CN105858621A - 一种采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法 - Google Patents

一种采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法，具体流程如下：将钛白废酸罐中的钛白废酸压入气液接触蒸发器，通过喷头将钛白废酸喷射成雾状，同时鼓风机将高温热风送入气液接触蒸发器，由下往上，与多组喷头喷射的钛白废酸雾滴直接接触，气体迅速冷却，废酸中水份被大量蒸发，将稀废酸浓缩；气液接触蒸发器上部的气液混合物进入气液分离器，旋转、分离，气体由气液分离器的排出口排出，凝结水回收；气液接触蒸发器下部的浓废酸送入真空闪蒸罐，浓缩和降温；闪蒸的蒸汽进入真空冷凝喷射泵，浓废酸送到贮罐存储待处理。本发明有效地解决了钛白废酸回收利用的难题，具有工艺过程能耗低、简捷、有效、操作稳定、经济效益和环境效益显著等优点。

Description

一种采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法
技术领域
本发明涉及一种采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法。
背景技术
自硫酸法钛白粉生产以来，环保中最难解决的是废酸的有效回用，因为含酸浓度为20%左右的废酸要占处理废物的70%。按生产水解液中F值1.9计算，即1吨二氧化钛对应1.9吨硫酸，其中有约7成进入水解滤液，即折100%的1.33吨硫酸,还有其中因铁钛比带来的硫酸亚铁，总的加起来近1.7吨硫酸根，剩下的3成以洗水进入稀废酸。废酸的浓缩除杂处理回用或再用一直是行业内挥之不去又接纳不了的严重问题。为此，国内外学者一直坚持不懈地研究废酸的综合利用。发展至今，综合利用的途径较多，而应用于工业生产的有废酸浓缩法、中和法、因地制宜采用多种方法治理废酸的方法。
纵观国内外硫酸法钛白粉企业处理废酸的方法，采用废酸浓缩是最主要的方法，国外一些大型硫酸法钛白粉企业都使用浓缩法处理废酸。废酸浓缩法就是加热废酸，使硫酸浓度增加，然后返回酸解工序。浓缩法一般采用多效蒸发浓缩，根据其蒸发强度、浓缩级数，分别把20％左右的废硫酸浓缩至40％、50％、70％甚至90％以上，该法为近年来国内外钛白粉企业普遍采用的浓缩方法。但是采用多效蒸发浓缩来浓缩钛白废酸存在难以克服的问题：（1）能耗高；（2）蒸发管道易堵塞，运行不稳定；（3）设备材质要求高，投资大；（4）操作复杂，维修困难。所以不适合我国一些中小型钛白粉企业。
有关公开文献报道了一些浓缩钛白废酸的新方法。例如：发明人刘黔蜀等人在发明专利ZL201210365019.7中公开了利用太阳能加热浓缩钛白废酸的方法，即利用太阳能加热装置对钛白废酸进行预加热，使钛白废酸温度达到50～90℃，然后将预加热后的钛白废酸送入配备有电加热的真空蒸发槽进行浓缩，该方法减少了废酸浓缩中传统能源的消耗，降低钛白废酸浓缩生产成本，但是太阳能不是365天都能用的，所以太阳能加热装置产生的热量只是作为真空蒸发槽的辅助热源而已。
但是上述文献还是没能找到一种能耗低、处理方法简单、又适用于中小型硫酸法钛白粉企业的浓缩钛白废酸的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投资少、处理方法简单、占地面积小，采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：直接将高温热风引入气液接触蒸发器，与喷雾状的钛白废酸直接接触，将稀废酸浓缩至循环利用所需的废酸浓度，然后采用真空闪蒸罐将浓废酸进一步浓缩和降温，以利浓废酸的冷冻除杂处理。
上述采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法采用的设备包括：钛白废酸罐、耐腐蚀稀酸泵、鼓风机、高温热风炉、气液接触蒸发器、气液分离器、耐腐蚀浓酸泵、真空闪蒸罐、真空冷凝喷射泵、耐腐蚀泵、浓废酸贮罐，其中钛白废酸罐的出口接到耐腐蚀稀酸泵的进口；耐腐蚀稀酸泵的出口接到气液接触蒸发器的液体进口；鼓风机的出口接到高温热风炉的进风口；高温热风炉的高温热风出口接到气液接触蒸发器的高温热风进口；气液接触蒸发器的气液出口接到气液分离器的进口，气液分离器设有气体排出口和凝结水出口气液接触蒸发器的浓废酸出口接到耐腐蚀浓酸泵的进口；耐腐蚀浓酸泵的出口接到真空闪蒸罐的进口；真空闪蒸罐的蒸汽出口接到真空冷凝喷射泵的进口，真空冷凝喷射泵设有喷射水的进、出口；真空闪蒸罐的浓废酸出口接到耐腐蚀泵的进口；耐腐蚀泵的出口接到浓废酸贮罐的进口，浓废酸贮罐设有出口。
上述采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法适用于硫酸法制取钛白粉的工艺。
上述采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法采用的气液接触蒸发器为喷射式气液接触蒸发器。
本发明与现有技术相比，其突出的实质性特点和显著的进步是：
1．工艺过程可靠、且能耗低：气液接触法浓缩钛白废酸与目前采用的多效浓缩废酸的方法比：（1）蒸发设备不会被堵塞，运行稳定；（2）设备材质要求不高，投资省；（3）能耗低，可利用劣质煤的一次热能。
2．工艺简捷、有效：采用气液接触法浓缩钛白废酸，工艺过程简捷而有效，为废酸再利用打下基础。
3．经济效益显著：该工艺投资少，回收及利用大量的废酸，经济效益显著。
4. 环境效益显著：该工艺过程不产生任何新的危害环境的有害物质，符合“减量化、资源化”原则，环境效益显著。
附图说明
图1是本发明的采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法的工艺流程图。
如图1所示，采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法采用的设备包括：钛白废酸罐1、耐腐蚀稀酸泵2、鼓风机3、高温热风炉4、气液接触蒸发器5、气液分离器6、耐腐蚀浓酸泵7、真空闪蒸罐8、真空冷凝喷射泵9、耐腐蚀泵10、浓废酸贮罐11，其中钛白废酸罐1的出口接到耐腐蚀稀酸泵2的进口；耐腐蚀稀酸泵2的出口接到气液接触蒸发器5的液体进口；鼓风机3的出口接到高温热风炉4的进风口；高温热风炉4的高温热风出口接到气液接触蒸发器5的高温热风进口；气液接触蒸发器5的气液出口接到气液分离器6的进口，气液分离器6设有气体排出口和凝结水出口；气液接触蒸发器5的浓废酸出口接到耐腐蚀浓酸泵7的进口；耐腐蚀浓酸泵7的出口接到真空闪蒸罐8的进口；真空闪蒸罐8的蒸汽出口接到真空冷凝喷射泵9的进口，真空冷凝喷射泵9设有喷射水的进、出口；真空闪蒸罐8的浓废酸出口接到耐腐蚀泵10的进口；耐腐蚀泵10的出口接到浓废酸贮罐11的进口，浓废酸贮罐11设有出口。
具体流程如下：用耐腐蚀稀酸泵2将钛白废酸罐1中的钛白废酸压入气液接触蒸发器5，通过喷头将钛白废酸喷射成雾状，同时鼓风机3将高温热风炉4产生的高温热风送入气液接触蒸发器5，由下往上，与多组喷头喷射的钛白废酸雾滴直接接触，由于接触面积大，接触时间长，热交换充分，气体得以迅速冷却，而钛白废酸中的水份被大量蒸发，将稀废酸浓缩至循环利用所需的废酸浓度；气液接触蒸发器5上部的气液混合物进入气液分离器6，气液混合物在气液分离器6内高速旋转，将气体夹带的大液滴甩到壳体壁面上，后经除沫层，将气体夹带的细小液沫分离，然后气体由气液分离器6的气体排出口排出，而凝结水则回收；气液接触蒸发器5下部的浓废酸用耐腐蚀浓酸泵7送入真空闪蒸罐8，进一步浓缩和降温，以利浓废酸的冷冻除杂处理；闪蒸的蒸汽进入真空冷凝喷射泵9，而浓废酸由耐腐蚀泵1送到浓废酸贮罐11存储待处理。
具体实施方式
实施例1
用耐腐蚀稀酸泵2将钛白废酸罐1中100℃的钛白废酸压入气液接触蒸发器5，通过喷头将钛白废酸喷射成雾状，同时鼓风机3将高温热风炉4产生的高温热风送入气液接触蒸发器5，由下往上，与多组喷头喷射的钛白废酸雾滴直接接触，由于接触面积大，接触时间长，热交换充分，气体得以迅速冷却，而钛白废酸中的水份被大量蒸发，将含酸浓度为20%的稀废酸浓缩至45%以上；气液接触蒸发器5上部的气液混合物进入气液分离器6，气液混合物在气液分离器6内高速旋转，将气体夹带的大液滴甩到壳体壁面上，后经除沫层，将气体夹带的细小液沫分离，然后气体由气液分离器6的气体排出口排出，而凝结水则回收；气液接触蒸发器5下部的浓废酸用耐腐蚀浓酸泵7送入真空闪蒸罐8，进一步浓缩和降温，以利浓废酸的冷冻除杂处理；闪蒸的蒸汽进入真空冷凝喷射泵9，而浓废酸由耐腐蚀泵1送到浓废酸贮罐11存储待处理。
实施例2
用耐腐蚀稀酸泵2将钛白废酸罐1中100℃的钛白废酸压入气液接触蒸发器5，通过喷头将钛白废酸喷射成雾状，同时鼓风机3将高温热风炉4产生的高温热风送入气液接触蒸发器5，由下往上，与多组喷头喷射的钛白废酸雾滴直接接触，由于接触面积大，接触时间长，热交换充分，气体得以迅速冷却，而钛白废酸中的水份被大量蒸发，将含酸浓度为30%的稀废酸浓缩至60%以上；气液接触蒸发器5上部的气液混合物进入气液分离器6，气液混合物在气液分离器6内高速旋转，将气体夹带的大液滴甩到壳体壁面上，后经除沫层，将气体夹带的细小液沫分离，然后气体由气液分离器6的气体排出口排出，而凝结水则回收；气液接触蒸发器5下部的浓废酸用耐腐蚀浓酸泵7送入真空闪蒸罐8，进一步浓缩和降温，以利浓废酸的冷冻除杂处理；闪蒸的蒸汽进入真空冷凝喷射泵9，而浓废酸由耐腐蚀泵1送到浓废酸贮罐11存储待处理。

Claims (3)

1.一种采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法，其特征在于采用的设备包括：钛白废酸罐（1）、耐腐蚀稀酸泵（2）、鼓风机（3）、高温热风炉（4）、气液接触蒸发器（5）、气液分离器（6）、耐腐蚀浓酸泵（7）、真空闪蒸罐（8）、真空冷凝喷射泵（9）、耐腐蚀泵（10）、浓废酸贮罐(11)，其中钛白废酸罐(1)的出口接到耐腐蚀稀酸泵(2)的进口；耐腐蚀稀酸泵(2)的出口接到气液接触蒸发器(5)的液体进口；鼓风机(3)的出口接到高温热风炉（4）的进风口；高温热风炉（4）的高温热风出口接到气液接触蒸发器(5)的高温热风进口；气液接触蒸发器(5)的气液出口接到气液分离器(6)的进口，气液分离器(6)设有气体排出口和凝结水出口；气液接触蒸发器(5)的浓废酸出口接到耐腐蚀浓酸泵（7）的进口；耐腐蚀浓酸泵（7）的出口接到真空闪蒸罐（8）的进口；真空闪蒸罐(8)的蒸汽出口接到真空冷凝喷射泵(9)的进口，真空冷凝喷射泵(9)设有喷射水的进、出口；真空闪蒸罐(8)的浓废酸出口接到耐腐蚀泵(10)的进口；耐腐蚀泵(10)的出口接到浓废酸贮罐(11)的进口，浓废酸贮罐(11)设有出口；
具体流程如下：用耐腐蚀稀酸泵（2）将钛白废酸罐（1）中的钛白废酸压入气液接触蒸发器（5），通过喷头将钛白废酸喷射成雾状，同时鼓风机（3）将高温热风炉（4）产生的高温热风送入气液接触蒸发器（5），由下往上，与多组喷头喷射的钛白废酸雾滴直接接触，由于接触面积大，接触时间长，热交换充分，气体得以迅速冷却，而钛白废酸中的水份被大量蒸发，将稀废酸浓缩至循环利用所需的废酸浓度；气液接触蒸发器（5）上部的气液混合物进入气液分离器（6），气液混合物在气液分离器（6）内高速旋转，将气体夹带的大液滴甩到壳体壁面上，后经除沫层，将气体夹带的细小液沫分离，然后气体由气液分离器（6）的气体排出口排出，而凝结水则回收； 气液接触蒸发器（5）下部的浓废酸用耐腐蚀浓酸泵（7）送入真空闪蒸罐（8），进一步浓缩和降温，以利浓废酸的冷冻除杂处理,闪蒸的蒸汽进入真空冷凝喷射泵（9），而浓废酸由耐腐蚀泵（10）送到浓废酸贮罐（11）存储待处理。
2.根据权利要求1所述的采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：适用于硫酸法制取钛白粉的工艺。
3.根据权利要求1所述的采用气液接触法浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：采用的气液接触蒸发器（5）为喷射式气液接触蒸发器。
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