CN111924808B - 硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备及使用方法 - Google Patents

硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备及使用方法 Download PDF

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Abstract

硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备及使用方法，包括转窑高温烟气管道(1)分别连接文丘里塔组A(2)和文丘里塔组B(3)，并通过管道(6)连接文丘里塔组C(7)；所述每一文丘里塔组下面均连接有由收集箱和混配箱组成的集配器，在每一个收集箱和混配箱的隔板下部均设有开口或管道连通；在每个混配箱的中部都连接有抽液泵，抽液泵的出口连接旋流分离器的进口；旋流分离器的出口连接设置在文丘里塔上部的喷淋管；本发明省去了原废酸浓缩专用设备、设施，节省了原废酸浓缩所需要的全部热能，大幅降低了浓缩成本节省了原废酸浓缩所需的维护维修费及人工工资，有效利用了烟气热能，大幅减少了烟气降温所需的低温喷淋用水。

Description

硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备及使用方法
技术领域
本发明属硫酸法钛白粉生产工艺中低浓度硫酸废液回收利用设备及使用方法，具体涉及一种将硫酸法钛白粉生产中的转窑高温烟气用于废酸浓缩的设备及其使用方法。
背景技术
目前，国际国内硫酸法钛白粉生产工艺均产生大量的低浓度硫酸废液。为将低浓度硫酸废液回收利用，需要投资建设专用的废酸浓缩生产线，投资大。浓缩方法就是通过换热器将低浓度废酸中所含的部分水蒸发掉，从而提高液体中酸的浓度。现在只有非金属换热器可用于废酸浓缩！但非金属换热器导热效率低，需要大量的过热蒸汽，能耗成本高！加之换热器件高温强度不好，容易爆管。故障率高；废酸中含有大量的颗粒物，且粘性大，很容易堵管！堵管后不及时清理就可能爆管！因而，设备故障率高，维护周期短，维护维修费用大，导致废酸浓缩的成本很高！很多企业虽然投资建设了废酸浓缩生产线，但常常不愿开启使用，宁可选择碱中和的方法，结果是又产生了大量的固废！
与此同时，转窑又产生了大量的高温烟气，烟气含酸含尘！为实现达标排放，必须投资建设如文丘里塔、水洗塔等除酸除尘降温设备设施。先将烟气中90％以上的酸和尘除去，并将烟气温度降至70℃以下，再送后续设备进一步处理。在此过程中大量的热能被浪费！同时，需要耗费大量的冷却用水！同时又产生大量的含酸含尘废水需要处理。由此可见，目前通用的硫酸法钛白粉生产工艺是有严重缺陷的。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种方法，就是要把转窑烟气中被浪费掉的热能利用起来进行废酸浓缩，同时将烟气中含有的废酸一并回收利用起来。
本发明的技术方案是：硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备及使用方法，转窑高温烟气管道分别连接文丘里塔组A和文丘里塔组B，并通过管道连接文丘里塔组C；所述每一文丘里塔组下面均连接有由收集箱和混配箱组成的集配器；在每一个收集箱和混配箱的隔板下部均设有开口或管道连通；在每个混配箱的中部都连接有抽液泵，抽液泵的出口连接旋流分离器的进口；旋流分离器的出口连接设置在文丘里塔上部的喷淋管；在文丘里塔组A的集配器的收集箱上部设有高浓度废酸流出管；高浓度废酸流出管上设有流量调控阀；在收集箱上部设有液体酸度检测仪，当收集箱内的收集液的酸度达到设定的目标值时，流量调控阀打开，放出成品废酸；在混配箱上部连接有待浓缩的低浓度废酸流入上管；在混配箱下部连接有来自文丘里塔组B的收集箱上部的预浓缩废酸输送管；在预浓缩废酸输送管上装有流量调控阀，在收集箱上部设有液体酸度检测仪；当收集箱内的收集液的酸度达到设定的目标值时，流量调控阀打开，将预浓缩好的废酸输送到文丘里塔组的集配器的混配箱下部；文丘里塔组B的混配箱的下部有管道连接文丘里塔组C的收集箱的上部；在管道上装有流量调控阀；用以控制文丘里塔组C的收集箱的收集液向文丘里塔组B的混配箱的输送速度；文丘里塔组A的收集箱的上部有开口或管道连接文丘里塔组B的收集箱上部，其间设置有气体流量调控阀；在文丘里塔组B的混配箱的顶部，有烟气管道连接文丘里塔组C；文丘里塔组C的收集箱上部，设有溢流管，在其混配箱上部连接有喷淋原水进水管，顶部设有烟气排送管道；所述文丘里塔组A、文丘里塔组B、文丘里塔组C，以及集配器，抽液泵，旋流分离器，喷淋管等功能结构均相同。
本发明每组文丘里塔组由至少1台的文丘里塔构成。
本发明将转窑高温烟气Q经管道分别引入文丘里塔组A、B，经喷淋液洗涤后，除去绝大部分粉尘、酸雾并降温至90℃～120℃后进入管道；再进入文丘里塔组C，第三次除尘、除酸并降温至70℃以下，最后进入后续处理工序；其中，文丘里塔组C的混配箱接收各生产工艺产生的低温低酸废水或原水，以及少量收集液，所混配的喷淋液经配套的抽液泵送至旋流分离器除去颗粒物后，送至配套的喷淋管，对通过的烟气进行除尘、除酸和降温；确保所排出的烟气温度不超过后续工序所限定的温度，如70度；吸收了粉尘、酸雾和热量的喷淋液被配套的收集箱收集；较低温度和酸度的洗涤液通过管道受控输送至文丘里塔组的混配箱；混配箱将和收集箱的部分收集液混合成喷淋液经配套的抽液泵送至旋流分离器除碴后再送至喷淋管使用；当循环喷淋的洗涤液的酸度逐步升高至25～35％时，通过收集箱上部的预浓缩废酸输送管，部份高温液体被受控输送至文丘里塔组A配套的混配箱；混配箱与配套的收集箱的下部有开口或管道相通，接收部分收集液和其它工序产生的废酸液，以及文丘里塔组B的高温洗涤液，由废酸液、收集液、高温洗涤液混合而成的液体经配套的抽液泵送至配套的旋流分离器除去颗粒物，再送至配套的喷淋管，喷入文丘里塔组；随着循环喷淋的进行，废酸的含酸度不断提高，当酸度达到40～60％的目标酸度后，从收集箱上部出口经高浓度废酸流出管送下道工序使用。
收集箱的气体出口配有流量调控阀，用以控制进入文丘里塔组2的烟气量的大小，从而控制的酸度和产酸速度。
本发明的有益效果是：
1、省去了原废酸浓缩专用设备、设施，节省了大量的基建投资。
2、节省了原废酸浓缩所需要的全部热能，大幅降低了浓缩成本。
3、节省了原废酸浓缩所需的维护维修费及人工工资。
4、有效利用了烟气热能，大幅减少了烟气降温所需的低温喷淋用水。
5、95％的烟气酸雾被回收利用，降低了可用废酸的成本，也进一步降低了冷却喷淋水用量，减少后续废水的产生量及处理费用。
6、所用设备均为安全可靠性高的通用设备，耐酸、耐磨、耐高温，且具有良好的散热能力，对降低冷却用水十分有利。
本发明的优点是只需要对原转窑烟气除尘除酸降温处理工艺的前段设备设施进行适当的优化配置，就可以达成上述目的。所用设备成熟度高，安全可靠性好。维护周期长，维修费用少。这种优化配置方法的显著优点是：投资少，效益大，见效快。
附图说明
图1为喷淋液流程示意图；
图2为热能流程示意图；
图3为烟气流程示意图。
具体实施方式
附图1、2、3也是年产25000吨钛白粉厂转窑烟气浓缩废酸应用实例。直径3800mm转窑每小时产生90000M3320℃高温烟气。含SO2+SO3500mg/m3,含尘13g/m3。取用一台规格为FMT-650型的文丘里塔，配一台型号为FMX-250型旋流分离器和一台FMB-150型耐酸耐磨渣浆泵用于废酸浓缩，每小时喷淋量120m3；每小时浓缩酸度为28％的废酸Y130m3，每小时产出浓度为50％的废酸Y2220m3；用型号为FMT-1000型文丘里塔，一台型号为FMX-350型旋流分离器，一台FFB-250型耐酸耐磨泵用于烟气废酸回收和热浓缩，每小时喷淋量为200m3，每小时产浓度为25％的含酸液体Y3245m3；出口烟气平均温度110℃；用一台型号为FMT-1100型文丘里塔，一台型号为FMX-250型旋风分离器，一台型号为FMB-300型耐酸耐磨泵用于烟气终降温，每小时低温废水Y0为120m3，每小时喷淋量200m3，出口烟气温度68℃。维护周期18个月。

Claims (3)

1.硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备，其特征在于：转窑高温烟气管道（1）分别连接文丘里塔组A（2）和文丘里塔组B（3），并通过管道（6）连接文丘里塔组C（7）；所述每一文丘里塔组下面均连接有由收集箱和混配箱组成的集配器；在每一个收集箱和混配箱的隔板下部均设有开口或管道连通；在每个混配箱的中部都连接有抽液泵，抽液泵的出口连接旋流分离器的进口；旋流分离器的出口连接设置在文丘里塔上部的喷淋管；在文丘里塔组A（2）的集配器的收集箱上部设有高浓度废酸流出管（10）；高浓度废酸流出管（10）上设有流量调控阀（101）；在收集箱上部设有液体酸度检测仪（102）； 在混配箱上部连接有待浓缩的低浓度废酸流入上管（11）；在混配箱下部连接有来自文丘里塔组B（3）的收集箱上部的预浓缩废酸输送管（9）；在预浓缩废酸输送管（9）上装有流量调控阀（91），在收集箱上部设有液体酸度检测仪（92）； 文丘里塔组B（3）的混配箱的下部有管道（8）连接文丘里塔组C（7）的收集箱的上部；在管道（8）上装有流量调控阀（81）；用以控制文丘里塔组C（7）的收集箱的收集液向文丘里塔组B（3）的混配箱的输送速度；文丘里塔组A（2）的收集箱的上部有开口或管道连接文丘里塔组B（3）的收集箱上部，其间设置有气体流量调控阀（12）；在文丘里塔组B（3）的混配箱的顶部，有烟气管道（6）连接文丘里塔组C（7）；文丘里塔组C（7）的收集箱上部，设有溢流管（13），在其混配箱上部连接有喷淋原水进水管（14），顶部设有烟气排送管道；所述文丘里塔组A（2）、文丘里塔组B（3）、文丘里塔组C（7），以及集配器，抽液泵，旋流分离器，喷淋管功能结构均相同。
2.根据权利要求1所述的硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备，其特征在于，每组文丘里塔组由至少1台的文丘里塔构成。
3.根据权利要求1或2所述硫酸法钛白粉生产中高温烟气废酸浓缩的设备的使用方法，其特征在于，将转窑高温烟气（Q1）经转窑高温烟气管道（1）分别引入文丘里塔组A（2）、文丘里塔组B（3），经喷淋液洗涤后，除去绝大部分粉尘、酸雾并降温至90℃~120℃后进入管道（6）；再进入文丘里塔组C（7）第三次除尘、除酸并降温至70℃以下，最后进入后续处理工序；其中，文丘里塔组C（7）的混配箱A（71）接收各生产工艺产生的低温低酸废水或原水，以及少量收集液，所混配的喷淋液经配套的抽液泵A（72）送至旋流分离器A（73）除去颗粒物后，送至配套的喷淋管A（74），对通过的烟气（Q4）进行除尘、除酸和降温；确保所排出的烟气温度不超过后续工序所限定的温度；吸收了粉尘、酸雾和热量的喷淋液被配套的收集箱A（75）收集；较低温度和酸度的洗涤液通过管道（8）受控输送至文丘里塔组B（3）的混配箱B（31）；混配箱B（31）将收集液和收集箱B（35）的部分收集液混合成喷淋液经配套的抽液泵B（32）送至旋流分离器B（33）除碴后再送至喷淋管B（34）使用；当循环喷淋的洗涤液的酸度逐步升高至25~35%时，通过收集箱B（35）上部的出口预浓缩废酸输送管（9），部份高温洗涤液被受控输送至文丘里塔组A（2）配套的混配箱C（21）；混配箱C（21）与配套的收集箱C（25）的下部有开口或管道相通，接收部分收集液和其它工序产生的废酸液（Y1），以及文丘里塔组B（3）的高温洗涤液，由废酸液（Y1）、收集液、高温洗涤液混合而成的液体（L2）经配套的抽液泵C（22）送至配套的旋流分离器C（23）除去颗粒物，再送至配套的喷淋管C（24），喷入文丘里塔组A（2）；随着循环喷淋的进行，废酸（Y22）的含酸度不断提高，当酸度达到40~60%的目标酸度后，从收集箱C（25）上部出口经高浓度废酸流出管（10）送下道工序使用。
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