CN219907315U - 一种钛白废酸资源化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钛白废酸资源化处理系统,一级换热器的热端进口通过进水与管调节池连接相通、热端出口通过管路与二级换热器的热端进口连接相通，一级换热器的冷端进口和冷端出口与冷却水池连接相通，二级换热器的热端出口与第二储罐连接相通，二级换热器的冷端进口与冷却管路连接相通、冷端出口与酸液储罐的进口连接相通；第二储罐通过第三提升泵与冷冻机组的进料口连接相通，冷冻机组的出料口与带式压滤机的进料口连接相通；带式压滤机设有滤液储槽，滤液储槽的出液口与冷却管路连接相通，带式压滤机的出料口与滤饼储存箱相通。本实用新型简化工艺，能降低管路堵塞和能耗，确保系统生产过程连续、稳定。

Description

一种钛白废酸资源化处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种钛白废酸资源化处理系统，属于钛白废酸处理技术领域。

背景技术

采用硫酸法生产钛白粉的工艺成熟且应用广泛，但在生产过程中会产生浓度约为20%（wt）的钛白废酸，其属于危险废弃物，钛白废酸具有较高的温度（50-65℃）。平均每生产1吨钛白粉可产生5-8吨的钛白废酸，主要杂质为铁，铁浓度约为50-60g/L。

针对钛白废酸的处理方式有以下几种：1、石灰中和法，即废酸与生产中产生的其他酸性废水混合后，直接使用石灰进行中和处理。2、废酸浓缩与石灰中和法相结合，即部分钛白废酸采用蒸发工艺提浓至约50%-60%，再回用至生产中，剩余废酸仍采用中和法处置。利用石灰中和法处置废酸，平均每生产1吨钛白粉最终可产生8-10吨红石膏；该石膏含较高的铁杂质、再利用程度低，通常作为固废进行堆存、填埋，带来极大的环保问题。同时，废酸浓缩存在运行成本高的问题，经济效益较差；此外，浓缩后的废酸经反复套用也会导致杂质不断累积，而增加处理成本。3、对钛白废酸进行浓缩并对无机盐结晶分离，对废酸再回收利用。现有的钛白废酸提浓处理系统，是主要采用多级换热器、制冰机和熟化槽以及板框压滤机和离心机，通过多级换热器对钛白废酸进行冷却浓缩，并在熟化槽内进行熟化结晶，再采用板框压滤机对废酸进行压滤，脱出结晶后的液体作为前部换热器的换热介质，压滤出的滤饼在离心机内打浆，冰水对离心机进行冲洗后作为打浆水，离心后得到的七水硫酸亚铁，同时制冰机的冰水作为后部换热器的换热介质。该提浓处理系统，不仅工艺复杂，流程繁琐，设备投资高，尤其采用压滤后的液体以及冰水分别作为不同换热器的换热介质，但硫酸亚铁的溶解度随温度的降低而降低，通过在4-6℃就能析出七水硫酸亚铁，因此易造成换热器以及管路堵塞，影响整体的处理效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种简化工艺，能降低管路堵塞和能耗，确保生产过程连续、稳定的一种钛白废酸资源化处理系统。

本实用新型为达到上述目的的技术方案是：一种钛白废酸资源化处理系统,其特征在于：包括调节池、一级换热器、二级换热器以及冷冻机组和带式压滤机；

所述调节池用于对存储钛白废酸进行初步散热，所述调节池上设有散热口，散热搅拌装置设置在调节池上，调节池的出水口与进水管连接相通，所述的进水管上设有第一提升泵；

所述一级换热器和二级换热器用于对钛白废酸进行换热，所述一级换热器的热端进口与进水管连接相通、热端出口通过管路与二级换热器的热端进口连接相通，一级换热器的冷端进口和冷端出口与冷却水池连接相通，所述二级换热器的热端出口与第二储罐连接相通，所述的第二储罐上设有第二搅拌装置，二级换热器的冷端进口与冷却管路连接相通、冷端出口与酸液储罐的进口连接相通；

所述的冷冻机组用于对钛白废酸进行冷冻结晶，所述第二储罐通过第三提升泵与冷冻机组的进料口连接相通，冷冻机组的出料口与带式压滤机的进料口连接相通；

所述的带式压滤机用于对冷冻后的钛白废酸进行固液分离，所述的带式压滤机设有滤液储槽，滤液储槽的出液口与冷却管路连接相通，所述的冷却管路上设有输送泵，带式压滤机的出料口与滤饼储存箱相通。

本实用新型的钛白废酸资源化处理系统采用调节池对钛白废酸存储的同时，并对进入换热器前的钛白废酸通过散热搅拌装置进行搅拌动，加速钛白废酸的初步散热，在初步散热后送至一级换热器内进行降温，一级换热器冷媒介质可采用现场的冷却水作为换热介质，再将初次换热后的钛白废酸送至二级换热器内进行换热，通过带式压滤机固液分离后的滤液作为冷媒介质进行二次换热，进一步对钛白废酸降温，将钛白废酸通过与外界换热降温至合适温度后再通入冷冻机组进行冷冻结晶处理，简化工艺，不仅能降低能耗，减少设备投资，处理稳定可靠，有效解决换热器以及管路堵塞的问题。本实用新型通过冷冻结晶有效去除废酸中的杂质铁，实现废酸的提纯、促进其二次利用，能实现废弃物的资源化处理。本实用新型先通过调节池上的散热搅拌装置对进入换热器前的钛白废酸进行均质处理，减少杂质附着在换热器以及各管路上，同时对换热后的钛白废酸送至第二储罐进行存储，并通过第二搅拌装置对换热后的钛白废酸再进行搅拌，能保持钛白废酸均质提供给冷冻机组进行冷冻结晶，提高设备使用寿命，能保障生产过程的稳定进行，并实现连续进/出料处理，提高处理效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的详细描述。

图1是本实用新型一种钛白废酸资源化处理系统的结构示意图。

其中：1—进水泵，2—调节池，3—第一提升泵，4—一级换热器，5—第一储罐，6—第二提升泵，7—二级换热器，8—第二储罐，9—第三提升泵，10—冷冻机组，11—输送泵，12—冷却管路，13—第三储罐，14—第四提升泵，15—带式压滤机，16—滤饼储存箱，17—酸液储罐。

具体实施方式

见图1所示，本实用新型的一种钛白废酸资源化处理系统,包括调节池2、一级换热器4、二级换热器7以及冷冻机组10和带式压滤机15。

见图1所示，本实用新型调节池2用于对存储钛白废酸进行初步散热，调节池2上设有散热口，散热搅拌装置设置在调节池2上，调节池2的出水口与进水管连接相通，进水管上设有第一提升泵3，散热搅拌装置采用现有的电动搅拌装置，通过调节池2上的散热搅拌装置对调节池2内的钛白废酸进行强制搅拌，在自然环境下对钛白废酸进行初步散热，同时对钛白废酸进行均质处理，保持进入后序换热器内的钛白废酸浓度基本相同，减少杂质附着换热器内壁上。

见图1所示，本实用新型调节池2的进水口与原水管连接相通，原水管上设有进水泵1，通过进水泵1将钛白废酸加入调节池2内。

见图1所示，本实用新型的一级换热器4和二级换热器7用于对钛白废酸进行换热，该一级换热器4和二级换热器7均采用板式换热器，板片采用防腐钛材，而具有较好的耐腐性能。一级换热器4的热端进口与进水管连接相通、热端出口通过管路与二级换热器7的热端进口连接相通，一级换热器4的冷端进口和冷端出口与冷却水池连接相通，冷却水池可采用现场冷却水，二级换热器7的冷端进口与冷却管路12连接相通、冷端出口与酸液储罐17的进口连接相通，可充分利用固液分离后的低温滤液，即低温的提纯硫酸作为二级换热器7的换热介质，对通过二级换热器7的钛白废酸再次换热，使钛白废酸进行换热降温至合适温度，换热后提纯硫酸进入酸液储罐17内存储，提纯后的酸液回用生产或应用于其他合适场景。本实用新型为保持酸液储罐17内提纯硫酸浓度基本一致，酸液储罐17内设有搅拌装置，该搅拌装置同样采用现有电机搅拌装置。本实用新型通过搅拌散热和二级换热对钛白废酸降温，能解决直接使用冷冻机组10冷却降温带来能耗大、设备投资大的问题。见图1所示，本实用新型二级换热器7的热端出口与第二储罐8连接相通，第二储罐8上设有第二搅拌装置，第二搅拌装置为现有的电动搅拌装置，通过第二储罐8上的第二搅拌装置对换热后的钛白废酸进行搅拌均质，使钛白废酸通过冷冻机组10处理后，有更多的七水硫酸亚铁被析出。

见图1所示，本实用新型一级换热器4的热端出口通过管路与第一储罐5的进料口连接相通，第一储罐5通过第二提升泵6与二级换热器7的热端进口连接相通，第一储罐5上设有第一搅拌装置，可通过第一储罐5对初步换热后的钛白废酸存放并进行搅拌，使第一储罐5内的钛白废酸均质处理，减少杂质附着在二级换热器7内壁和管路上，以提高二级换热器7的使用寿命。

见图1所示，本实用新型冷冻机组10用于对钛白废酸进行冷冻结晶，该冷冻机组10为现有的冷冻机组，第二储罐8通过第三提升泵9与冷冻机组10的进料口连接相通，通过第三提升泵9将换热后存放在第二储罐8内的钛白废酸送至冷冻机组10进行冷冻结晶处理，冷冻机组10的出料口与带式压滤机15的进料口连接相通，钛白废酸通过冷冻结晶后，利用低温废酸中硫酸亚铁溶解度降低而过饱和的原理，获取产品硫酸亚铁，并可有效去除废酸中的杂质铁，且采用冷冻机组10对钛白废酸冷冻结晶，不会造成管路的堵塞，并能提高处理量。

见图1所示，本实用新型带式压滤机15用于对冷冻后的钛白废酸进行固液分离，通过压滤处理得到滤饼即硫酸亚铁和滤液即提纯硫酸，带式压滤机15设有滤液储槽，滤液储槽的出液口与冷却管路12连接相通，冷却管路12上设有输送泵11，通过输送泵11将滤液送至二级换热器7的冷端进口作为换热介质，实现能量回收，而降低能耗，带式压滤机15的出料口与滤饼储存箱16相通，滤饼可进一步烘干后售卖，也可直接售卖，同时采用带式压滤机15能实现连续进/出料处理。

见图1所示，本实用新型冷冻机组10的出料口通过管路与第三储罐13的进料口连接相通，第三储罐13上设有第三搅拌装置，该第三搅拌装置也为现有的电动搅拌装置，第三储罐13通过第四提升泵14与带式压滤机15的进料口相通，第三储罐13对冷冻后的钛白废酸进行存储，并通过第三搅拌装对冷冻后的钛白废酸进行搅拌，通过第四提升泵14将冷冻后的钛白废酸送至带式压滤机15进行固液分离。

见图1所示，采用本实用新型的钛白废酸资源化处理系统对钛白废酸处理时，将50-65℃的钛白废酸通过进水泵1进入调节池2中，散热搅拌装置对废酸搅拌并在自然环境下散热，再由第一提升泵3将钛白废酸从调节池2中泵入一级换热器4进行初次换热，冷媒为冷却循环水，钛白废酸经初次换热后温度降低约20℃左右，第一储罐5中的废酸通过第二提升泵6泵入二级换热器7中进行二次换热，将钛白废酸进一步降温至约15℃左右后进行第二储罐8内，第三提升泵9将第二储罐8内的钛白废酸泵入冷冻机组10，经制冷剂热交换作用，钛白废酸温度降到-10～0℃，并伴有大量七水硫酸亚铁析出，冷冻后的钛白废酸进入第三储罐13中，第四提升泵14将第三储罐13中的钛白废酸泵入带式压滤机15中，固液分离后得到滤饼（硫酸亚铁）和滤液（提纯硫酸），滤液储槽收集的滤液通过输送泵11泵入二级换热器7中作为冷源，换热后提纯硫酸进入酸液储罐17中存放，实现再利用，滤饼进入滤饼储存箱16中，滤饼为副产的硫酸亚铁，其具有一定的经济价值，可作为产品售卖，用于水的絮凝净化，以及从城市和工业污水中去除磷酸盐；还在新能源领域，用其制备磷酸铁，继而进一步生产磷酸铁锂。

Claims (5)

1.一种钛白废酸资源化处理系统,其特征在于：包括调节池（2）、一级换热器（4）、二级换热器（7）以及冷冻机组（10）和带式压滤机（15）；

所述调节池（2）用于对存储钛白废酸进行初步散热，所述调节池（2）上设有散热口，散热搅拌装置设置在调节池（2）上，调节池（2）的出水口与进水管连接相通，所述的进水管上设有第一提升泵（3）；

所述一级换热器（4）和二级换热器（7）用于对钛白废酸进行换热，所述一级换热器（4）的热端进口与进水管连接相通、热端出口通过管路与二级换热器（7）的热端进口连接相通，一级换热器（4）的冷端进口和冷端出口与冷却水池连接相通，所述二级换热器（7）的冷端进口与冷却管路（12）连接相通、冷端出口与酸液储罐（17）的进口连接相通，二级换热器（7）的热端出口与第二储罐（8）连接相通，所述的第二储罐（8）上设有第二搅拌装置；

所述的冷冻机组（10）用于对钛白废酸进行冷冻结晶，所述第二储罐（8）通过第三提升泵（9）与冷冻机组（10）的进料口连接相通，冷冻机组（10）的出料口与带式压滤机（15）的进料口连接相通；

所述的带式压滤机（15）用于对冷冻后的钛白废酸进行固液分离，所述的带式压滤机（15）设有滤液储槽，滤液储槽的出液口与冷却管路（12）连接相通，所述的冷却管路（12）上设有输送泵（11），带式压滤机（15）的出料口与滤饼储存箱（16）相通。

2.根据权利要求1所述的一种钛白废酸资源化处理系统,其特征在于：所述一级换热器（4）的热端出口通过管路与第一储罐（5）的进料口连接相通，第一储罐（5）通过第二提升泵（6）与二级换热器（7）的热端进口连接相通，所述第一储罐（5）上设有第一搅拌装置。

3.根据权利要求1所述的一种钛白废酸资源化处理系统,其特征在于：所述冷冻机组（10）的出料口通过管路与第三储罐（13）的进料口连接相通，所述的第三储罐（13）上设有第三搅拌装置；第三储罐（13）通过第四提升泵（14）与带式压滤机（15）的进料口相通。

4.根据权利要求1所述的一种钛白废酸资源化处理系统,其特征在于：所述调节池（2）的进水口与原水管连接相通，原水管上设有进水泵（1）。

5.根据权利要求1所述的一种钛白废酸资源化处理系统,其特征在于：所述酸液储罐（17）上设有搅拌装置。