3 班 间歇式生产，要求硫酸铝在产品中含量约为 54.31%。每小时要求投入高岭土量 为 19.1 吨，硫酸投入量为 19.9 吨，Al 2O3 溶出率 89.4%使 19.9 吨的，98%硫酸稀 释成 55%硫酸的用水量 15 吨。加入 110.5 吨的水量，硫酸铝与加入水要求配比 达到硫酸铝浓度 54.31%，求得需要蒸发掉 91.464 吨的水。通过数据查询得知在 115 蒸 汽 的 焓 H=2702.5k J/k g ，从 蒸 发 水 量 求 得 蒸 发 水 吸 收 热 为 247181.46103k J，硫酸铝溶液的吸收热为 4425.5103k J。设置热量损失为吸热总 量的 3%，求出损失热量为 7548.2103k J。在 25时，料液带入的热量可求算得 12909.9103k J，加热蒸汽释放热量为 84524.87103k J。操作设备选取为颚式破碎 机，雷蒙磨，反应釜，沉降槽，中和槽，浓缩结晶锅，成品粉碎机。其中，反应 釜的体积为 22 m 3，高为 3.64m。根据工艺流程的要求、投资、用地的条件等各 种因素，进行综合的比较，对硫酸铝生产的厂房进行了布置。原料成本费为 2216.2815 万元/年，用电消耗 470 万元/年，燃料动力费为 628.4071 万元/年，固 定资产的折旧费 71 万元/年，维修费 35.5 万元/年，人工费 28.8 万元/年，化验分 析费 2.88 万元/年，三废治理费 3.2 万元/年，硫酸铝市场价格 1000 元/吨，国家 税收 33%，核算出应纳税所得额：10000-4221.9978=5778.0022 万元，应纳所得 税额：5778.002233%1906.7407 万元 关键词：关键词：硫酸铝；现状；生产工艺；高岭土 Ab s t r a c t：Th e p l a n t s h a v i n g 10,000 t o n s o f a n n u a l o u t p u t o f a l u m i n u m s u l f a t e i n Ch i n a h a v b e i n g u p t o 29,a n d t h e p l a n t s h a v i n g 3000 t t o 10000 t,b e i n g up t o 85.Th e a l u m i n u m s u l f a t e p r o d u c t i o n c a p a c i t y h a s r e a c h e d 1.15 m i l l i o n t,y i e l d b r e a k t h r o u g h s 950,000 t,a f t e r t h e Un i t e d St a t e s a n d Ja p a n,t h e th i r d i n t h e w o r l d l i v e;Al u m i n u m s u l f a t e p r o d u c t i o n i n t h e p r o b l e m i s t h a t t h e u n r e a s o n a b l e d e s i g n,e q u i p m e n t i s n o t s u p p o r t i n g,y i e l d a n d q u a l i t y a re u n a b l e t o m e e t i t s m i n d a n d r e q u e s t e d s o m e s m a l l e r m a n u f a c t u r e r s,l e a d i ng t o p o o r e c o n o m i c r e t u r n s s e r i o u s b a c k l o g o f p r o d u c t s,i n v e s t m e n t i s n o t p o s s i b l e,s o t h a t s o m e e n t e r p r i s e s b a c k h e a v y Th e e c o n o m i c b u r d e n o f p r o d uc t i o n o f a m a j o r Al Gr e y,Al Ja r d i n e,o f a l u m i n u m h y d r o x i d e,b a u x i t e a t m o sp h e r i c p r e s s u r e,s u c h a s c o a l g a n g u e c o m p r e s s i o n m e t h o d,a l l o f t h e a d v a n ta g e s a n d d i s a d v a n t a g e s c o m p a r e d t o t h a t o f r a w m a t e r i a l s f o r t h e p r o d u c t i on o f k a o l i n Al u m i n u m s u l f a t e,a l o w-c o s t r a w m a t e r i a l s,h i g h y i e l d,g o o d qu a l i t y p r o d u c t s,p r o c e s s-c o n t r o l a d v a n t a g e s,i n t h e c o u r s e o f p r e p a r a t i o n o f t h e h i g h-a c t i v i t y w a s t e r e s i d u e c a n b e u s e d a s t h e h i g h-s i l i c o n m a t e r i al,b u t a l s o a s a f i n e o f p a i n t a n d s h e e t m e t a l p r o d u c t s f i l l,s o a s t o a c hp a g e 2i e v e a c o m p r e h e n s i v e Us e a n d n o w a s t e r e s i d u e e m i s s i o n s,h a v e a p o s i t i v e en v i r o n m e n t a l s i g n i f i c a n c e o f r a w m a t e r i a l s u s e d f o r t h e p r o d u c t i o n o f k a o li n a l u m i n u m s u l f a t e,w i t h t h e d e s i g n o f p u r p o s e a n d g u i d i n g i d e o l o g y.Ka o li n p r o d u c t i o n o f a l u m i n u m s u l f a t e,k a o l i n Af t e r p r e t r e a t m e n t p r o c e s s,r u l e o u t t h e p o s s i b i l i t y o f k a o l i n i n t h e r o u g h q u a r t z s a n d,i m p u r i t i e s,t h e gl a s s u s e d i n t h e p r o d u c t i o n o f c e m e n t,b y Ka o l i n c o n c e n t r a t e,a f t e r c a l c i na t i o n a c t i v a t e d,c r u s h i n g,s c r e e n i n g s e n t t o t h e p r o d u c t i o n w o r k s h o p,w i t h 55 p e r c e n t o f t h e s u l f u r i c a c i d Mi x e d e a s i l y s e n t t o t h e r e a c t o r,t h e r e ac t i o n o f a c i d l e a c h i n g,s e t t l e m e n t,a n d i n t h e s e p a r a t i o n a n d p r o c e s s i n g of a l u m i n u m s u l f a t e b e q u a l i f i e d e a s i l y,a n d s e n t t o c o n c e n t r a t i o n c r y s t a l li z a t i o n t a n k,c o n c e n t r a t e d f r u i t a n d r e f i n e d t h r o u g h t h e g r i n d e r w i l l c r u sh a l u m i n u m s u l f a t e c r y s t a l s,Pa c k a g i n g.Th e a l u m i n u m s u l f a t e,f o r t h e p r o du c t i o n o f 333.33 t o n s,a 3 c l a s s e s b a t c h p r o d u c t i o n f o r a l u m i n u m s u l f a t e in t h e p r o d u c t c o n t e n t i s a b o u t 54.31 p e r c e n t.Re q u e s t i n p u t p e r h o u r f o r 19.1 t o n s o f k a o l i n,t h e a m o u n t o f s u l f u r i c a c i d i n t o 19.9 t o n s,Al 2O3d i s s o lu t i o n r a t e o f 89.4 p e r c e n t t o 19.9 t o n s,98%d i l u t e d s u l f u r i c a c i d i n t o 55 p e r c e n t o f w a t e r c o n s u m p t i o n 15 t o n s o f s u l p h u r i c a c i d.Jo i n 110.5 t o n s of w a t e r,a l u m i n u m s u l f a t e a n d w a t e r r e q u i r e m e n t s b y a d d i n g a l u m i n u m s u l f a te c o n c e n t r a t i o n r a t i o r e a c h e d 54.31 p e r c e n t,t h e e v a p o r a t i o n n e e d t o s e e k o u t 91.464 t o n s o f w a t e r.Th r o u g h t h e d a t a f o r t h a t 115 s t e a m i n t h e e nt h a l p y H=2702.5k J/k g,o b t a i n e d f r o m t h e e v a p o r a t i o n o f w a t e r e v a p o r a t i o n o f w a t e r t o a b s o r b h e a t 247181.46 103k J,a l u m i n u m s u l f a t e s o l u t i o n f o r t h e a b s o r p t i o n o f 4425.5 103k J.Se t h e a t l o s s f o r t h e h e a t 3 p e r c e n t of t h e t o t a l,c a l c u l a t e d h e a t l o s s t o 7548.2 103k J.At 25,f e e d i n t o t h e h e a t Re c t i f i a b l e b e r e g a r d e d 12909.9 103k J,h e a t i n g s t e a m f o r t h e re l e a s e o f h e a t 84524.87 103k J.Op e r a t i o n o f e q u i p m e n t s e l e c t e d a s t h e ja w c r u s h e r,Ra y m o n d Mi l l,t h e r e a c t o r,t h e s e t t l e m e n t t r o u g h,a n d i n t h e sl o t,c o n c e n t r a t e d c r y s t a l l i z a t i o n o f t h e p o t,f i n i s h e d g r i n d e r.Th e r e a c t or o f t h e v o l u m e o f 22 m 3,f o r t h e h i g h-3.64 m.Ac c o r d i n g t o p r o c e s s t h e r eq u e s t,i n v e s t m e n t,l a n d c o n d i t i o n s,a n d o t h e r f a c t o r s,a c o m p r e h e n s i v e c o mp a r i s o n o f t h e a l u m i n u m s u l f a t e p r o d u c t i o n p l a n t f o r t h e l a y o u t.Co s t s o f r a w m a t e r i a l s f o r 2.2162815 m i l l i o n /y e a r,e l e c t r i c i t y c o n s u m p t i o n o f 4.7 m i l l i o n y u a n /y e a r,f u e l c o s t s f o r p o w e r 0.6284071 m i l l i o n /y e a r,f i x e d-a s s e t d e p r e c i a t i o n c o s t s 710,000 y u a n /y e a r,m a i n t e n a n c e c o s t s 355,000 yu a n /y e a r,La b o r c o s t s 288,000 y u a n /y e a r,t h e l a b o r a t o r y a n a l y s i s o f c os t s 28,800 y u a n /y e a r,w a s t e m a n a g e m e n t c o s t s 32,000 y u a n /y e a r,t h e a l um i n u m s u l f a t e m a r k e t p r i c e o f 1,000 y u a n /t o n,33 p e r c e n t o f s t a t e t a x r ev e n u e,a c c o u n t i n g t o t a x a b l e i n c o m e :10000-4221.9978=5.7780022 m i l l i o n,t h e a m o u n t o f i n c o m e t a x i n r e d e e m i n g:5778.0022 33%=1.9067407 m i l l i on Ke y w o r d s：a l u m i n u m s u l f a t e；t h e p r e s e n t s i t u a t i o n；Pr o d u c t i o n Pr o c e s s；k a o l i n 前言 硫酸铝化学名（Al u m i n i u m s u l f a t e）Al 2(SO4)3，无色单斜结晶，在空气中长 期存放易吸潮结块。易溶于水，水溶液显酸性，难溶于醇，是无机盐基本品种之 一，应用十分广泛。加热至 770 度是开始分解为氧化铝、三氧化铝、二氧化铝、二氧化硫和水蒸气。水解后生成氢氧化铝。工业品为白色或灰白色粉立状晶体。主要用于净水与造纸2。在造纸工业中可作纸的填料和处理造纸工业废水。在净 水方面，作为城市用水和废水处理的絮凝剂，可以除去水中的磷酸盐、锌、铬等 杂质，以及除菌、控制水的颜色和气味。硫酸铝还可以用来生产其他铝盐、硫酸 铝衍生物，无机高分子絮凝剂及铵明矾、钾明矾等。硫酸铝的第一大用途是在造纸中，大约占硫酸铝总产量p a g e 3的 50。它在这里 有四种用途：即施胶、调 p H 值、澄清加工过程中用水及做媒染剂。由于硫酸铝 施胶为酸性施胶3，纸张长期贮存易变黄、变脆，故只能用于低档纸。目前国外 造纸技术由酸性施胶向中性施胶及碱性施胶转变，而不用或少用硫酸铝，中性及 碱性施胶剂已开始大量进入市场；国内已有少数城市能生产中性及碱性施胶剂。因此，尽管国内造纸产量有待增加，但未来造纸用硫酸铝消耗量增加不会太大。表 1 我国造纸施胶剂的生产经历的几个阶段 时间 1979 年之前 1975 年 1990 年 1992 年 1995 年 1997 年 浆内施胶剂的种类 松香皂化胶 强化桦香皂 阴离子乳液松香施胶剂 ADK 中性施胶剂 中性松香施胶剂 阳离子乳液松香施胶剂 硫酸铝的第二大用途是在饮用水、工业用水和工业废水处理中做絮凝剂，大 约占硫酸铝总产量 40。当向这类水中加入硫酸铝后，可以生成胶状的、能吸 附和沉淀出细菌、胶体和其他悬浮物的氢氧化铝絮片，用在饮用水处理中可控制 水的颜色和味道。但近年来，随着聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合 硅酸硫酸铝、有机高分子絮凝剂等的不断出现，占领了净水剂不少市场。尤其是 近年来关于饮用水中存在铝离子会损害健康的观点流行，如人为硫酸铝残留在水 中的高浓度残余可溶性铝是骨质疏松和早老性痴呆的诱发剂，所以使其在饮用水 中用量受到了限制。硫酸铝在工业和市政废水处理中被用混凝剂，将其加入到水中，反应生成三 水合氧化铝胶状沉淀，吸收沉降细菌、胶体以及其他悬浮物质。随着水排放指标 的日益提高，硫酸铝在水处理中的用量加大。硫酸铝在饮用水中用来脱色、去味。在饮用水处理过程中。因为消毒副产品的增加，使得硫酸铝的加入量增大，导致 硫酸铝市场需求的上升。硫酸铝的其他用途包括染色的媒染剂、净化脂肪和油类、药物化妆品、灭火 剂、鞣革以及生产各种复式铝盐。在美国硫酸铝在绝热材料、绝缘材料方面正得 到越来越广泛的应用。本设计以高岭土为原料，拟设计一套年产 10 万吨硫酸铝的生产车间。1.总论 1.1 设计的目的和意义 通过具体的年产 10 万吨硫酸铝的车间工艺设计，我们可以很大程 度上将在大学中所学的基础化学以及化工专业基础课程应用到实践 中。这样不仅对我们的理论知识是一次深化，更能陪样我们理论联系 实际,将理论应用到实践中去的能力,更重要的是可以通过此工艺的 设计对现有硫酸铝生产工艺进行全面深入的调查研究，对比不同工 艺，取各工艺技术之优点融合为一合理先进的工艺设计。通过此设计 的完成得到了如何在建设年产 10 万吨硫酸铝生产车间的原料，设备，厂房等各方面建设筹备参数。此设计中也提出了自己的想法和新的工 艺，并做了论证。通过完成本设计，基本掌握过年产 10 万吨硫酸铝 车间的工艺流程设计、基本工艺计算、主要设备选型、工艺技术指标 确定等设计理论和设计技能；对通用工程设计有一个系统的了解和整 体的把握，达到大学工科本科生应具备的专业设计能力。1.2 设计依据 根据年产 10 万吨硫酸铝工艺车间设计任务书的要求，本设计将遵循以下要 求进行设计。1.2.1 该项目建设地址位于某市西郊，占地约 50 亩以上，地段属南北向；1.2.2 生产能力：年产 10 万吨硫酸铝 原 料：高岭土（含硫酸铝 39.50%）、98%硫酸 成品质量标准：GB2942-92 标准 年生产日：300 天（全天候）日产硫酸铝 每小时生产 1.2.3 各物质的分子量 硫酸 水 98 18 102 342 100000/300=333.33 吨 333.33/8=41.666 吨/小时 三氧化二铝 硫酸铝 1.2.4 原料投入 高岭土 19.1 吨 硫酸 19.9 吨 1.3 设计指导思想 以设计任务书为基础，适应我国硫酸铝生产工业发展的需要，在硫酸铝工艺设计中巩固 和应用所学的基础理论和专业知识，通过收集资料加以整体设计。加强理论联系实际，扩大 知识面；培养独立思考、独立工作的能力。整个设计应贯彻节省基建投资，充分重视技术进 步，降低工程造价，节约能源和降低原料消耗等角度出发，同时积极治理三废和综合利用副 产物，充分重视环保以利于生活，生产和提高经济效益为原则进行设计，尽量采用定型原料，节约占地面积，生产高质量的硫酸铝。p a g e 4 1.4 设计的主要内容 （1）、硫酸铝生产工艺流程设计与论证（2）、工艺技术指标设计与论证（3）、物料衡算、热量衡算（4）、主要生产设备设计选型（5）、设计绘图 硫酸铝生产工艺流程图（简图）；生产设备连接及控制系统图；主要设备结构图；硫酸铝车间平面布置图、立面布置图*；车间总平面布置图；（6）经济效益指标分析、1.5 1.5 设计原则 根据原料的特性，参考工业生产中成功的经验和科研最新成果，对所收集的 文献、资料进行分析比较，设计适宜的工艺流程和操作条件，选择合适的生产设 备，并进行科学、合理的配置；设计适用的厂房结构，确保生产的正常进行；配 备必要的劳动定员，满足正常生产需要。应本着“工艺先进、技术可靠、系统科 学、经济合理、安全环保”的原则，取得良好的社会效益和经济效益。1.6 1.6 设计重点 设计重点：年产 10 万吨硫酸铝车间生产工艺流程、主要生产设备设计和工 艺技术指标设计。2.硫酸铝产业概论 硫酸铝产业概论 硫酸铝产业 表 2 工业硫酸铝分为固体和液体两类，其中固体有分为三种类型。项 目 型固体 一等品 15.80 0.30 0.10 3.0 合格品 15.60 0.50 0.20 3.0 型固体 一等品 15.80 0.005 0.20 3.0 合格品 15.80 0.010 0.20 3.0 型 固体 液 体 （Al 2O3）%（Fe）%水不溶物含量%Ph 值（1%水溶液）17.00 0.010 0.10 3.0 6.0 0.20 3.0 2.1 我国硫酸铝的工业生产现状 世界上自美国 1884 年首先发明硫酸铝以来，至今已有一百多年的历史，在 我国 1949 年前东北辽宁省已有生产，1957 年全国产量已达 1.7 万 t。通过几十年 建设，特别是“七五”期间硫酸铝工业迅速发展，一方面是大型骨干企业通过技 改，生产水平及规模有了很大提高；另一方面是许多乡镇企业异军突起，上马迅 速，遍地开花。至“八五”末，全国硫酸铝生产厂家达 190 多家，从业人数达 5 000 多人。在生产规模上，年产量万吨以上的企业已达 29 个，3000t 至 10000t 的企业达 85 个。全国硫酸铝生产能力已达 115 万 t，产量突破 95 万 t，仅次于美 国和日本，而居世界第三位4。2.2 发展前景5 目前硫酸铝产品的品种结构尚不能满足国内外市场的需求，特别是高氧化铝 产品和高效聚合产品。例如，硫酸铝已大于市场需求，而其他附加值较高、市场 增长较快的聚合硫酸铝、聚合硅酸硫酸铝、无铁硫酸铝等产品的产量还有待于提，其化学式 高，有些尚在实验阶段。尤其值得注意的是聚合硅酸硫酸铝（PASS）为：Al A(OH)B(SO4)C(Si OX)D(H2O)E,它是硫酸铝的更新换代产品。在造纸工业中，由于它酸性小，不腐蚀设备，即可以用于中性或碱性施胶，还可以增加阳离子淀 粉或碳酸钙的滞留能力，同时提供大量的填充形 Al 2O3 和 Si O2，提高纸浆白度和 施胶度。在净水工业中，特别适合高浊水和低温，低浊水的处理和脱色，而且被 处理水中残留铝量低。此产品美、日在九十年代初开始大批量进入市场，我国 1994 年开始研制，拥有着广阔的发展前景5。此外，在硫酸铝的应用发面国外已 广泛将其应用于绝热材料及绝缘材料当中，国内尚需对其应用进行开发和研究。2.3 存在问题1 存在问题 虽然我国硫酸铝工业已有很大发展，但也存在许多问题。目前产品供大于求，市场状况不佳，效益下降，整个行业处于比较艰难的时期。无论是生产技术、装 备水平，还是生产规模、产品质量、品种及应用等方面，与国外先进的发达国家 相比，还有较大差距。当前对硫酸铝行业存在的问题进行认真探索，取得全行业 共识，采取相应对策，保证我国硫酸铝工业持续、快速、健康的发展很有意义。我们认为，目前行业主要存在以下几个问题。2.3.1 一些企业盲目上马，低水平发展现象严重 一些企业盲目上马，硫酸铝是一个资源性能耗高的产品，就其生产工艺而言，生产水平p a g e 5比较简单，如有资源较易投产。但由于设备腐蚀严重，浓缩设备尚需铜、钛、铅等较昂贵的 有色金属，上马一次性投入较大。有些企业因仓促上马，规划欠周到，设计不合 理，设备不配套，产量、质量都无法达到初衷要求。某些老企业，设备早已陈旧，但由于缺乏资金，无力改造，单耗上升，成本提高。这些年来，生产的发展主要 不是依靠技术进步，而是依靠于老工艺老设备的简单重复，照抄照搬，不时还打 折扣。这种低水平发展不仅造成了大量资源、人力、物力及财力的浪费,而且使 企业及行业处于低水平、低效益状态下运行，缺乏竞争力，缺乏发展后劲。2.3.2 产品单一，质量不高，新产品开发能力弱，品种结构不合理 产品单一，质量不高，新产品开发能力弱，品种结构不合理 硫酸铝行业，只有少数企业能生产一部分系列产品及专用产品，大多数企业 都生产单一产品硫酸铝，而且国内大部分产品有效成分氧化铝含量偏低，能生产 出优等品的厂家很少，且受资源影响,产品有害杂质、铁含量偏高,有的企业受 产品结晶设备的影响，破碎后产品粒度不均匀，细粉较多，贮存中易吸潮结块。再说产品品种结构仍不能满足国内外市场的需求，特别是高氧化铝产品和高效聚 合产品。2.3.3 生产规模小，经济效益差 生产规模小，在我国 190 多家硫酸铝生产企业中，我们一方面应该看到许多厂家生产原料 自给能力强，管理经验较丰富，多年经营，市场情况稳定，经济效益较好。但也 有些厂家，由于前段市场情况不好，又盲目生产、销售，造成很多三角债，有的 厂由于决策失误，盲目兼并、投产、上项目，资金投入较大，未能达到预期目标，投资不能收回，背上沉重经济包袱。尤其是生产规模小的企业，生产水平低，土 法上马，设备简陋，操作环境恶劣，产品成本高，管理经验差，市场占有面窄，质量差，其市场竞争力相当脆弱。近一、二年硫酸铝价格回落，产品积压严重,规模大的企业尚能支撑，小企业也就岌岌可危。现年产 3000t 的厂基本处于淘汰，年产 5000 t 的厂也接近淘汰边缘。2.3.4 产量快速增长，应用开发滞后，竞相压价，损害企业及行业利益 产量快速增长，应用开发滞后，竞相压价，近年来，硫酸铝市场疲软，其中一个重要原因是产量增速过快，应用开发滞 后，许多企业在长期计划经济体制下形成的重生产轻应用的旧观念并不因体制的 转变而及时得到更新，它们既不去了解市场而盲目建厂投产，又不主动开发新用 途去拓展市场，势必造成产品供大于求的局面。针对这种情况，有些企业采取消 极的态度，推销产品。更有甚者，为了争夺市场，不惜亏本经营，造成企业严重 亏损。竞相压价的结果并没有使企业摆脱困境，反而陷入更深的泥淖而不能自拔,同时又殃及其它企业，最终危及行业发展。2.4 发展建议 我国不仅拥有丰富的高岭土资源,又拥有广阔的国内外市场,这为我国硫酸 铝工业的发展创造了极其有利的条件,但对今后硫酸铝工业的发展应注意以下 几个问题：（1）、硫酸铝是一个资源性能耗高、低附加值的产品,小厂不宜再盲目上马;现有企业的发展应着重于在革新、挖潜上做文章,不能盲目扩产。（2）为节省能源,如果产品用户离生产厂较近,建议多出液体产品,以降低、成本和方便用户。初步估算,生产液铝比固铝成本至少降低 20%。（3）、加快企业改造,实行国内开发和引进国外先进技术相结合的政策,创 造条件尽快用新技术、新工艺、新设备、新材料,提高行业机械化、自动化、现 代化的水平。（4）要开展对新用途的研究,扩大其应用范围;开发新品种,满足社会需要,、增加产品附加值及市场竞争能力。（5）、接受国内“VC”大战的教训,不能盲目降价,努力保护行业利益。3.生产工艺调查与拟设计工艺的选择 生产工艺调查与拟设计工艺的 生产 3.1 原料 生产硫酸铝的含铝原料种类繁多，大概有如下几种：铝矾土、明矾石、氢氧 化铝、铝灰、煤矸石等6。我国主要是采用铝矾土为含铝原料，有部分厂家采用 煤矸石和铝灰为原料。氢氧化铝是最理想的用于生产硫酸铝的含铝原料。但只有 生产特种硫酸铝才会利用它。在我国 1949 年前辽宁省已有生产，在国外早在 19 世纪就已经出现了生产硫 酸铝的工厂。近年来，随着改革开放的深入发展和市场竞争的优胜劣汰，全国硫 酸铝产业出现了发展迅速、生产力水平提高、技改成果显著等可喜局面，但同时 在生产和技术上也存在这许多问题，国外的硫酸铝工业经过一百多年的锤炼已经 具备了一整套成熟的技术和生产工艺。3.2 生产工艺 3.2.1 铝矾土硫酸p a g e 6 3.2.1.1 常压反应法 此法是我国硫酸铝生产最早的方法。整个工艺过程分为七个工序：即铝矾土 粉碎、焙烧、常压反应、沉淀、蒸发、冷却结晶、成品粉碎、包装。常压反应在钢板制内搪铅（或衬瓷板）的敞口反应锅中进行。主要控制技术 指标有：硫酸浓度 5560%，每锅次反应时间 68 小时，反应锅夹层保温蒸汽 压 23k g/c m 2（表压），反应完成液盐基度 68 克/立升。3.2.1.2 加压反应法7 七十年代初，山东淄博制酸厂首次将此法应用于生产，目前，我国绝大多数 硫酸铝生产厂都相继采用此法。此法的特点是：砍掉了焙烧工序，由“生粉加压 反应”取代了原“煅粉常压反应”。简化了反应操作，改善了操作环境。生粉加压反应操作如下：先在反应锅中加入配酸用的二遍洗液（或清水），开动浆式搅拌器，加入计量好的生粉，然后加入浓硫酸，在常压下反应由缓慢趋 向激烈，待锅内温度回落 23时，密闭反应锅（俗称封压），使反应在逐步加 压下进行，反应 5 小时左右，排除锅内压力，用二遍洗液（或清水）冲稀锅内反 应物，然后将其放入沉淀槽。加压反应主要控制技术指标有：浓硫酸度 5560%，总反应时间 56 小时，反应锅内最大压力不大于 3.2k g/c m 2，反应完成液盐基度 23 克/立升。流程如下图：由于我国大部分企业生产硫酸铝都采用铝矾土，导致我国目前铝矾土原料减 少，原料质量普遍下降。硫酸铝的消耗定额也受到一定影响。3.2.2 氢氧化铝硫酸常压反应法生产硫酸铝8 该法生产全过程分常压反应、冷却结晶、粉碎包装三个工序。主要控制技术 指标：配酸浓度 56%左右，反应时间 3.54 小时，反应器保温蒸汽压 2.53k g/c m 2（表压），用氢氧化铝为原料生产的产品含铁量（以 Fe 2O3 计）小于 0.02%，外 观色泽较好。流程如下图：由于该法生产工艺简单，操作工艺指标无法严格规定，所以产品质量不稳定。另外，所用原料氢氧化铝价格较高，仅氢氧化铝一