CN216236521U - 一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，属于钛白粉生产技术领域。本实用新型包括与废酸管道相连的第一废酸沉降池，第一废酸沉降池的废酸出口与超滤池相连通，超滤池的出口与二效加热室相连通，一效加热室内还通有热蒸汽，二效加热室内的热蒸汽通过蒸汽管道与二效加热室相连，且一效加热室内的废酸通过循环管道与二效加热室相连。针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，该回收系统针对不同工艺使用要求回用废酸特征进行分级回用，同时采用双效浓缩废酸，提升了废酸的浓缩效率，能够对废酸进行有效回收利用，降低了热能的损耗和回收成本。

Description

一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统

技术领域

本实用新型属于钛白粉生产技术领域，更具体地说，涉及一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统。

背景技术

钛白粉化学名为二氧化钛，具有良好的遮盖力和消色力，是一种常用的白色无机颜料，在涂料、塑料、造纸、化纤等行业具有广泛的应用。目前钛白粉的生产方法有氯化法和硫酸法，而国内应用最广泛的仍然是硫酸法，在硫酸法钛白粉的生产过程中，为了减少杂质对钛白粉质量的影响，需要在漂白之前对偏钛酸进行水洗操作除去可溶性金属离子，这一过程中产生大量废酸、废水，同时该废酸、废水中仍旧含有少量的偏钛酸和可溶钛，因此为了提高钛白粉生产过程的整体收率，行业内部都会对废酸、废水进行物料处理，且随着国家对于环保的不断重视，正确处理废酸也是为了钛白粉行业能够可持续发展。

目前行业内对于废酸的处理，主要实行有以下几种方法：1、将沉降后的废酸经过石粉中和以及石灰中和，再经压榨得到的钙泥可用作水泥建筑砖块使用，压榨水经过絮凝沉降后可用作厂区内自用水。该方法主要缺点有：石粉、石灰粉耗量较大，增加生产成本；硫酸并没有有效回收，降低原材料利用效率；钙泥需求量较小，容易造成堆积，形成环保压力。2、将废酸进行浓缩回用，通过对废酸进行循环蒸发的方式，可有效提升废酸的浓度至50％以上，再去除析出的沉淀物，即可回用。该方法能够有效的提升废酸回用的浓度，回用效果也较好，但在实际应用过程中存在前期成本大、废酸利用率不足、处理量小等问题，因此难以被厂家所接受。

因此，急需设计一款偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，能够对废酸进行有效收集利用，且回收成本低，更加环保。

经检索，有关钛白粉废酸回用已有大量专利公布，如中国专利CN213012427U，公开了一种废酸回收系统，包括初滤装置、储液装置、微滤装置、换热器以及结晶器；废酸经过初滤后进入储液装置，随后在微滤装置中进行亚铁分离，最后废酸被换热器加热浓缩、亚铁在结晶器种结晶分离。该系统能够有效的对废酸进行浓缩处理，同时对于分离出的二氧化钛和二价铁能够有效回用，提升钛白粉的整体收率。但该系统前期成本投入高，需要高度提纯亚铁，能耗较高，换热效率不足。该方案不失为对钛白粉废酸回用的一次良好探索，但仍旧需要加强与实际生产贴合，另外，本行业对钛白粉废酸回收的探索也从未停止。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，该回收系统针对不同工艺使用要求回用废酸特征进行分级回用，同时采用双效浓缩废酸，提升了废酸的浓缩效率，能够对废酸进行有效回收利用，降低了热能的损耗和回收成本。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

本实用新型的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，包括与废酸管道相连的第一废酸沉降池，第一废酸沉降池的废酸出口与超滤池相连通，超滤池的出口与二效加热室相连通，一效加热室内还通有热蒸汽，一效加热室内的热蒸汽通过蒸汽管道与二效加热室相连，且二效加热室内的废酸通过循环管道与一效加热室相连。

作为本实用新型更进一步的改进，第一废酸沉降池的废酸出口通过管道分别与尾气喷淋单元和第二废酸沉降池相连，且尾气喷淋单元的废酸通过管道与第二废酸沉降池相连。

作为本实用新型更进一步的改进，第一废酸沉降池和第二废酸沉降池内添加有絮凝剂，且第一废酸沉降池和第二废酸沉降池底部沉降的偏钛酸均通过管道与偏钛酸回收桶相连。

作为本实用新型更进一步的改进，所述第一废酸沉降池内的废酸温度为45℃～55℃，废酸质量分数为22％～26％；所述第二废酸沉降池内第二废酸沉降池温度为70℃～80℃，废酸质量分数为30％～35％。

作为本实用新型更进一步的改进，第二废酸沉降池的废酸出口通过管道与换热器相连，经换热器冷却后的废酸流入超滤池内。

作为本实用新型更进一步的改进，所述超滤池内的超滤膜的过滤精度为0.01～0.1μm，且控制出口的Fe²⁺浓度﹤10ppm。

作为本实用新型更进一步的改进，超滤池的回收酸出口通过管道与中转桶相连，中转桶的回收酸出口通过管道与二效加热室相连。

作为本实用新型更进一步的改进，一效加热室内的温度为85℃～90℃，二效加热室内的温度为65℃～70℃，且一效加热室和二效加热室内的压力维持在-0.09MPa～-0.11MPa范围内。

作为本实用新型更进一步的改进，一效加热室和二效加热室的回收酸出口分别与二号回酸池和一号回酸池相连，且二号回酸池和一号回酸池内的回收酸分别通入不同的配酸桶内进行调配。

作为本实用新型更进一步的改进，一效加热室和二效加热室内的冷凝水均通入冷凝水桶内，且冷凝水桶内的冷凝水作为冷却水通入换热器内。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，第一废酸沉降池的废酸出口通过管道分别与尾气喷淋单元和第二废酸沉降池相连，且尾气喷淋单元的废酸通过管道与第二废酸沉降池相连，将低浓度废酸与尾气中的SO₂相接触，既降低了尾气温度又吸收了尾气中的SO₂，提升了废酸浓度，又减少了污染排放。先将钛白粉生产车间内排出的废酸在第一废酸沉降池内进行收集沉降，溢流出废酸的一部分进入尾气喷淋单元内进行处理，另一部分废酸则进入第二废酸沉降池内进行二次沉降处理。

(2)本实用新型的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，第二废酸沉降池的废酸出口通过管道与换热器相连，经换热器冷却后的废酸流入超滤池内进行过滤处理，利用超滤池内的超滤模，能够有效分离出微量金属离子，除去废酸中的悬浮粒子和Fe²⁺等，经超滤池过滤后的废酸可直接进行双效浓缩，效率较高。

(3)本实用新型的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，二号回酸池和一号回酸池内的回收酸分别通入不同的配酸桶内进行调配，最后根据回收酸的工艺需求，对双效浓缩内部的回收酸进行回收，分别可进入二号回酸池和一号回酸池，并根据用途可进入配酸桶内进行配酸或者直接进入其他工段进行回用，能够根据不同工艺段的用酸需求进行分级供酸，大大提升了废酸的回用效率，减少了企业的生产成本。

(4)本实用新型的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，冷凝水桶内的冷凝水作为冷却水通入换热器内，其中双效浓缩系统内产生的冷凝水能够作为冷却水水源通入石墨换热器进行热交换，降低了回收成本。

(5)本实用新型的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，双效浓缩系统内设有内循环系统，可根据工艺段的需求对浓缩工艺进行调整；同时系统内部设有内视镜、液位计和压力计，便于生产人员进行观察，提高系统准确性。

附图说明

图1为本实用新型的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统的流程示意图。

图中的标号为：

110、第一废酸沉降池；120、第二废酸沉降池；130、尾气喷淋单元；140、偏钛酸回收桶；150、酸解废酸桶；160、换热器；170、超滤池；200、中转桶；210、一效加热室；211、二号回酸池；220、二效加热室；221、一号回酸池；230、冷凝水桶；240、配酸桶。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，包括与废酸管道相连的第一废酸沉降池110，第一废酸沉降池110的废酸出口与超滤池170相连通，具体地，本实施例中第一废酸沉降池110的废酸出口通过管道分别与尾气喷淋单元130和第二废酸沉降池120相连，且尾气喷淋单元130的废酸通过管道与第二废酸沉降池120相连，将低浓度废酸与尾气中的SO₂相接触，既降低了尾气温度又吸收了尾气中的SO₂，提升了废酸浓度，又减少了污染排放。先将钛白粉生产车间内排出的废酸在第一废酸沉降池110内进行收集沉降，溢流出废酸的一部分进入尾气喷淋单元130内进行处理，另一部分废酸则进入第二废酸沉降池120内进行二次沉降处理。

本实施例中第一废酸沉降池110和第二废酸沉降池120内添加有絮凝剂，且第一废酸沉降池110和第二废酸沉降池120底部沉降的偏钛酸均通过管道与偏钛酸回收桶140相连，絮凝剂能够有效提高废酸的沉降效果，在絮凝剂的作用下，废酸内部大部分的偏钛酸沉降至第一废酸沉降池110和第二废酸沉降池120底部，待第一废酸沉降池110和第二废酸沉降池120的废酸表面有微微泛白时，启动调料泵，将偏钛酸回收至偏钛酸回收桶140内，能够充分回收废酸中带有的偏钛酸，提升整体收率。本实施例中第一废酸沉降池110和第二废酸沉降池120含有PVC斜板组件，废酸经过斜板组件缓慢进入沉降池内，避免对底部沉积的偏钛酸造成冲击。同时在第一废酸沉降池110和第二废酸沉降池120内均设有液位计，当废酸液位到达指定数值后，絮凝剂管道上的电磁阀打开，絮凝剂随之加入第一废酸沉降池110或第二废酸沉降池120内，提升沉降效果。

其中第一废酸沉降池110内的废酸温度为45℃～55℃，废酸质量分数为22％～26％；所述第二废酸沉降池120内的废酸温度为70℃～80℃，废酸质量分数为30％～35％。具体地，本实施例中第一废酸沉降池110内的废酸温度为45℃，废酸质量分数为22％；所述第二废酸沉降池120内第二废酸沉降池120温度为70℃，废酸质量分数为30％。

本实施例中第二废酸沉降池120的废酸出口通过管道与换热器160相连，经换热器160冷却后的废酸流入超滤池170内进行过滤处理，利用超滤池170内的超滤模，能够有效分离出微量金属离子，除去废酸中的悬浮粒子和Fe²⁺等，经超滤池170过滤后的废酸可直接进行双效浓缩，效率较高。其中超滤池170内的超滤膜的过滤精度为0.01～0.1μm，且控制出口的Fe²⁺浓度﹤10ppm，具体地，本实施例中超滤池170内的超滤膜的过滤精度为0.01μm，且控制超滤池170出口处废酸的Fe²⁺浓度﹤10ppm。

本实施例中超滤池170的出口与二效加热室220相连通，一效加热室210内还通有热蒸汽，一效加热室210内的热蒸汽通过蒸汽管道与二效加热室220相连，且二效加热室220内的废酸通过循环管道与一效加热室210相连。具体地，本实施例中超滤池170的回收酸出口通过管道与中转桶200相连，中转桶200的回收酸出口通过管道与二效加热室220相连。一效加热室210和二效加热室220的回收酸出口分别与二号回酸池211和一号回酸池221相连，且二号回酸池211和一号回酸池221内的回收酸分别通入不同的配酸桶240内进行调配，最后根据回收酸的工艺需求，对双效浓缩内部的回收酸进行回收，分别可进入二号回酸池211和一号回酸池221，并根据用途可进入配酸桶240内进行配酸或者直接进入其他工段进行回用，能够根据不同工艺段的用酸需求进行分级供酸，大大提升了废酸的回用效率，减少了企业的生产成本。

其中一效加热室210出口回收酸的质量分数为50％～60％，二效加热室220出口回收酸的质量分数为42％～45％。具体地，本实施例中一效加热室210出口回收酸的质量分数为50％，二效加热室220出口回收酸的质量分数为42％。本实施例中一效加热室210和二效加热室220内的冷凝水均通入冷凝水桶230内，且冷凝水桶230内的冷凝水作为冷却水通入换热器160内，其中双效浓缩系统内产生的冷凝水能够作为冷却水水源通入石墨换热器进行热交换，降低了回收成本。

本实施例中超滤池170中的废酸进入双效中转桶200内，设定一效加热室210内的回收酸进料量并观察二效加热室220的内视镜，待二效加热室220内的分离器的液位有显示时，打开循环管道上的双效循环泵，观察一效加热室210内的分离器的液位是否有显示，随后开启双效内部循环，建立废酸循环。打开真空泵，当真空泵进口真空度达到-0.09～-0.1Mpa时，开启罗茨机，待真空泵进口负压达到0.95Mpa时，开启蒸汽管道的进气阀门，并设定蒸汽压力为0.1Mpa～0.3Mpa，设定蒸汽温度为120Mpa～125℃，保证一效加热室210内温度在85℃～90℃之间，二效加热室220内的温度在65℃～70℃之间，维持一效加热室210和二效加热室220内的真空条件，使得一效加热室210和二效加热室220内的压力维持在-0.09MPa～-0.11MPa范围内，实现在较低的温度下完成对废酸的浓缩处理。本实施例中双效浓缩系统内设有内循环系统，可根据工艺段的需求对浓缩工艺进行调整；同时系统内部设有内视镜、液位计和压力计，便于生产人员进行观察，提高系统准确性。具体地，本实施例中一效加热室210内温度为85℃，二效加热室220内的温度为65℃，维持一效加热室210和二效加热室220内的真空条件，使得一效加热室210和二效加热室220内的压力维持在-0.09MPa。

实施例2

本实施例的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，基本结构与实施例1相同，其不同之处在于，本实施例中本实施例中第一废酸沉降池110内的废酸温度为55℃，废酸质量分数为26％；所述第二废酸沉降池120内的废酸温度为80℃，废酸质量分数为35％。

本实施例中超滤池170内的超滤膜的过滤精度为0.1μm，且控制超滤池170出口处废酸的Fe²⁺浓度﹤10ppm。

本实施例中一效加热室210出口回收酸的质量分数为60％，二效加热室220出口回收酸的质量分数为45％。本实施例中一效加热室210内温度为90℃，二效加热室220内的温度为70℃，维持一效加热室210和二效加热室220内的真空条件，使得一效加热室210和二效加热室220内的压力维持在-0.11MPa。

实施例3

本实施例的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，基本结构与实施例1相同，其不同之处在于，本实施例中本实施例中第一废酸沉降池110内的废酸温度为48℃，废酸质量分数为24％；所述第二废酸沉降池120内的废酸温度为75℃，废酸质量分数为32％。

本实施例中超滤池170内的超滤膜的过滤精度为0.08μm，且控制超滤池170出口处废酸的Fe²⁺浓度﹤10ppm。

本实施例中一效加热室210出口回收酸的质量分数为56％，二效加热室220出口回收酸的质量分数为43％。本实施例中一效加热室210内温度为88℃，二效加热室220内的温度为68℃，维持一效加热室210和二效加热室220内的真空条件，使得一效加热室210和二效加热室220内的压力维持在-0.10MPa。

本实用新型所述实例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：包括与废酸管道相连的第一废酸沉降池(110)，第一废酸沉降池(110)的废酸出口与超滤池(170)相连通，超滤池(170)的出口与二效加热室(220)相连通，一效加热室(210)内还通有热蒸汽，一效加热室(210)内的热蒸汽通过蒸汽管道与二效加热室(220)相连，且二效加热室(220)内的废酸通过循环管道与一效加热室(210)相连。

2.根据权利要求1所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：第一废酸沉降池(110)的废酸出口通过管道分别与尾气喷淋单元(130)和第二废酸沉降池(120)相连，且尾气喷淋单元(130)的废酸通过管道与第二废酸沉降池(120)相连。

3.根据权利要求2所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：第一废酸沉降池(110)和第二废酸沉降池(120)内添加有絮凝剂，且第一废酸沉降池(110)和第二废酸沉降池(120)底部沉降的偏钛酸均通过管道与偏钛酸回收桶(140)相连。

4.根据权利要求3所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：所述第一废酸沉降池(110)内的废酸温度为45℃～55℃，废酸质量分数为22％～26％；所述第二废酸沉降池(120)内第二废酸沉降池(120)温度为70℃～80℃，废酸质量分数为30％～35％。

5.根据权利要求4所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：第二废酸沉降池(120)的废酸出口通过管道与换热器(160)相连，经换热器(160)冷却后的废酸流入超滤池(170)内。

6.根据权利要求5所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：所述超滤池(170)内的超滤膜的过滤精度为0.01～0.1μm，且控制出口的Fe²⁺浓度﹤10ppm。

7.根据权利要求6所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：超滤池(170)的回收酸出口通过管道与中转桶(200)相连，中转桶(200)的回收酸出口通过管道与二效加热室(220)相连。

8.根据权利要求7所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：一效加热室(210)内的温度为85℃～90℃，二效加热室(220)内的温度为65℃～70℃，且一效加热室(210)和二效加热室(220)内的压力维持在-0.09MPa～-0.11MPa范围内。

9.根据权利要求1～8任一一项所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：一效加热室(210)和二效加热室(220)的回收酸出口分别与二号回酸池(211)和一号回酸池(221)相连，且二号回酸池(211)和一号回酸池(221)内的回收酸分别通入不同的配酸桶(240)内进行调配。

10.根据权利要求5所述的一种偏钛酸水洗工序的废酸回收系统，其特征在于：一效加热室(210)和二效加热室(220)内的冷凝水均通入冷凝水桶(230)内，且冷凝水桶(230)内的冷凝水作为冷却水通入换热器(160)内。

Images