CN102730650B - 一种钛白废酸回收工艺 - Google Patents

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Abstract

一种钛白废酸回收工艺，更进一步说是以燃煤或燃气为能源，采取控温气化、吸收浓缩工艺回收硫酸，整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。本发明的有益效果是：回收酸比较纯净，浓度可调，经济浓度为80～90％，完全可以满足钛白生产回用的目的；废酸中硫酸盐以固相物分离出来，可进一步综合利用；回收能耗低，具有可观经济效益。

Description

一种钛白废酸回收工艺
技术领域
本发明属于废液处理领域。本发明涉及一种钛白废酸回收方法。
背景技术
硫酸法生产钛白，每生产1吨钛白粉，产生8～10吨浓度为20％左右的废硫酸。由于钛白废酸除含有主要成分H2SO4外，还含有大量的钛、铁、锰、钒等杂质，其综合利用无论在技术上还是在经济上都受到限制。世界上许多厂家对废酸处理都提出过不同的处理流程和方法，但大都因基建投资大和运转费高，经济上不合算而难以实施。
相关专利如下：
CN1966400公开了一种处理用硫酸法生产钛白粉过程中产生废酸的方法，其特征在于，其方法为：通过高压耐腐蚀泵将废酸打入5μm的精密过滤器进行过滤，滤液进入容器；自来水和过滤后的废酸分别进入扩散渗析器的两个进口，进行渗透液硫酸H2SO4和硫酸亚铁FeSO4的第一步分离，将分离得到的渗透液硫酸H2SO4通过高压耐腐蚀泵打入纳滤膜，进行渗透液硫酸H2SO4和硫酸亚铁FeSO4的第二步分离，分离得到的渗透液硫酸H2SO4中含硫酸亚铁FeSO4的含量比例≤0.1％；将第二次分离得到的渗透液硫酸H2SO4进入反渗透膜装置，进行反渗透，浓缩液即为稀硫酸成品。
CN101486448公开了一种钛白粉废酸回收利用方法，该方法能有效地将废酸中的硫酸浓缩，并使铁及其它重金属离子杂质得以大量地除去，使废酸和铁都得以回收利用，避免了环境污染。该方法包括如下步骤：①将10％～25％的钛白废酸酸液在-35～-20℃下冷冻6～30小时，酸液中硫酸亚铁和水份逐步冷冻结晶成冰块；②将冰块与废酸分离；③对冰块进行固液分离；④将以上步骤②、步骤③得到的酸液混和，制得浓度为27％～38％的硫酸浓缩液。
上述CN1966400，纳滤膜价格高，易损坏；上述CN101486448采用深冷办法，能耗更高。这些方法还存在共同的问题：分离酸的纯度不高，得到的酸浓度低，无法直接回用于钛白生产过程，还存在废水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛白废酸回收方法，达到钛白生产酸的循环，实现清洁生产。
本发明的方法是以燃煤或燃气为能源，采取控温气化、吸收浓缩工艺回收硫酸；整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成；包括：
a、燃烧工序，由燃烧装置1、烟道2、降膜浓缩器3三部分组成；以燃煤或燃气为能源，燃烧烟气温度通过二次空气在烟道2中调节温度至900～1100℃，在降膜浓缩器3与吸收工序来的硫酸换热，温度降至750～950℃，进入汽化净化工序；
b、汽化净化工序，由第一文丘里管4、汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8组成；燃烧工序来的热烟气通过第一文丘里管4，文丘里管喉部喷入废酸混合器6来废酸，汽化室5温度控制在340～400℃，废酸中杂质在汽化室5中沉降下来，由底部排放离开系统；汽化混合气进入第二文丘里管7，由吸收工序来的硫酸从喉部喷入，温度降至320～340℃，在气液分离器8中，液相送废酸混合器6，气相送吸收工序；
c、吸收工序，由第三文丘里管(9)、吸收气液分离器(10)组成；汽化净化工序来的混合气通过第三文丘里管(9)，文丘里管喉部喷入冷水J，混合气急剧降温至130～250℃，在吸收气液分离器(10)中实现气液分离，液相送降膜浓缩器(3)，气相送余热回收工序；
d、余热回收工序，由第二废酸换热器(11)、二次空气预热器(12)、第一废酸换热器(13)、第四文丘里管(14)和换热气液分离器(15)组成；降膜浓缩器(3)出来的浓硫酸，经第二废酸换热器(11)、二次空气预热器(12)和第一废酸换热器(13)，温度降到150℃以下，送成品贮槽；二次空气经预热器(12)送入烟道(2)中；
e、尾气处理工序，由尾气吸收塔16、循环液槽17、再生槽18组成。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程示意图
图1中燃烧装置1，烟道2，降膜浓缩器3，第一文丘里管4，汽化室5，废酸混合器6，第二文丘里管7，气液分离器8，第三文丘里管9，吸收气液分离器10，第二废酸换热器11、二次空气预热器12，第一废酸换热器13，第四文丘里管14，换热气液分离器15，尾气吸收塔16，循环液槽17，再生槽18；钛白废酸A，尾气B，氢氧化钙C，硫酸钙D，废渣E，产品酸F，二次空气G，一次空气H，燃煤或燃气I，冷水J。
以下结合附图对本发明的生产工艺作进一步说明。
具体实施方式
参照图1，整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。(1)燃烧工序，由燃烧装置1、烟道2、降膜浓缩器3三部分组成；燃煤或燃气I首先与一次空气H燃烧，燃烧烟气温度再通过二次空气G在烟道2中调节温度至900～1100℃，调温后的烟气在降膜浓缩器3与吸收工序来硫酸换热，温度降至750～950℃，进入气化工序。燃烧空气过剩系数取1.2～1.5；二次空气G经二次空气预热器预热至100～250℃，送烟道2调温；降膜浓缩器的换热管为耐热石英玻璃，封头为钢内衬防腐材质，上封头来液来自于吸收气液分离器10，上封头离开的气相送入气液分离器8和第三文丘里管9之间管道，下封头液相去第二浓废酸换热器11的壳程。(2)汽化净化工序，由第一文丘里管4、汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8组成；燃烧工序来热烟气通过第一文丘里管4，文丘里管喉部喷入废酸混合器6来废酸，汽化室温度控制在340～400℃，废酸中杂质在汽化室5中沉降下来，由底部排放废渣E离开系统；汽化混合气进入第二文丘里管7，由吸收塔来硫酸从喉部喷入，温度降至320～340℃，在气液分离器8中，液相送废酸混合器6，气相送吸收工序；第一文丘里管4、汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8的材质选钢内衬防腐材料，废酸混合器6中混合液是预热废酸与气液分离器8中分离酸液。(3)吸收工序，由第三文丘里管9、吸收气液分离器10组成；汽化净化工序来混合气通过第三文丘里管9，文丘里管喉部喷入冷水J，混合气急剧降温至130～250℃，在吸收气液分离器10中实现气液分离，液相送降膜浓缩器3，气相送余热回收工序；第三文丘里管9、吸收气液分离器10的材质选钢内衬防腐材料，吸收气液分离器10底流分成两股，一股送降膜浓缩器3，一股送第二文丘里管7喉部；第四文丘里管14和换热气液分离器15材质也为钢内衬防腐材料。(4)余热回收工序，由第二废酸换热器11、二次空气预热器12和第一废酸换热器13、第四文丘里管14和换热气液分离器15组成；硫酸降膜浓缩器3出来的浓硫酸，经第二浓废酸换热器11、二次空气预热器12和第一废酸换热器13，温度降到150℃以下，产品酸F送成品贮槽；A处进入的钛白废酸由第四文丘里管14喉部喷入，在换热气液分离器15分离后液相再入第一废酸换热器13和第二废酸换热器11预热至200～250℃进入废酸混合器6，气相送尾气处理工序。第二废酸换热器11的外壳与封头选钢内衬防腐材料，挡板选玻璃钢，换热管选石英管；二次空气G经预热器12送入烟道2中，二次空气预热器12为气液直接接触换热器，材质为钢内衬防腐材料；第一废酸换热器13选石墨换热器。(5)尾气处理工序，由尾气吸收塔16、循环液槽17和再生槽18组成。氢氧化钠为吸收剂，氢氧化钙为再生剂，尾气在尾气吸收塔16中与循环液槽17中吸收剂氢氧化钠液逆流接触，脱除尾气中二氧化硫和酸雾后排空尾气B，部分吸收剂送再生槽18用氢氧化钙C再生，再生液回循环液槽17，固相为硫酸钙D排出。
本发明的有益效果是：回收酸比较纯净，浓度可调，经济浓度为80～90％，完全可以满足钛白生产回用的目的；废酸中硫酸盐以固相物分离出来，可进一步综合利用；回收能耗低，具有可观经济效益。

Claims (1)

1.一种钛白废酸回收工艺，其特征在于：以燃煤或燃气为能源，采取控温气化、吸收浓缩工艺回收硫酸；包括：
a、燃烧工序，由燃烧装置(1)、烟道(2)、降膜浓缩器(3)三部分组成；以燃煤或燃气为能源，燃烧烟气温度通过二次空气在烟道(2)中调节温度至900～1100℃，在降膜浓缩器(3)与吸收工序来的硫酸换热，温度降至750～950℃，进入汽化净化工序；
b、汽化净化工序，由第一文丘里管(4)、汽化室(5)、废酸混合器(6)、第二文丘里管(7)和气液分离器(8)组成；燃烧工序来的热烟气通过第一文丘里管(4)，文丘里管喉部喷入废酸混合器(6)来废酸，汽化室(5)温度控制在340～400℃，废酸中杂质在汽化室(5)中沉降下来，由底部排放离开系统；汽化混合气进入第二文丘里管(7)，由吸收工序来的硫酸从喉部喷入，温度降至320～340℃，在气液分离器(8)中，液相送废酸混合器(6)，气相送吸收工序；
c、吸收工序，由第三文丘里管(9)、吸收气液分离器(10)组成；汽化净化工序来的混合气通过第三文丘里管(9)，文丘里管喉部喷入冷水(J)，混合气急剧降温至130～250℃，在吸收气液分离器(10)中实现气液分离，液相送降膜浓缩器(3)，气相送余热回收工序；
d、余热回收工序，由第二废酸换热器(11)、二次空气预热器(12)、第一废酸换热器(13)、第四文丘里管(14)和换热气液分离器(15)组成；降膜浓缩器(3)出来的浓硫酸，经第二废酸换热器(11)、二次空气预热器(12)和第一废酸换热器(13)，温度降到150℃以下，送成品贮槽；二次空气经预热器(12)送入烟道(2)中；
e、尾气处理工序，由尾气吸收塔(16)、循环液槽(17)、再生槽(18)组成。
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