[发明专利]一种浓缩钛白废酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业领域液体浓缩操作过程，具体是一种浓缩钛白废酸的方法。

背景技术

在化学工业领域内，有许多液体原料、半成品需要浓缩，加工成产品；有许多液体废料为了满足环保的要求，对废酸、废液的浓缩处理，一般都采用蒸汽加热蒸发的操作过程。

例如，在硫酸法钛白粉生产中，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%，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。

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。浓缩法可以采用浸没燃烧法和真空浓缩法。浸没燃烧法为早期的浓缩工艺，工艺过程为在燃烧室中产生的高温气体(1200℃左右)，直接喷入废酸中，使废酸的水分蒸发而起到浓缩废酸的作用，由于硫酸浓度的提高使溶解在废酸中的硫酸亚铁以一水硫酸亚铁的形式析出，该法浓缩后的硫酸浓度不高，而且设备腐蚀厉害，前苏联有用此法把废硫酸浓缩至55％后出售或供生产磷肥使用。真空蒸发浓缩，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。但是采用加热法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，浓缩钛白废酸的方法。

为实现上述目的，本发明是将含酸浓度为20％左右的钛白废酸压入热管烟气预热器，与烟道尾气余热加热的热管传热段进行热量交换，稀废酸被加热，经热管烟气预热器的热废酸出口管送入热管加热炉，在热管加热炉内加热到沸点以上，然后进入闪蒸罐，突发“闪蒸”，稀废酸中大量水分蒸发形成水蒸汽，钛白废酸浓缩到规定浓度，水蒸汽进入水喷射真空泵，水蒸汽被冷凝，被浓缩了的钛白废酸从闪蒸罐浓酸出口管排出。

上述一种浓缩钛白废酸的方法采用的设备包括：稀废酸泵、引风机、热管烟气预热器、热管加热炉、风机、循环耐酸泵、闪蒸罐、水喷射真空泵，其特征是：稀废酸泵的出口管与热管烟气预热器的稀废酸进口管连接；热管烟气预热器的热废酸出口管与热管加热炉的热废酸进口管连接；热管加热炉的热废酸出口管与闪蒸罐的热废酸进口管连接；闪蒸罐的蒸汽出口管与水喷射真空泵的蒸汽进口管连接；闪蒸罐的循环出口管与循环耐酸泵的进口管连接；循环耐酸泵的出口管与热管加热炉的循环进口管连接；闪蒸罐的浓废酸排出管与浓废酸管连接；风机的出口管与热管加热炉的进风管连接；热管加热炉的烟气出口管与热管烟气预热器的烟气进口管连接；热管烟气预热器的烟气排空管与引风机的进口管连接。

上述一种浓缩钛白废酸的方法采用的热管加热炉是采用煤作燃料的炉，也可采用燃油作燃料的炉，也可采用天然气作燃料的炉；热管分两段制成，其传热段采用耐腐蚀特种钢制成，其加热段采用抗痒化的锅炉专用钢制成。

上述一种浓缩钛白废酸的方法采用的热管烟气预热器的传热元件是热管，热管分两段制成，其传热段采用耐腐蚀特种钢制成，而加热段采用普通碳钢制成。

上述一种浓缩钛白废酸的方法适用于硫酸法制取钛白粉的工艺。

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)工艺过程能耗低：采用热管加热炉，加热效率高；采用真空蒸发，能耗低；采用烟气余热加热废酸，节能效果好，该工艺比通常加热废酸使硫酸浓度增加的方法要节能得多。

(2)工艺简捷、有效：该工艺过程简捷而有效，设备不易堵塞，运行安全可靠，为废酸再利用打下基础。