AISP—E型鋁離子濃度穩(wěn)定裝置

aisp—e型鋁離子濃度穩(wěn)定裝置  

aisp—e型鋁離子濃度穩(wěn)定裝置 是鋁材生產(chǎn)中硫酸陽極氧化對氧化液進行全自動處理的設備．(aisp—e型是aluminium ion stabilization plant e型設計的縮寫)在國外稱為硫酸回收精制裝置或鋁離子滲析器。本產(chǎn)品是消化吸收國外現(xiàn)代結合我國具體情況，經(jīng)過第五次改進采用原裝進口的關鍵材料及器件制成。產(chǎn)品完全達到國際先進水平，價格僅為進口產(chǎn)品的50％以下。本設備是鋁材生產(chǎn)中降低產(chǎn)品成本，提高鋁材質(zhì)量，減小環(huán)境污染的必備設備。本產(chǎn)品采用plc(可編程控制器)結合人機介面進行程序控制，使操作更直觀，工作更可靠。
氧化工藝參數(shù)對氧化膜質(zhì)量的影響
1、硫酸濃度  改變硫酸濃度對氧化膜的阻擋層厚度、電解液的導電性和對氧化膜
的溶解作用、氧化膜的耐蝕性和耐磨性以及后道處理的封孔質(zhì)量都將產(chǎn)生一定的影響。            
2、槽液溫度 在陽極氧化的過程中，部份的電能會轉(zhuǎn)化為熱能。隨著槽液溫度的升高，膜質(zhì)量與金屬損失比明顯減小，而且膜的外層硬度較低，在大氣條件下這種膜會出現(xiàn)“粉化”現(xiàn)象。
3、氧化電壓 陽極氧化的氧化電壓決定氧化膜的孔徑大小，低壓生成的膜孔徑小、孔數(shù)多，而高壓使膜孔徑大，但數(shù)量少。在恒定電壓下，電流密度會隨著氧化時間的延長而下降，電流密度也隨槽液的溫度、濃度和鋁離子含量變化而變化。
4、 氧化電流密度  氧化電流密度與生產(chǎn)效率有直接的關系。當采用較高的氧化電流密度時，得到的預定厚度氧化膜所需時間可以縮短，生產(chǎn)效率高，但電源的容量要大，此外氧化電流密度過高，使膜厚波動大，還易引起工件“燒傷”。
5、槽液均勻性
6、氧化時間、陽極氧化的時間選擇，必須根據(jù)硫酸的濃度、槽液溫度、電流密度、氧化鋁工件對氧化膜厚和性能的要求來決定。

硫酸溶液中鋁離子的來源
在我國鋁材生產(chǎn)中絕大多數(shù)采用硫酸陽極氧化工藝(硫酸濃度150~180g／l，鋁離子12～18g/l)，在氧化生產(chǎn)中有約1/3形成氧化膜的鋁被硫酸溶液重新溶解使得槽液鋁含量不斷上升，陽極氧化30分鐘時每噸型材溶鋁量約為3．84kg(每480m²為一噸計算)。
硫酸溶液中鋁離子濃度的影響
1.在設定氧化電壓下，電流密度隨鋁離子含量的升高而減小（如下圖），氧化膜厚度不均，欲達同一氧化膜厚度須提高電壓，造成電能損耗上升，過高電壓還可能造成氧化膜擊穿，終使工件燒傷。對于電著色鋁材，鋁離子不穩(wěn)定造成色差甚至著色困難。
2.率離子濃度對氧化膜厚度、耐蝕性、耐磨性的影響
3、鋁離子濃度過高，在鋁材表面產(chǎn)生不溶性的鋁鹽沉積于鋁材、槽壁和熱交換器上，影響產(chǎn)品外觀，熱交換效率降低，甚至會堵塞熱交換器，液溫上升，增加冷凍能耗。
4、過去一般采用定期排放部分槽液的方法降低鋁離子，既影響生產(chǎn)又對生產(chǎn)操作和鋁材質(zhì)量造成困擾，對環(huán)境造成污染和破壞。
aisp-e鋁離子穩(wěn)定裝置的工作原理：利用酸泵將氧化槽液泵入分離罐內(nèi)，由于分離罐內(nèi)裝有進口特殊分離材料，快速高效地將硫酸與鋁離子分離，將鋁離子排出溶液之外，將硫酸送回氧化槽中繼續(xù)使用，從而使生產(chǎn)中不斷產(chǎn)生的鋁離子排出槽液之外，達到槽液中的鋁離子濃度穩(wěn)定在一定工藝范圍之內(nèi)目的，并能凈化槽液中有機物等雜物。長期運行無需更換槽液。其工作原理參見系統(tǒng)原理圖。運行時分為除鋁、回酸、預處理三個基本過程。
除鋁：定量的槽液由儲酸塔泵出，經(jīng)活性炭過濾塔過濾后再經(jīng)樹脂塔吸附游離硫酸，后由排廢口流入污水處理池。
回酸：與除鋁等量的水或純水由儲水塔泵出，經(jīng)樹脂帶出樹脂吸附的硫酸，后由回酸口流回氧化集液槽內(nèi)。
預處理：水或純水由儲水塔泵出，對活性炭過濾塔進行定時清洗后排廢口排出。
   正常使用進時，除鋁和回酸過程交替循環(huán)進行，每循環(huán)50次左右，對設備進行一次預處理，以清除活性炭吸附的雜質(zhì)，恢復活性炭的過濾功能。

使用鋁離子濃度穩(wěn)定裝置可獲得的效益：
1.使鋁材氧化膜厚度及品質(zhì)穩(wěn)定，也為穩(wěn)定型材著色工藝提供良好的基礎。
2.氧化電耗減小。
3.減小冷凍機能耗。
4.減小換熱器阻塞和提高換熱效果。
5.設備全自動運行，保持氧化槽液面平衡，幾乎無需人員操作。
6.在去除氧化槽液中的鋁離子時回收槽液中的硫酸可達93％，因此大量減少廢水設備的處理負荷。
　

效益分析：

1. 硫酸損耗計算：日產(chǎn)20噸，槽液量150m3，al3+(14~18)g/l，硫酸180g/l以氧化時間30分鐘時每噸型材溶鋁量約為3.84kg(每480m2為一噸計算)
日產(chǎn)鋁量: 20噸x 3.84kg/噸=76.8kg
從14g/l至18g/l的時間：4g/l x 150m3÷76.8kg/日=7.8天
排一次槽的酸損耗：4g/l x 150m3÷18g/l x 180g/l=6噸
年硫酸損耗：300天/年÷7.8天 x 6噸=230.8噸/年
使用鋁離子濃度穩(wěn)定裝置：排鋁100kg/24小時計算
每天開機：76.8kg/天÷(100kg/天÷24小時)=18.3小時
處理槽液量：1.5m3/小時 x 18.3小時/天=27.5m3/天
設備水量年損耗：18.3小時 x 1.5 m3/h x 300天＝8235m3
設備電量年損耗：18.3小時 x 2kw/h x 300天＝10980kw.h年硫酸損耗：27.5m3/天 x 180g/l x 7% x 300天=104噸(7%為設備損耗率) 使用設備前后節(jié)省硫酸：230.8噸-104噸=126.8噸

2.  使用本設備后處理廢水化學品用量節(jié)省：

       h2so4+2naoh---na2so4+h2o

       126.8噸h2so4需要naoh約104噸!

3.  電量損耗分析：鋁離子從14 g/l至18 g/l工作電壓約升高0.4v（在氧化電流12000a的條件下）每年每臺電源電量損耗：0.4v x 12000a÷0.85 x 24小時 x 300天=40658.8kw.h (0.85為功率因數(shù)) 以四臺電源為例：4 x 40658.8kw.h＝162635.2 kw.h

4.  冷凍機年能耗：162635.2kw.h x3600kj/kw.h x 0.23卡/kj＝13466.2萬大卡冷凍機總耗電量： 13466.2萬大卡÷ 40萬大卡/時x 120 kw＝40399kw.h(以40萬cal.h，120kw為例，交換效率不計)