一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法技术

本发明专利技术公开了一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法，将钛白生产车间产生的20~30%（包括转窑尾气预浓缩）的废酸，无需预处理直接进入预热器、一效加热器加热后在103~106℃，真空度为48~52KPa，将浓缩后成品酸或二效溢流进熟化槽的浓酸，依据进一效浓缩酸量比例加注到一效浓缩系统，酸含量稳定在38%以上的条件下达到动态平衡，废酸中FeSO4.7H

A method to prevent the scaling of titanium dioxide waste acid in sulfuric acid process

The invention discloses a method for preventing the multi effect concentration and one effect scaling of titanium white waste acid produced by sulfuric acid method. The waste acid (including the rotary kiln tail gas pre concentration) generated in titanium white production workshop is directly fed into the preheater and the first effect heater after heating at 103-106 \u2103 and the vacuum degree is 48-52kpa. The concentrated product acid or the second effect overflow into the concentrated acid in the ripening tank is based on the first effect concentration The proportion of acid reducing amount is added to the first effect concentration system, and the dynamic balance is achieved when the acid content is stable above 38%. Feso4.7h in waste acid

【技术实现步骤摘要】
一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法
本专利技术涉及硫酸法钛白生产产生废酸处理的
，特别涉及一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法。
技术介绍
钛白粉广泛应用于各行各业，需要量很大。目前钛白粉生产主要采用硫酸法、氯化法和盐酸法，在我国90%的钛白粉都采用硫酸法生产而得，在钛白粉的生产过程中会产生废酸，每生产1吨钛白粉要排放废酸6-7吨，废酸中含有20%左右的硫酸、硫酸亚铁、硫酸钙等盐类、不溶二氧化钛、可溶钛等，大量的杂质限制了钛白废酸浓缩过程长周期稳定运行，而且恢复浓缩装置处理工艺复杂、难度大。废酸的处理，关系到钛白粉硫酸消耗的收率，从而对经济效益产生影响，同时废酸大量经中和产生大量钛石膏涉及到环保问题，影响到硫酸法钛白行业的生存和发展。目前处理废酸的主要处理方法为：（1）运至远海进行排放，但是由于环保要求被禁止；（2）供钢铁厂洗涤钢板、用石灰中和生产石膏、用氨水中和制硫酸铵，但是利用率很低；（3）废酸进行浓缩再利用；（4）通过有资质的运营商进行综合利用。废酸浓缩是最节约资源、最环保的治理方案，现有的处理方法是两者同步进行，即通过浓缩提高硫酸浓度同时沉淀盐渣。目前采用两种方式进行除渣：（1）将98%的浓硫酸与20%的废酸进行直接混合成60%的酸，盐大量析出，该方法需要耗费大量的浓硫酸；（2）采用多效蒸发浓缩的方法，硫酸法钛白生产过程产生的废酸（浓度20~30%，不溶性TiO2浓度低于0.2g/l），经泵送至浓缩前储罐备用。由储罐供料泵经计量后送入废酸浓缩装置经预热器、进入一效负压蒸发系统，使用饱和蒸汽加热闪蒸浓缩，废酸在一效浓缩过程产生的二次蒸汽作为二效预热器的热源，二次蒸汽冷凝液经液封槽收集。一效蒸发器的循环液通过溢流进入二效负压蒸发系统，经二效负压蒸发浓缩至合格后溢流到熟化槽，浓缩后成品酸在熟化槽降温结晶后进行固液分离，获得浓缩后成品酸回用于钛白粉生产的酸解工序，分离后固体一水亚铁进行综合利用。传统工艺20--30%左右的浓缩经预热后，进入一效，废酸浓缩至31--33％，温度108℃，真空度为39~43kPa；第二段，废酸质量分数由31--33％浓缩至51~53％，温度86℃，真空度为85~88kPa。这种方法的弊端是在浓缩过程中，随着酸浓度的提高，盐类特别是钙盐、亚铁盐便不断地析出，使设备和管道严重堵塞，为保障正常运行需频繁地停车清洗或机械清除，且周期愈来愈短，最后甚至开车运行时间没有停车清洗时间长，设备利用率低，运行成本高，劳动强度大，操作十分麻烦。使用单效浓缩虽能解决结垢堵塞问题，废酸质量分数浓缩55--65%，浓缩单位好蒸汽量多综合成本偏高，不是每个钛白粉生产企业都可以接受的。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利是将硫酸法钛白生产产生的废酸直接进行浓缩或将转窑尾气预浓缩后的废酸进行浓缩，在双效（三效）设计流程的基础上，对工艺、设备进行优化，浓缩过程重点对一效工况条件和一效酸浓进行调整优化，起到有效阻止一效浓缩系统整体结垢的作用，本专利技术提供一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩过程中一效结垢的方法，在废酸浓缩的过程中，通过对工艺参数进行精确控制，在一效浓缩过程中大量析出金属盐，可以实现连续化生产，而且不会在管道和系统内壁结垢，实现废酸浓缩装置的长周期开车。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法，包括以下步骤：（1）将浓度为20~30%的钛白废酸直接加入一效浓缩系统，加入浓硫酸使一效浓缩系统中浓度保持在38~42%，此时一效蒸发器的温度为103~106℃，真空度为52~48kpa，一效浓缩之后硫酸溢流进入二效浓缩系统；（2）二效浓缩系统保持在真空度88~92kpa，温度为78~76℃，浓缩硫酸的浓度至53~55%，经板框压滤除去杂质后，浓缩后的成品酸可以继续浓缩或者回用于钛白生产。优选地，钛白生产中钛液的铁钛比为0.26~0.42。铁钛比是钛液中总铁含量和总TiO2含量之比，其公式如下:总Fe含量(g/l)铁钛比=总Fe含量(g/l)/总TiO2含量(g/l)铁钛比的高低，对水解产物的偏钛酸的颗粒大小和结构有一定的影响。优选地，钛白废酸的浓度为22-25%。优选地，一效浓缩系统中加入浓缩后成品酸或者从节能角度考量使用二效浓缩溢流未进行分离得到的硫酸。优选地，一效浓缩系统的硫酸的浓度为38%，温度为103℃，真空度为52kpa。优选地，二效浓缩系统温度为76.5℃，真空度为91kpa。本专利技术主要针对硫酸法钛白粉生产过程中产生的废酸，在浓缩蒸发处理过程中容易使管道内壁结垢，在一般的废酸浓缩处理过程中，一效蒸发器中硫酸的浓度为31%，温度为108℃，真空度为39~43kpa，但是由于废酸中钙盐、铁盐和钛盐的缓慢析出，在管道内壁会形成一层厚厚的垢，随着时间的积累，厚度越来越厚，进而堵塞管道，内壁以及降低加热器的传热效果，严重影响生产的正常进行。废酸中的铁盐可在浓缩前通过沉降过滤除去绝大部分，但是钙盐不能除去，在浓缩的过程中会产生絮状的结晶附着在管道内壁上形成钙垢。本专利技术不需要在浓缩之前除去废酸中大部分金属盐，而是在浓缩的过程中去除，钛白生产车间产生的20~30%（包括转窑尾气预浓缩）的废酸，无需预处理可直接进入预热器、一效加热器加热后在103~106℃，真空度为48~52KPa，酸含量稳定在38%以上的条件下达到动态平衡，废酸中FeSO4·7H2O、CaSO4·2H2O瞬间脱水；随着溶解度的降低，Fe、Ca等离子硫酸盐以固体颗粒形式析出，可视为自生晶种结合同相盐类生成固相沉淀物，从而避免Fe、Ca等离子溶出的硫酸盐着床于温度梯度的低端和高端界面，形成以硫酸钙为主的层垢和Fe盐的桥堵。将废酸调整到一定的浓度、压力和温度范围内，使金属盐瞬间脱水，大量析出，形成大颗粒，避免了金属盐缓慢析出，在管道和设备的内壁中结垢，阻塞管道。析出的大颗粒通过溢流的方式进入二效蒸发器，二效也需要控制条件，将硫酸进一步浓缩回收利用，形成的大颗粒通过板框压滤除去。有益效果一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法，通过将一效蒸发器的真空由40KPa提高到48KPa；将一效浓缩蒸发系统酸含量提高到38%-42%；同时为确保一效浓缩系统酸含量稳定在38%以上，设计增加一效酸浓辅助装置，将浓缩后成品酸或二效溢流进熟化槽的酸，依据进一效浓缩酸量比例加注到一效浓缩系统，降低一效浓缩过程中酸含量的大幅波动，实现一效酸浓的动态平衡；通过改善一效浓缩蒸发状态，提高一效真空度，建立一、二效蒸汽、二次蒸汽、浓缩酸量、真空系统的动态平衡；在废酸连续化的浓缩过程中，管道内壁不会结垢，也不需要停机除垢和检修，减少了经济损失，浓缩后的硫酸也可以回用于钛白生产，工艺过程简单易行，具有广阔的应用前景。而且在一效浓缩过程中温度的降低也会降低能源的消耗。附图说明图1实施例1未结垢的管道图；图2对比例1结垢的管道图；图3对比例1结垢的层垢图；图4：实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）将浓度为20~30%的钛白废酸直接通入一效浓缩系统，加入浓硫酸使一效浓缩系统中酸浓度保持在38~42%，此时一效浓缩系统的温度为103~106℃，真空度为48~52kpa，一效浓缩处于稳定沸腾之后溢流进入二效浓缩系统；/n（2）二效浓缩系统保持在真空度88~92kpa，温度为76~78℃，浓缩硫酸的浓度至53~55%进入熟化罐降温结晶，固液分离除去杂质，浓缩后的成品酸可以继续浓缩或者回收利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻止硫酸法钛白废酸多效浓缩一效结垢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将浓度为20~30%的钛白废酸直接通入一效浓缩系统，加入浓硫酸使一效浓缩系统中酸浓度保持在38~42%，此时一效浓缩系统的温度为103~106℃，真空度为48~52kpa，一效浓缩处于稳定沸腾之后溢流进入二效浓缩系统；
（2）二效浓缩系统保持在真空度88~92kpa，温度为76~78℃，浓缩硫酸的浓度至53~55%进入熟化罐降温结晶，固液分离除去杂质，浓缩后的成品酸可以继续浓缩或者回收利用。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘向雷，宋代磊，杨颖辉，吕小军，高鬲，李达，徐梦，
申请(专利权)人：济南裕兴化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37