20世紀80年代初期,水處理藥劑還是以硫酸鋁為主,而聚氯化鋁的應用比較少,隨著國家環保要求的提高和城市水處理量的增加,中國凈水行業得到了飛速發展,工藝技術不斷升級,產量快速增長,產能逐步向優勢企業集中。新技術、新工藝、新設備、新材料被廣泛采用,聚氯化鋁生產企業的數量急劇增加,技術水平及生產規模有了大幅度提高。
聚氯化鋁生產技術逐漸走向成熟,由20世紀70年代初的鋁灰一步法發展為如今的氫氧化鋁一步法和鋁酸鈣粉兩步法。氫氧化鋁一步法主要采用加壓工藝,采用鹽酸和氫氧化鋁一步反應的方式得到產品,機械自動化程度高,生產的產品品質好,能完全滿足即將出臺的飲用水用聚氯化鋁新國標的要求,但是其對反應設備要求高,工藝控制更嚴格。鋁酸鈣粉兩步法主要是以氫氧化鋁或輕燒鋁礬土及鋁酸鈣為原料,生產的產品品種多,適用范圍廣,從工業低端產品到飲用水用產品都能生產,但是自動化程度較低,勞動強度相對較大,目前中國絕大多數企業采用此工藝。
聚氯化鋁生產裝備主要包括反應釜、酸霧吸收塔、壓濾機、干燥機(噴霧干燥機或滾筒干燥機)、供熱鍋爐(或熱風爐)等。常壓反應釜較常用的是玻璃鋼反應釜,正常使用壽命為5a左右,代表企業如鞏義富源凈水材料公司。現在發展為表面襯瓷的300m3耐酸地下反應池,正常使用壽命可達5a。加壓反應釜一般采用F型10m3搪瓷釜,正常使用壽命為2a左右,天水化工維護保養到位,使用壽命達3a以上,鑫荷化工研發鋼襯硅瓷磚30m3反應釜以及山東中鋁采用30m3進口搪瓷釜運行良好。滾筒干燥機采用的材質為碳鋼,熱源為水蒸氣或導熱油,正常使用壽命僅1a左右,重慶藍潔利用滾筒尾氣余熱多效閃蒸干燥的工藝技術,能耗大幅度降低。噴霧干燥裝置由噴霧干燥塔、熱風爐和除塵系統組成。噴霧方式可分為離心式和壓力式兩種,目前中國企業多采用離心式霧化。干燥塔采用不銹鋼板制作,熱源為熱風,正常使用壽命為8a左右。建衡實業和帕特斯研發利用噴霧熱風尾氣濃縮技術使產能大幅度提高,能耗降低30%以上。
與此同時,聚氯化鋁的應用范圍也在不斷擴大,20世紀90年代以前,在生活飲用水、工業用水和廢水處理中主要使用硫酸鋁,消費量約占硫酸鋁總產量的30%。近年來,隨著聚氯化鋁、聚合硫酸鐵等無機高效混凝劑的出現,替代了硫酸鋁在水處理中的絕大部分市場。目前,在生活飲用水、工業用水、工業廢水和城市污水的處理方面,轉變成了以使用聚氯化鋁為主,使用聚合硫酸鐵、硫酸鋁、氯化鐵為輔的格局。
造紙行業
自20世紀80年代起,國內外造紙工業逐步由酸性施膠工藝改為以中堿性施膠工藝為主,硫酸鋁作為酸性施膠劑在造紙行業中的用量大幅減少,中性施膠劑聚氯化鋁需求量有所增加。在造紙行業廢水處理中現主要使用聚氯化鋁、聚合硫酸鐵。
其他行業
目前聚氯化鋁除主要應用于生活飲用水、工業用水、工業廢水和污水以及污泥處理外,還可用于醫藥、化妝品、催化劑、精密鑄造及鈦白粉后處理等。
環保治理
中國聚氯化鋁工業的環保治理,同其他行業基本一致,都經歷了從無到有逐步完善的過程。隨著國家對環境保護的日益重視,國家發布了GB31573—2015《無機化學工業污染物排放標準》,許多地方政府還制訂了很低排放標準,加快了聚氯化鋁行業進入化工園區的步伐。行業內的企業大幅度增加環保處理設施的投入,實現廢水零排放、廢渣綜合利用或集中堆放、廢氣達標排放。建衡實業公司作為鋁鐵鹽行業的龍頭企業率先退城搬遷進入化工園區,在生產工藝進行智能化自動化改造的同時,更加注重節能減排環保設施的投入,不同凈水產品廢水實現了全封閉循環利用,廢渣綜合利用制作水泥、空氣磚、紅磚等建筑材料,廢氣采用一級水洗噴淋和二級、三級堿洗噴淋以及自動加堿裝置,鍋爐(熱風爐)尾氣進行脫硫、脫硝處理,并安裝了酸霧及鍋爐(熱風爐)在線監測裝置,實時監控尾氣排放,實現了尾氣很低排放,在行業內起到了表率作用。
當然,由于準入門檻低,也存在盲目上馬、重復建設、產能嚴重過剩、市場無序競爭等問題。由于原料、物流、水、電、工資等大幅度提價,環保要求提高,而產品售價仍然維持在20世紀90年代初的水平,市場狀況欠佳,導致效益下滑,有些企業甚至關停倒閉,整個行業處于艱難時期。在聚氯化鋁質量、品種及應用等方面,與國外發達國家相比,也還有一定的差距。當前,應對聚氯化鋁行業存在的問題進行認真探索,取得全行業共識,采取相應對策,保證中國聚氯化鋁工業的持續、穩定、健康發展。