专利名称：钛白废酸浓缩过程中防止加热列管堵塞的方法
技术领域：
本发明涉及一种硫酸法钛白粉生产过程中在浓缩工序防止加热列管堵塞的方法，属于钛白粉生产领域。
背景技术：
钛白粉(俗称钛白)以其无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，以及良好的遮盖力、着色力等性能广泛应用于许多领域，如涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张、陶瓷和合成纤维等。钛白生产主要有硫酸法和氯化法两类，我国的钛白粉厂主要采用硫酸法生产工艺。硫酸法钛白生产工艺包括萃取、蒸发、浓缩、结晶、沉降、水解等化工单元，整个流程会产生大量的废硫酸，据统计采用硫酸法工艺每生产It钛白粉要同时产生3-4t副产物七水硫酸亚铁(绿矾)，5-8t的废硫酸(浓度约20% )徐亮，钛白粉生产酸性废水处理工艺技术研究[J].污染防治技术，1998，11 (2):113-115.，如何合理有效地处置这些废酸是生产厂家在三废处理过程中所要首要解决的问题。钛白废酸浓缩之后循环再利用被认为是最有前途的方法，并已被德国、西班牙等国的许多钛白生产厂家所采用，国内部分厂家目前也是在尝试浓缩回用，但均存在各种各样的问题。浓缩方法有浸没燃烧法，真空蒸发浓缩法等。由于废酸中富含大量金属杂质离子，在高温浓缩体系下极容易结垢，附着在换热器管壁上，造成流体流速减慢甚至堵塞现象，尤其是石墨换热器列管，结垢问题相当严重。石墨换热器的结垢会降低传热效率，阻塞水流，增加流动阻力，引起管线局部产生垢下腐蚀，极大的抑制着工厂的生产效率。目前，国内还没有一种很好的方法进行清除，这是由于石墨管性脆，换热器属于管板式结构，列管数量一般大于500根且石墨换热管较长，拆卸清洗难度较大。目前，硫酸法钛白的废酸浓缩工艺中，为了防止加热列管的堵塞普遍采用以下办法:1.强制循环CN101618864A，即通过增加强制循环泵，使废酸在换热器列管内高速运动，以减轻杂质对列管的堵塞。2.降低浓度，即降低废酸的浓缩浓度，防止更多的杂质析出。以前浓缩浓度一般是从20 %浓缩到70 %，现在一般浓缩到50 %左右。3.混料CN102320580A，通过把多效浓缩系统得到的浓缩酸部分引回一效浓缩系统，使一效循环酸中始终含有一定的亚铁细晶体，使析出的二氧化钛胶体及硫酸钙附着在晶体表面而被带出系统，防止列管堵塞。上述都是行之有效的方法，但都不能消除列管的堵塞。采用上述方法后，废酸浓缩的开工时间从每5天一清管提高到了 10-12天一清管，大大延长了废酸浓缩的开机时间。但上述方法还不能彻底防止传热列管的堵塞。每个月总要有几天停机清洗管道，大大降低了设备运行的效率。 表面活性物质作为水处理助剂，对其在给水系统中的缓蚀、杀菌、消泡、絮凝、清洗及阻垢等方面的作用及其机理，国内外都有较多的研究和报道。但就整个化工领域来说，给水系统仅为一个方面，而表面活性剂作为阻垢剂应用于其它化工生产设备(管、罐、塔等)方面的成功例子并不多。利用表面活性物质防止硫酸法钛白生产过程中的加热列管堵塞也未见相关报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种硫酸法钛白生产过程中防止浓缩工序加热列管堵塞的方法，具体是提供一种利用表面活性物质防止浓缩工序加热列管堵塞的方法，以解决硫酸法钛白废酸浓缩过程中的堵塞问题，提高废酸浓缩设备的运行效率。本发明的要点是在待浓缩的废酸中添加一种作为阻垢剂的表面活性剂，防止浓缩过程中产生的固体沉积物粘附在石墨列管的内壁，造成列管的堵塞。硫酸法钛白废酸浓缩设备一般采用石墨列管，表面亲油，待浓缩的废酸为多种无机盐的混合物，离子性比较强。加入表面活性剂后，由于表面吸附使得无机盐粒子之间、无机盐与设备壁之间以及无机盐与溶液之间界面性质发生改变，导致表面活性剂各种作用的发生，如分散稳定作用、絮凝作用、增溶作用和乳化作用等，起到阻垢的效果。通过试验筛选，以有机磷酸和有机磺酸类物质效果最佳，但有机磷酸会带入部分磷酸盐，对后续的钛白粉生产不利，本发明选择有机磺酸类物质作为阻垢剂。本发明的简要说明:本发明是在废酸浓缩的进料口添加一种有机磺酸类的阻垢剂，这种物质通过表面吸附导致的分散稳定作用、絮凝作用、增溶作用和乳化作用等，能防止浓缩过程中产生的污垢在石墨列管上沉积，从而防止浓缩列管的堵塞，起到阻垢的效果。本发明所述的有机磺酸类物质可以是十四至二十烷基磺酸类、十二烷基苯磺酸类的物质，例如十八烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、二十烷基磺酸钠。使用时先配制成3-15%的水溶液，如果溶解慢，可以加部分碱辅助溶解。使用时按废酸进料体积的 0.5%o _1%0加入。添加的方式:一般采取并流添加，即将阻垢剂溶液与废酸溶液同时加入废酸浓缩
>J-U ρ α装直。按照本发明的方法，硫酸钛白粉的废酸浓缩开机时间平均达到了 40天以上，比原来的最好记录提高了 3倍以上，防止列管结垢效果非常明显。而且，表面活性剂的加入未对后续的钛白生产产生不利影响，浓缩后的硫酸用于钛白生产所生产的钛白粉性能优良。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进一步进行阐述:实施例1:在硫酸法钛白的废酸浓缩过程中，浓缩装置废酸进料量25吨/hr，采用十八烷基磺酸钠作为阻垢剂，配成3%的水溶液，添加废酸体积量的0.7%。，设备连续运行40天没有堵塞，大大超过了以往的设备开机运行记录。实施例2: 在硫酸法钛白的废酸浓缩过程中，浓缩装置废酸进料量25吨/hr，采用十四烷基磺酸钠作为阻垢剂，配成10%的水溶液，添加废酸体积量的0.5%。，连续运行40天没有堵塞。实施例3:在硫酸法钛白的废酸浓缩过程中，浓缩装置废酸进料量25吨/hr，采用十二烷基苯磺酸钠作为阻垢剂，配成12%的水溶液，添加废酸体积量的1%。，连续运行55天没有堵塞。实施例4:在硫酸法钛白的废酸浓缩过程中，浓缩装置废酸进料量25吨/hr，采用二十烷基磺酸钠作为阻垢剂，配成15%的水溶液，添加废酸体积量的0.75%。，连续运行40天没有堵塞，大大超过了以往 的设备开机运行记录。
权利要求
1.一种钛白废酸浓缩过程中防止加热列管堵塞的方法，其特征在于:在废酸浓缩的进料口中加入阻垢剂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述的阻垢剂为表面活性剂。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于:所述的表面活性剂为磺酸类表面活性剂。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于:所述的磺酸类表面活性剂为十四至二十烷基磺酸类表面活性剂、十二烷基苯磺酸类表面活性剂。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于:阻垢剂以3-15%的水溶液形式加入。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于:阻垢剂与废酸以并流的方式加入。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于:阻垢剂的加入量为废酸进料体积的.0.5‰ -1‰。
全文摘要
钛白废酸浓缩过程中防止加热列管堵塞的方法，该方法是在待浓缩的废酸中添加一种作为阻垢剂的有机磺酸类表面活性剂，所述的有机磺酸类表面活性剂可以是十四至二十烷基磺酸类、十二烷基苯磺酸类的物质，使用时先配制成3-15％的水溶液，按废酸进料体积的0.5‰-1‰加入。本发明的方法可以有效解决硫酸法钛白废酸浓缩过程中的堵塞问题，提高废酸浓缩设备的运行效率。
文档编号C01G23/053GK103121713SQ20131007670
公开日2013年5月29日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者申锐, 柴春旺 申请人:广西金茂钛业有限公司