硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法技术

硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法，其特征在于它包括废酸烟气浓缩（１）和废酸蒸汽浓缩（２）二个步骤。它克服了现有废酸浓缩回收方法蒸汽耗量大，电耗高，运行费用高；浓缩效率低；运行设备多且结构复杂；工艺设计复杂等不足。本发明专利技术具有如下优点：节能成效显著，节约了大量外界蒸汽用量，提高了装置运行的效率和经济性；克服了设备腐蚀和结晶堵管难题；解决了无机盐分离难题；产生的尾气、工业泥渣均通过达标后排放，不污染环境；设备性价比高，实用性强，极具行业推广性。

【技术实现步骤摘要】
硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法
本专利技术涉及一种将硫酸法生产钛白粉工艺中产生的废酸经浓缩回收再利用的工业化技术，更具体地说它是一种硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法。
技术介绍
钛白粉又称钛白，学名二氧化钛(TiO2)，白色粉沫，无毒无害，是一种重要的无机化工原料，其化学性质十分稳定，具有优良的物理性能、光学性能和颜料性能，具有极佳的白度、消色力、遮盖力、不透明度和抗粉化性能，是目前世界上所发现的颜色最白的一种颜料之一。它广泛地应用于涂料、塑料、造纸、化纤、油墨、橡胶、医药、食品及化妆品行业，用途十分广泛。工业化生产的钛白粉按用途分为颜料级和非颜料级。国际上普遍认为钛白粉的人均年消耗量是衡量一个国家是否发达的重要标志之一，欧美发达国家人均年消费钛白粉4Kg，世界平均消费0.5Kg，而我国人均年消费量不足0.4Kg。目前，国际上均采用硫酸法或氯化法生产钛白粉，硫酸法具有原料来源充足、生产成本低等优点，但是硫酸法钛白粉生产过程中将产生大量的浓度为20％左右废酸(以H2SO4计，下同)，每生产一吨钛白粉约产生4～5吨废酸，废酸如不加以回收利用，将造成大量宝贵资源的浪费，处理不当将对环境造成严重危害。采用中和处理方式，不仅消耗大量的碱(石灰、电石渣)等，还会伴随产生大量的工业泥渣(工业石膏)，而且运行费用巨大，企业难以承受。经检索发现：公开号为CN1608716A的专利技术专利申请公开了一种-->“钛白粉生产过程中产生的废硫酸、废气的回收方法”，它通过产生的转窑烟气(气液)浓缩、三级蒸汽浓缩、三级串联结晶釜浓缩、碳化硅蒸发器等多级(多达7级)浓缩废酸浓度达80-90％，并且还将废酸中夹带的钛白粉提取，这种回收方法存在如下缺点：(1)蒸汽耗量大，电耗高，运行费用高。(2)浓缩效率低，经7级浓缩废酸浓度才达80-90％，运行不稳定，并且浓度80-90％的废酸在钛白粉生产过程中回用并非最适合，一般情况下废酸浓度在55-65％回用即可。(3)运行设备多且结构复杂、投资额高。(4)设备操作复杂，维修困难。(5)工艺设计复杂、不易与钛白粉生产工艺相互结合，并相互促进。(6)设备和管道易结垢堵塞等。
技术实现思路
本专利技术的内容在于克服上述
技术介绍
的不足之处，而提供一种硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法，本专利技术采用烟气-蒸汽浓缩两级浓缩工艺，工艺简单，并与钛白粉生产工艺相互结合成一体，节能成效显著。本专利技术的目的是通过如下措施来达到的：硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法，其特征在于它包括废酸烟气浓缩1和废酸蒸汽浓缩2二个步骤：1)所述烟气浓缩为：将硫酸法钛白粉生产的一洗1-8工序中产生的20％左右的废酸经管道通入循环池2-1，同时将硫酸法钛白粉生产的煅烧1-12工序中产生的转窑烟气经喷淋塔2-2通入循环池2-1，废酸在循环池2-1和喷淋塔2-2之间循环浓缩至28-30％左右，所述烟气浓缩系统的温度为300-400℃，压力为-1000～-3000Pa，所述废酸气相温度控制在80-110℃，液相温度控制在70-100℃；2)所述蒸汽浓缩为：将浓缩至28-30％左右的废酸再在加热器-->2-3和浓缩釜2-4之间闭路循环浓缩；所述加热器2-3通过通入蒸汽加热；浓缩釜2-4中浓缩至55％左右的废酸通入熟化釜2-5，熟化釜2-5接过滤机2-6，过滤后澄清的60-65％左右的废酸至硫酸法钛自粉生产的酸解1-2工序中回用，过滤后的无机盐泥渣再中和处理；所述废酸蒸汽浓缩时，压力为-0.07～-0.09Mpa，液体流量为300-500M3/h，废酸的气相温度控制在80-100℃，液相温度控制在80-120℃。在上述技术方案中，所述硫酸法钛白粉生产的一洗1-8工序中产生的20％的废酸经预热器2-7预热后再通入循环池2-1；所述预热器2-7的预热热源为浓缩釜2-4中产生的二次蒸汽。在上述技术方案中，所述浓缩釜2-4和熟化釜2-5之间有液封槽(2-8)。在上述技术方案中，所述过滤机2-6为隔膜过滤机。在上述技术方案中，所述喷淋塔2-2、加热器2-3、浓缩釜2-4、熟化釜2-5、预热器2-7内衬聚四氟乙烯浸渍石墨材料。在上述技术方案中，所述循环池2-1中的尾气经洗涤塔2-11和电除雾2-12去除酸雾、粉灰净化后排空。在上述技术方案中，所述预热器2-7中产生的余汽通入冷凝器2-9，冷凝器2-9采用自来水冷却，冷却热水回硫酸法钛白粉生产的二洗1-10工序；蒸汽冷凝水通过倒水罐2-10外排去污水站中和处理，未冷凝汽体接真空泵排空。在上述技术方案中，所述冷凝器2-9内衬聚四氟乙烯浸渍石墨材料。本专利技术具有如下优点：1、烟气-蒸汽废酸浓缩联动运行：废酸烟气浓缩集转窑生产、尾气治理和污水处理等工序的运行于一体，烟气浓缩若出现故障，都会导致系统生产停车或生产受阻，影响钛白粉的-->生产量和产品质量。同时烟气浓缩系统处在高连续性、高温、高腐蚀和废酸极易结晶的环境条件下，对主体设备和工艺控制要求相当严格，本专利技术采用废酸在烟气浓缩时气相温度80～110℃，液相温度70～100℃，废酸终浓度28～30％并控制到位；蒸汽浓缩时气相温度80～100℃，液相温度80～120℃，废酸终浓度55～65％并控制到位；较好地解决了上述问题。2、节能成效显著：由于窑炉尾气含有大量的余热，汽量大，利用其余热对20％废酸进行预浓缩，废酸浓度可达到28～30％左右，节约了大量外界蒸汽用量，废酸浓缩的总能耗降低了三分之一以上，提高了装置运行的效率和经济性。3、克服了设备腐蚀和结晶堵管难题：无论是烟气浓缩还是蒸汽浓缩，动、静设备始终处在强酸性、高温、高腐蚀、高结晶状态，本工艺严格控制工艺条件，并且主体设备采用了浸渍聚四氟乙烯石墨设备，耐酸耐腐性能好，传质传热效率高，有效地防止结晶物堵塞，提高了系统连续运行率。4、解决了无机盐分离难题：无机盐成份复杂，颗粒细，产生量大，普通的真空抽滤、离心机或压滤机等设备难以彻底分离或分离完全，一方面因结晶物颗粒极细，容易穿透滤网或滤布进入滤液，影响废酸质量；另一方面会造成滤饼中含酸率偏高，影响废酸的回收率，增加废酸浓缩的成本；本专利技术采用隔膜压滤机，将压滤后滤饼中的废酸尽可能高压压榨干净，提高废酸的回收率10％以上，同时减少了滤饼打浆后中和的费用。5、产生的尾气、工业泥渣均通过达标后排放，不污染环境。6、工程投资低：本专利技术全部采用了现有设备，设备性价比高，实用性强，极具行业推广性。附图说明图1为现有硫酸法钛白粉生产的工艺方框图；图2为本专利技术硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的方框图；-->图3为本专利技术废酸浓缩回收利用方法的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法的实施情况，这样本专利技术的专利技术目的及优点将变得清楚和容易被理解。参阅图1可知：现有硫酸法钛白粉生产的工艺包括如下步骤，(1)钛矿粉碎：利用雷蒙磨将钛铁矿(FeTiO3、80～100目)粉碎成325目、筛余物小于2.0％细矿粉，满足酸解反应工艺要求。(2)酸解：利用浓硫酸(86～89％)与钛铁矿反应，生成可溶性的硫酸氧钛溶液(TiOSO4)。(3)沉降：在酸解后硫酸氧钛溶液中加入沉降剂，搅匀自然静置后，除本文档来自技高网...

【技术保护点】
硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法，其特征在于它包括废酸烟气浓缩（１）和废酸蒸汽浓缩（２）二个步骤：１）所述烟气浓缩为：将硫酸法钛白粉生产的一洗（１－８）工序中产生的２０％左右的废酸经管道通入循环池（２－１），同时将硫酸 法钛白粉生产的煅烧（１－１２）工序中产生的转窑烟气经喷淋塔（２－２）通入循环池（２－１），废酸在循环池（２－１）和喷淋塔（２－２）之间循环浓缩至２８－３０％左右，所述烟气浓缩的温度为３００－４００℃，压力为－１０００～－３０００Ｐａ；所述废酸气相温度控制在８０－１１０℃，液相温度控制在７０－１００℃；２）所述蒸汽浓缩为：将所述浓缩至２８－３０％左右的废酸再在加热器（２－３）和浓缩釜（２－４）之间闭路循环浓缩；所述加热器（２－３）通过通入蒸汽加热；浓缩釜（２－４）中浓缩 至５５％左右的废酸通入熟化釜（２－５），熟化釜（２－５）接过滤机（２－６），过滤后澄清的６０－６５％左右的废酸至硫酸法钛白粉生产的酸解（１－２）工序中回用，过滤后的无机盐泥渣再中和处理；所述废酸蒸汽浓缩时，压力为－０．０７～－０．０９Ｍｐａ，液体流量为３００－５００Ｍ↑［３］／ｈ，废酸的气相温度控制在８０－１００℃，液相温度控制在８０－１２０℃。...

【技术特征摘要】
1、硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法，其特征在于它包括废酸烟气浓缩(1)和废酸蒸汽浓缩(2)二个步骤：1)所述烟气浓缩为：将硫酸法钛白粉生产的一洗(1-8)工序中产生的20％左右的废酸经管道通入循环池(2-1)，同时将硫酸法钛白粉生产的煅烧(1-12)工序中产生的转窑烟气经喷淋塔(2-2)通入循环池(2-1)，废酸在循环池(2-1)和喷淋塔(2-2)之间循环浓缩至28-30％左右，所述烟气浓缩的温度为300-400℃，压力为-1000～-3000Pa；所述废酸气相温度控制在80-110℃，液相温度控制在70-100℃；2)所述蒸汽浓缩为：将所述浓缩至28-30％左右的废酸再在加热器(2-3)和浓缩釜(2-4)之间闭路循环浓缩；所述加热器(2-3)通过通入蒸汽加热；浓缩釜(2-4)中浓缩至55％左右的废酸通入熟化釜(2-5)，熟化釜(2-5)接过滤机(2-6)，过滤后澄清的60-65％左右的废酸至硫酸法钛白粉生产的酸解(1-2)工序中回用，过滤后的无机盐泥渣再中和处理；所述废酸蒸汽浓缩时，压力为-0.07～-0.09Mpa，液体流量为300-500M3/h，废酸的气相温度控制在80-100℃，液相温度控制在80-120℃。2、根据权利要求1所述的硫酸法钛白粉生产中废酸浓缩回收利用的工业化方法，其特征在于所述硫酸法钛白粉生产的一洗(1-8)工序中产生的20％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛明，周晓东，胡宗烈，魏光磊，黄娟，李峙，蒋绘兰，程志刚，高彦华，徐国强，
申请(专利权)人：武汉方圆钛白粉有限责任公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]