CN110526286A - 一种环保节能型钛酸钡生产系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保节能型钛酸钡生产系统，其特征在于：包括制备氯化钡溶液的第一反应釜、制备钛酸钡溶液的第二反应釜，其中所述第一反应釜的顶部排气口连接有洗气塔，底部出口连接有离心出渣机，所述离心出渣机连接至所述第二反应釜；所述第二反应釜底部的出口连接有第一沉降釜，所述第一沉降釜连接有第一分离器，所述第一分离器包括料出口和盐酸排出口，其中所述盐酸排出口连接至盐酸池，所述盐酸池连接至第一反应釜的加料口，对废水循环利用，达到废水零排放。本发明的有益效果包括：整个系统无废水排放，满足环保要求，对废水和废热的回收利用，节约了原料和能源，本系统结构紧凑，加快生产节拍，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及钛酸钡制备领域，具体涉及一种环保节能型钛酸钡生产系统及生产工艺。
背景技术
钛酸钡是一种强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗，是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一。
现有技术中的钛酸钡制备工艺中会产生大量的废水和废热，容易造成污染环境及能量损失，使得钛酸钡的生产达不到环保要求，且能源消耗量大。
发明内容
针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种环保节能型钛酸钡生产系统及工艺，其废水回收利用，无废水排出，满足环保要求，且回收利用废热，降低能耗。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种环保节能型钛酸钡生产系统，其特征在于：包括制备氯化钡溶液的第一反应釜、制备钛酸钡溶液的第二反应釜，其中所述第一反应釜的顶部排气口连接有洗气塔，底部出口连接有离心出渣机，所述离心出渣机连接至所述第二反应釜；所述第二反应釜底部的出口连接有第一沉降釜，所述第一沉降釜连接有第一分离器，所述第一分离器包括料出口和盐酸排出口，其中所述盐酸排出口连接至盐酸池，所述盐酸池连接至第一反应釜的加料口，所述第一分离器的料出口连接至一次料仓，所述第一次料仓通过提升装置连接至精洗釜，所述精洗釜上部设置有加水口，所述精洗釜底部出口连接有第二沉降釜，所述第二沉降釜连接有第二分离器，所述第二分离器包括出料口和盐酸出口，其盐酸出口连接至所述盐酸池，其料出口连接至精洗料仓，所述精洗料仓的精洗料依次通过电热煅烧炉、热料仓、冷却塔，并从冷却塔的下部出口进入钛酸钡成品筛分包装间。
进一步地，所述离心除渣机和第二反应釜之间设置有电加热结晶釜；所述离心除渣机具有出渣口和液体出口，其中出渣口连接有钡渣砖机；所述离心除渣机的液体出口连接有原料液槽，所述原料液槽内的原料液通过原料液泵输送到所述电加热结晶釜中，其中所述原料泵和电加热结晶釜之间还设置有换热器，所述电加热结晶釜顶部具有蒸汽出口，该蒸汽出口连接至所述换热器上部的气体通道用于加热原料液，且换热器下部设置有冷凝液出口，该冷凝液出口连接至所述第一反应釜的加料口；所述电加热结晶釜底部出口依次连接有稠厚机、成品机，其中成品机包括液体出口和干料出口，其液体出口连接至母液槽，所述母液槽内的液体通过母液泵输送至所述第一反应釜的加料口；所述成品机的干料出口通过输送机连接所述第二反应釜的加料口。
进一步地，所述电热煅烧炉上具有尾气出口，该尾气出口连接有尾气处理装置。
进一步地，所述冷却塔的底部设置有冷气入口，其上部设置有气体排出口。
一种环保节能型钛酸钡生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，
S1、在第一反应釜中按预定比例加入碳酸钡矿粉、工艺水、盐酸，充分反应；
S2、通过离心除渣机去除步骤S1中产生的钡渣，并将分离出的原料液送入电加热结晶釜内蒸发结晶，其中电加热结晶釜内产生的蒸汽用于预热原料液；
S3、电加热结晶釜内的晶体混合液依次通过稠厚机和成品机将电加热结晶釜内的原料液分离成母液和高精度氯化钡，其中母液返回至步骤S1中的第一反应釜再次利用，得到的高精度氯化钡送入第二反应釜；
S4、在第二反应釜内根据氯化钡的添加量，按预定比例加入四氯化钛、草酸、水，充分反应；
S5、第二反应釜中的反应液依次通过第一沉降釜和第一分离器分离出盐酸和一次料，并将分离出的盐酸送入盐酸池，调整盐酸池的盐酸浓度后送入步骤S1中的第一反应釜作为原料使用；分离出的一次料送入一次料仓；
S6、将一次料仓内的一次料送入精细塔，在精洗塔内加入纯净水精细，并将精洗后的混合液依次通过第二沉降器和第二分离器，将分离出的盐酸送入步骤S5中的盐酸池，进行二次利用；分离出的精洗料送入精洗料仓；
S7、将精洗料仓中的精洗料送入电热煅烧炉中煅烧，煅烧后的热料进入热料仓；
S8、将热料仓内的热料送入冷却塔冷却得到钛酸钡产品，冷却后的产品在筛分包装间包装成成品。
进一步地，所述步骤S1中的工艺水为从洗气塔排出的洗气水。
本发明的有益效果包括：整个系统无废水排放，满足环保要求，对废水和废热的回收利用，节约了原料和能源，本系统结构紧凑，加快生产节拍，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。
实施例1
一种如图1所示的环保节能型钛酸钡生产系统，其特征在于：包括制备氯化钡溶液的第一反应釜1、制备钛酸钡溶液的第二反应釜2，其中所述第一反应釜1的顶部的排气口连接有洗气塔24，用于吸收第一反应釜1中产生的HCl气体，洗气塔24的顶部连接有自来水；第一反应釜1的底部出口连接有离心出渣机3，用于去除第一反应反应釜1中产生的固体钡渣。所述离心出渣机3的液体出口连接至所述第二反应釜2，用于将氯化钡原液直接送入第二反应釜2。所述第二反应釜2上部的加料口还用于添加草酸、四氯化钛、水等原料。所述第二反应釜2底部的出口连接有第一沉降釜4，所述第一沉降釜4连接有第一分离器5，其作用在于初步分离第二反应釜2反应后的盐酸产物。所述第一分离器5包括料出口和盐酸排出口，其中所述盐酸排出口连接至盐酸池6。所述盐酸池6又返回连接至第一反应釜1的加料口，用于将废盐酸返回二次利用，充分节约原料。
所述第一分离器5的料出口连接至一次料仓7，所述第一次料仓7通过提升装置连接至精洗釜8，所述精洗釜8上部设置有加水口，该加水口用于加注纯净水来精洗一次料。所述精洗釜8底部出口连接有第二沉降釜9，所述第二沉降釜9连接有第二分离器10，用于分离一次料上附着的剩余盐酸。所述第二分离器包括出料口和盐酸出口，其盐酸出口也连接至所述盐酸池6，用于返回至第一反应釜1回收利用。
所述第二分离器10的料出口连接至精洗料仓11，所述精洗料仓11的精洗料依次通过电热煅烧炉12、热料仓13、冷却塔14，其中电热煅烧炉12的气体出口设置有尾气处理装置，用于吸收煅烧炉中产生的水蒸气、CO、CO2等气体；冷却塔14采用空气冷却，在冷却塔14的下部通入冷气，并从冷却塔顶部排出之间放空，不会造成污染。经本系统的最终产物钛酸钡产品从冷却塔14的下部出口进入钛酸钡成品筛分包装间。本系统为连续作业，生产节奏快，且无废水产生，满足环保要求，节约原料，得到的钛酸钡产品纯度可达90％。
实施例2
如图2所示的一种环保节能型钛酸钡生产系统，其余特征与实施例1相同，其区别特征在于：所述离心除渣机3和第二反应釜2之间设置有电加热结晶釜15，用于提纯氯化钡的纯度。所述离心除渣机3具有出渣口和液体出口，其中出渣口连接有钡渣砖机16，可用于将产出的钡渣直接制成钡渣砖，解决固体废物排放的问题。所述离心除渣机3的液体出口连接有原料液槽17，所述原料液槽17内的原料液通过原料液泵18输送到所述电加热结晶釜15中，其中所述原料泵18和电加热结晶釜15之间还设置有换热器19，用于将原料液进行预热。所述电加热结晶釜15顶部具有蒸汽出口，该蒸汽出口连接至所述换热器19上部的气体通道用于加热原料液，且换热器19下部设置有冷凝液出口，该冷凝液出口连接至所述第一反应釜1的加料口；采用回收利用电加热结晶釜15的废热用于预热原料液，一方面使结晶更快减少了加热结晶过程中的能源消耗，另一方面将冷凝后的水蒸气回收利用，减少了水资源的浪费。
所述电加热结晶釜15底部出口依次连接有稠厚机20、成品机21，其中成品机21包括液体出口和干料出口，其液体出口连接至母液槽22，用于收集结晶釜内未完全蒸发的原料液，所述母液槽22内的液体通过母液泵23输送至所述第一反应釜的加料口，其将未蒸发的母液再次进入循环，一方面减少原料浪费，另一方面减少第一反应釜1中的工艺水的加入，节约了水资源。所述成品机21的干料出口通过输送机连接所述第二反应釜2的加料口，进而进入钛酸钡的生产系统。本实施例中的钛酸钡生产系统，充分利用了生产原料，减少资源浪费，回收废热能，降低能源消耗，且无废水排放满足环保要求，最终得到的钛酸钡产品纯度在95％以上。
本发明包括以下步骤：
S1、在第一反应釜中按预定比例加入碳酸钡、工艺水、盐酸，充分反应；
S2、通过离心除渣机去除步骤S1中产生的钡渣，并将分离出的原料液送入电加热结晶釜内蒸发结晶，其中电加热结晶釜内产生的蒸汽用于预热原料液；
S3、电加热结晶釜内的晶体混合液依次通过稠厚机和成品机将电加热结晶釜内的原料液分离成母液和高精度氯化钡，其中母液返回至步骤S1中的第一反应釜再次利用，得到的高精度氯化钡送入第二反应釜；
S4、在第二反应釜内根据氯化钡的添加量，按预定比例加入四氯化钛、草酸、水，充分反应；
S5、第二反应釜中的反应液依次通过第一沉降釜和第一分离器分离出盐酸和一次料，并将分离出的盐酸送入盐酸池，调整盐酸池的盐酸浓度后送入步骤S1中的第一反应釜作为原料使用；分离出的一次料送入一次料仓；
S6、将一次料仓内的一次料送入精细塔，在精洗塔内加入纯净水精细，并将精洗后的混合液依次通过第二沉降器和第二分离器，将分离出的盐酸送入步骤S5中的盐酸池，进行二次利用；分离出的精洗料送入精洗料仓；
S7、将精洗料仓中的精洗料送入电热煅烧炉中煅烧，煅烧后的热料进入热料仓；
S8、将热料仓内的热料送入冷却塔冷却得到钛酸钡产品，冷却后的产品在筛分包装间包装成成品。
所述步骤S1中的工艺水为洗气塔的洗气水。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种环保节能型钛酸钡生产系统，其特征在于：包括制备氯化钡溶液的第一反应釜(1)、制备钛酸钡溶液的第二反应釜(2)，其中所述第一反应釜(1)的顶部排气口连接有洗气塔(24)，底部出口连接有离心出渣机(3)；所述离心出渣机(3)连接至所述第二反应釜(2)；所述第二反应釜(2)底部的出口连接有第一沉降釜(4)，所述第一沉降釜(4)连接有第一分离器(5)，所述第一分离器(5)包括料出口和盐酸排出口，其中所述盐酸排出口连接至盐酸池(6)，所述盐酸池(6)连接至第一反应釜(1)的加料口，所述第一分离器(5)的料出口连接至一次料仓(7)，所述第一次料仓(7)通过提升装置连接至精洗釜(8)，所述精洗釜(8)上部设置有加水口，所述精洗釜(8)底部出口连接有第二沉降釜(9)，所述第二沉降釜(9)连接有第二分离器(10)，所述第二分离器包括出料口和盐酸出口，其盐酸出口连接至所述盐酸池(6)，其料出口连接至精洗料仓(11)，所述精洗料仓(11)的精洗料依次通过电热煅烧炉(12)、热料仓(13)、冷却塔(14)，并从冷却塔(14)的下部出口进入钛酸钡成品筛分包装间。
2.根据权利要求1所述的一种环保节能型钛酸钡生产系统，其特征在于：所述离心除渣机(3)和第二反应釜(2)之间设置有电加热结晶釜(15)；所述离心除渣机(3)具有出渣口和液体出口，其中出渣口连接有钡渣砖机(16)；所述离心除渣机(3)的液体出口连接有原料液槽(17)，所述原料液槽(17)内的原料液通过原料液泵(18)输送到所述电加热结晶釜(15)中，其中所述原料泵(18)和电加热结晶釜(15)之间还设置有换热器(19)，所述电加热结晶釜(15)顶部具有蒸汽出口，该蒸汽出口连接至所述换热器(19)上部的气体通道用于加热原料液，且换热器(19)下部设置有冷凝液出口，该冷凝液出口连接至所述第一反应釜(1)的加料口；所述电加热结晶釜(15)底部出口依次连接有稠厚机(20)、成品机(21)，其中成品机(21)包括液体出口和干料出口，其液体出口连接至母液槽(22)，所述母液槽(22)内的液体通过母液泵(23)输送至所述第一反应釜的加料口；所述成品机(21)的干料出口通过输送机连接所述第二反应釜(2)的加料口。
3.根据权利要求1所述的一种环保节能型钛酸钡生产系统，其特征在于：所述电热煅烧炉(12)上具有尾气出口，该尾气出口连接有尾气处理装置(24)。
4.根据权利要求1所述的一种环保节能型钛酸钡生产系统，其特征在于：所述冷却塔(14)的底部设置有冷气入口，其上部设置有气体排出口。
5.一种环保节能型钛酸钡生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，
S1、在第一反应釜中按预定比例加入碳酸钡矿粉、工艺水、盐酸，充分反应；
S2、通过离心除渣机去除步骤S1中产生的钡渣，并将分离出的原料液送入电加热结晶釜内蒸发结晶，其中电加热结晶釜内产生的蒸汽用于预热原料液；
S3、电加热结晶釜内的晶体混合液依次通过稠厚机和成品机将电加热结晶釜内的原料液分离成母液和高精度氯化钡，其中母液返回至步骤S1中的第一反应釜再次利用，得到的高精度氯化钡送入第二反应釜；
S4、在第二反应釜内根据氯化钡的添加量，按预定比例加入四氯化钛、草酸、水，充分反应；
S5、第二反应釜中的反应液依次通过第一沉降釜和第一分离器分离出盐酸和一次料，并将分离出的盐酸送入盐酸池，调整盐酸池的盐酸浓度后送入步骤S1中的第一反应釜作为原料使用；分离出的一次料送入一次料仓；
S6、将一次料仓内的一次料送入精细塔，在精洗塔内加入纯净水精细，并将精洗后的混合液依次通过第二沉降器和第二分离器，将分离出的盐酸送入步骤S5中的盐酸池，进行二次利用；分离出的精洗料送入精洗料仓；
S7、将精洗料仓中的精洗料送入电热煅烧炉中煅烧，煅烧后的热料进入热料仓；
S8、将热料仓内的热料送入冷却塔冷却得到钛酸钡产品，冷却后的产品在筛分包装间包装成成品。
6.根据权利要求5所述的一种环保节能型钛酸钡生产工艺，其特征在于：所述步骤S1中的工艺水为从洗气塔排出的洗气水。
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