专利名称：一种钛白废酸回收工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于废液处理领域。本发明涉及一种钛白废酸回收方法。
背景技术：
硫酸法生产钛白，每生产I吨钛白粉，产生8 10吨浓度为20%左右的废硫酸。由于钛白废酸除含有主要成分H2SO4外，还含有大量的钛、铁、锰、钒等杂质，其综合利用无论在技术上还是在经济上都受到限制。世界上许多 上不合算而难以实施。相关专利如下CN1966400公开了一种处理用硫酸法生产钛白粉过程中产生废酸的方法，其特征在于，其方法为通过高压耐腐蚀泵将废酸打入5 u m的精密过滤器进行过滤，滤液进入容器；自来水和过滤后的废酸分别进入扩散渗析器的两个进口，进行渗透液硫酸H2SO4和硫酸亚铁FeSO4的第一步分离，将分离得到的渗透液硫酸H2SO4通过高压耐腐蚀泵打入纳滤膜，进行渗透液硫酸H2SO4和硫酸亚铁FeSO4的第二步分离，分离得到的渗透液硫酸H2SO4中含硫酸亚铁FeSO4的含量比例< 0. 1% ;将第二次分离得到的渗透液硫酸H2SO4进入反渗透膜装置，进行反渗透，浓缩液即为稀硫酸成品。CN101486448公开了一种钛白粉废酸回收利用方法，该方法能有效地将废酸中的硫酸浓缩，并使铁及其它重金属离子杂质得以大量地除去，使废酸和铁都得以回收利用，避免了环境污染。该方法包括如下步骤①将10% 25%的钛白废酸酸液在-35 -20°C下冷冻6 30小时，酸液中硫酸亚铁和水份逐步冷冻结晶成冰块；②将冰块与废酸分离对冰块进行固液分离将以上步骤②、步骤③得到的酸液混和，制得浓度为27% 38%的硫酸浓缩液。上述CN1966400，纳滤膜价格高，易损坏；上述CN101486448采用深冷办法，能耗更高。这些方法还存在共同的问题分离酸的纯度不高，得到的酸浓度低，无法直接回用于钛白生产过程，还存在废水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛白废酸回收方法，达到钛白生产酸的循环，实现清
洁生产。本发明的方法是以燃煤或燃气为能源，采取控温气化吸收工艺回收硫酸。整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。本发明具体体现在以下几点(I)燃烧工序，由燃烧装置I、烟道2、降膜浓缩器3三部分组成。以燃煤或燃气为能源，燃烧烟气温度通过二次空气在烟道2中调节温度至900 1100°C，在降膜浓缩器3与吸收工序来硫酸换热，温度降至750 950°C，进入气化工序。(2)汽化净化工序，由第一文丘里管4、汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8组成。燃烧工序来热烟气通过第一文丘里管4，文丘里管喉部喷入废酸混合器6来废酸，汽化室温度控制在340 400°C，废酸中杂质在汽化室5中沉降下来，由底部排放离开系统；汽化混合气进入第二文丘里管7，由吸收塔来硫酸从喉部喷入，温度降至320 340°C，在气液分离器8中，液相送废酸混合器6，气相送吸收工序。(3)吸收工序，由第三文丘里管9、吸收气液分离器10组成。汽化净化工序来混合气通过第三文丘里管9，文丘里管喉部喷入冷水，混合气急剧降温至130 250°C，在吸收气液分离器10中实现气液分离，液相送降膜浓缩器3，气相送尾气处理。(4)余热回收工序，由第二废酸换热器11、二次空气预热器12、第一废酸换热器13、第四文丘里管14和换热气液分离器15组成。硫酸浓缩器出来的浓硫酸余热，经第二废酸换热器11、二次空气预热器12和第一废酸换热器13，温度降至IJ150°C以下，送成品贮槽。二次空气经预热器12送入烟道2中。(5)尾气处理工序，由尾气吸收塔16、循环液槽17、再生槽18组成。
附图I是本发明的工艺流程示意图以下结合附图对本发明的生产工艺作进一步说明。
具体实施例方式参照图1，整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。(I)燃烧工序，由燃烧装置I、烟道2、降膜浓缩器3三部分组成。燃煤或燃气I首先与一次空气H燃烧，燃烧烟气温度再通过二次空气G在烟道2中调节温度至900 IlOO0C,调温后的烟气在降膜浓缩器3与吸收工序来硫酸换热，温度降至750 950°C，进入气化工序。燃烧空气过剩系数取I. 2 I. 5 ;二次空气G经二次空气预热器预热至100 250°C，送烟道2调温；降膜浓缩器的换热管为耐热石英玻璃，封头为钢内衬反腐材质，上封头来液来自于吸收气液分离器10，上封头离开的气相送入气液分离器8和第三文丘里管9之间管道，下封头液相去第二浓废酸换热器11的壳程。(2)汽化净化工序，由第一文丘里管
4、汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8组成。燃烧工序来热烟气通过第一文丘里管4，文丘里管喉部喷入废酸混合器6来废酸，汽化室温度控制在340 400°C，废酸中杂质在汽化室5中沉降下来，由底部排放废渣E离开系统；汽化混合气进入第二文丘里管7，由吸收塔来硫酸从喉部喷入，温度降至320 340°C，在气液分离器8中，液相送废酸混合器6，气相送吸收工序。第一文丘里管4、汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8的材质宜选钢内衬反腐材料，废酸混合器6中混合液是预热废酸与气液分离器8中分离酸液。(3)吸收工序，由第三文丘里管9、吸收气液分离器10组成。汽化净化工序来混合气通过第三文丘里管9，文丘里管喉部喷入冷水J，混合气急剧降温至130 250°C，在吸收气液分离器10中实现气液分离，液相送降膜浓缩器3，气相送尾气处理。第三文丘里管9、吸收气液分离器10的材质宜选钢内衬反腐材料，吸收气液分离器10底流分成两股，一股送降膜浓缩器3，一股送第二文丘里管7喉部。(4)余热回收工序，由第二废酸换热器
11、二次空气预热器12和第一废酸换热器13、第四文丘里管14和换热气液分离器15组成。硫酸浓缩器出来的浓硫酸，经第二浓废酸换热器11、二次空气预热器12和第一废酸换热器13，温度降到150°C以下，产品酸F送成品贮槽；A处进入的钛白废酸由第四文丘里管14喉部喷入，在换热气液分离器15分离后液相再入第一废酸换热器13和第二废酸换热器11预热至200 250°C进入废酸混合器6，气相送尾气处理工序。第二废酸换热器11的外壳与封头宜选钢内衬反腐材料，挡板宜选玻璃钢，换热管宜选石英管；二次空气G经预热器12送入烟道2中，二次空气预热器12为气液直接接触换热器，材质宜为钢内衬反腐材料；第一废酸换热器13选石墨换热器；第四文丘里管14和换热气液分离器15材质也宜为钢内衬反腐材料。(5)尾气处理工序，由尾气吸收塔14、循环液槽15和再生槽16组成。氢氧化钠为吸收剂，氢氧化钙为再生剂，尾气在尾气吸收塔14中与循环液槽15中吸收剂氢氧化钠液逆流接触，脱除尾气中二氧化硫和酸雾后排空尾气B，部分吸收剂送再生槽16用氢氧化钙C再生，再生液回循环液槽15，固相为硫酸钙D排出。降膜浓缩器3的结构中壳体可与烟道连成一个整体或说壳体也是烟道，壳体可采取方型，也可采用圆筒型，外壳与挡板材质采用钢壳内衬耐火砖，钢壳外有保温层，挡板数
2 6，壳程烟气进口与烟道相通，壳程烟气出口与由第一文丘里管4相连。降膜浓缩器3 的封头也可采用方型、半球型、半椭球中一种，材质以采用钢结构内衬防腐瓷片、玻璃片或内衬玻璃钢为宜，也可用直接采用玻璃钢、耐高温腐蚀不锈钢或铸铁。设备材质以采用钢结构内衬防腐材料的，反腐材料指包括瓷片、玻璃片或内衬玻璃钢，也可用直接采用玻璃钢、耐高温腐蚀不锈钢或铸铁。本发明的有益效果是回收酸比较纯净，浓度可调，经济浓度为80 90 %，完全可以满足钛白生产回用的目的；废酸中硫酸盐以固相物分离出来，可进一步综合利用；回收能耗低，具有可观经济效益。
权利要求
1.一种钛白废酸回收方法。其特征在于以燃煤或燃气为能源，采取控温气化吸收工艺回收硫酸。整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。
2.根据权利I所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于燃烧工序，由燃烧装置I、烟道2、降膜浓缩器3三部分组成。以燃煤或燃气为能源，燃烧烟气温度通过二次空气在烟道2中调节温度至900 IIOO0C，在降膜浓缩器3与吸收工序来硫酸换热，温度降至750 950°C，进入气化工序。
3.根据权利I所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于汽化净化工序，由第一文丘里管
4.汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8组成。燃烧工序来热烟气通过第一文丘里管4，文丘里管喉部喷入废酸混合器6来废酸，汽化室温度控制在340 400°C，废酸中杂质在汽化室5中沉降下来，由底部排放离开系统；汽化混合气进入第二文丘里管7，由吸收塔来硫酸从喉部喷入，温度降至320 340°C，在气液分离器8中，液相送 废酸混合器6，气相送吸收工序。
根据权利I所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于吸收工序，由第三文丘里管9、吸收气液分离器10组成。汽化净化工序来混合气通过第三文丘里管9，文丘里管喉部喷入冷水，混合气急剧降温至130 250°C，在第一吸收气液分离器10中实现气液分离，液相送降膜浓缩器3,气相送尾气处理。
5.根据权利I所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于余热回收工序，由第二废酸换热器11、二次空气预热器12和第一废酸换热器13组成。硫酸浓缩器出来的浓硫酸余热，经第二废酸换热器11、二次空气预热器12和第一废酸换热器13，温度降到100°C以下，送成品贮槽。二次空气经预热器12送入烟道2中。
6.根据权利I所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于尾气处理工序，由尾气吸收塔14、循环液槽15和再生槽16组成。
7.根据权利2所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于燃烧空气过剩系数取I.2 I.5 ;二次空气经二次空气预热器预热至100 250°C，送烟道2调温；降膜浓缩器的换热管为耐热石央玻璃，封头且为钢内衬防腐材料，上封头来液来自于吸收气液分尚器10，上封头离开的气相送入气液分离器8和第三文丘里管9之间管道，下封头液相去第二浓废酸换热器11的壳程。
8.根据权利3所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于第一文丘里管4、汽化室5、废酸混合器6、第二文丘里管7和气液分离器8的材质宜选钢内衬防腐材料，废酸混合器6中混合液是预热废酸与气液分离器8中分离酸液。
9.根据权利4所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于第三文丘里管9、吸收气液分离器10的材质宜选钢内衬防腐材料，吸收气液分离器10底流分成两股，一股送降膜浓缩器3，一股送第二文丘里管7喉部。
10.根据权利5所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于第二废酸换热器11的外壳与封头选钢内衬防腐材料，挡板选玻璃钢，换热管选石英管；二次空气经预热器12送入烟道2中，二次空气预热器12为气液直接接触换热器，材质宜为钢内衬防腐材料；第一废酸换热器13选石墨换热器。
11.根据权利6所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于氢氧化钠为吸收剂，氢氧化钙为再生剂，尾气在尾气吸收塔14中与循环液槽15中吸收剂氢氧化钠液逆流接触，脱除尾气中二氧化硫和酸雾后排空，部分吸收剂送再生槽16用氢氧化钙再生，再生液回循环液槽、15，固相为硫酸钙排出。
12.根据权利7所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于降膜浓缩器3的结构中壳体可与烟道连成一个整体或说壳体也是烟道，壳体可采取方型，也可采用圆筒型，外壳与挡板材质采用钢壳内衬耐火砖，钢壳外有保温层，挡板数2 6，壳程烟气进口与烟道相通，壳程烟气出口与由第一文丘里管4相连。降膜浓缩器3的封头也可采用方型、半球型、半椭球中一种，材质以采用钢结构内衬防腐瓷片、玻璃片或内衬玻璃钢为宜，也可用直接采用玻璃钢、耐高温腐蚀不锈钢或铸铁。
13.根据权利8、9、10所述的钛白废酸回收工艺，其特征在于设备材质以宜用钢结构内衬防腐材料的，反腐材料是指瓷片、玻璃片或内衬玻璃钢，也可用直接采用玻璃钢、耐高温腐蚀不锈钢或铸铁。
全文摘要
一种钛白废酸回收方法，更进一步说是以燃煤或燃气为能源，采取控温气化吸收工艺回收硫酸。整个工艺由燃烧工序、汽化净化工序、吸收工序、余热回收工序和尾气处理工序组成。本发明的有益效果是回收酸比较纯净，浓度可调，经济浓度为80～90％，完全可以满足钛白生产回用的目的；废酸中硫酸盐以固相物分离出来，可进一步综合利用；回收能耗低，具有可观经济效益。
文档编号C01B17/90GK102730650SQ20111009359
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者徐继红, 陶俊 申请人:安徽理工大学