本發(fā)明涉及化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域液體濃縮操作過程，具體是一種濃縮鈦白廢酸的方法。

背景技術(shù)：

在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，有許多液體原料、半成品需要濃縮，加工成產(chǎn)品；有許多液體廢料為了滿足環(huán)保的要求，對廢酸、廢液的濃縮處理，一般都采用蒸汽加熱蒸發(fā)的操作過程。

例如，在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中，最難解決的是廢酸的有效回用，因為含酸濃度為20%左右的廢酸要占處理廢物的70%，廢酸的濃縮除雜處理回用或再用一直是行業(yè)內(nèi)揮之不去又接納不了的嚴(yán)重問題。

縱觀國內(nèi)外硫酸法鈦白粉企業(yè)處理廢酸的方法，采用廢酸濃縮是最主要的方法，國外一些大型硫酸法鈦白粉企業(yè)都使用濃縮法處理廢酸。廢酸濃縮法就是加熱廢酸，使硫酸濃度增加，然后返回酸解工序。濃縮法可以采用浸沒燃燒法和真空濃縮法。浸沒燃燒法為早期的濃縮工藝，工藝過程為在燃燒室中產(chǎn)生的高溫氣體(1200℃左右)，直接噴入廢酸中，使廢酸的水分蒸發(fā)而起到濃縮廢酸的作用，由于硫酸濃度的提高使溶解在廢酸中的硫酸亞鐵以一水硫酸亞鐵的形式析出，該法濃縮后的硫酸濃度不高，而且設(shè)備腐蝕厲害，前蘇聯(lián)有用此法把廢硫酸濃縮至55％后出售或供生產(chǎn)磷肥使用。真空蒸發(fā)濃縮，根據(jù)其蒸發(fā)強(qiáng)度、濃縮級數(shù)，分別把20％左右的廢硫酸濃縮至40％、50％、70％甚至90％以上，該法為近年來國內(nèi)外鈦白粉企業(yè)普遍采用的濃縮方法。但是采用加熱法來濃縮鈦白廢酸存在難以克服的問題：（1）能耗高；（2）蒸發(fā)管道易堵塞，運(yùn)行不穩(wěn)定；（3）設(shè)備材質(zhì)要求高，投資大；（4）操作復(fù)雜，維修困難。所以不適合我國一些中小型鈦白粉企業(yè)。

有關(guān)公開文獻(xiàn)報道了一些濃縮鈦白廢酸的新方法。例如：發(fā)明人劉黔蜀等人在發(fā)明專利ZL201210365019.7中公開了利用太陽能加熱濃縮鈦白廢酸的方法，即利用太陽能加熱裝置對鈦白廢酸進(jìn)行預(yù)加熱，使鈦白廢酸溫度達(dá)到50～90℃，然后將預(yù)加熱后的鈦白廢酸送入配備有電加熱的真空蒸發(fā)槽進(jìn)行濃縮，該方法減少了廢酸濃縮中傳統(tǒng)能源的消耗，降低鈦白廢酸濃縮生產(chǎn)成本，但是太陽能不是365天都能用的，所以太陽能加熱裝置產(chǎn)生的熱量只是作為真空蒸發(fā)槽的輔助熱源而已。

但是上述文獻(xiàn)還是沒能找到一種能耗低、處理方法簡單、又適用于中小型硫酸法鈦白粉企業(yè)的濃縮鈦白廢酸的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種投資少、處理方法簡單、占地面積小，濃縮鈦白廢酸的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是將含酸濃度為20％左右的鈦白廢酸壓入熱管煙氣預(yù)熱器，與煙道尾氣余熱加熱的熱管傳熱段進(jìn)行熱量交換，稀廢酸被加熱，經(jīng)熱管煙氣預(yù)熱器的熱廢酸出口管送入熱管加熱爐，在熱管加熱爐內(nèi)加熱到沸點(diǎn)以上，然后進(jìn)入閃蒸罐，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，鈦白廢酸濃縮到規(guī)定濃度，水蒸汽進(jìn)入水噴射真空泵，水蒸汽被冷凝，被濃縮了的鈦白廢酸從閃蒸罐濃酸出口管排出。

上述一種濃縮鈦白廢酸的方法采用的設(shè)備包括：稀廢酸泵、引風(fēng)機(jī)、熱管煙氣預(yù)熱器、熱管加熱爐、風(fēng)機(jī)、循環(huán)耐酸泵、閃蒸罐、水噴射真空泵，其特征是：稀廢酸泵的出口管與熱管煙氣預(yù)熱器的稀廢酸進(jìn)口管連接；熱管煙氣預(yù)熱器的熱廢酸出口管與熱管加熱爐的熱廢酸進(jìn)口管連接；熱管加熱爐的熱廢酸出口管與閃蒸罐的熱廢酸進(jìn)口管連接；閃蒸罐的蒸汽出口管與水噴射真空泵的蒸汽進(jìn)口管連接；閃蒸罐的循環(huán)出口管與循環(huán)耐酸泵的進(jìn)口管連接；循環(huán)耐酸泵的出口管與熱管加熱爐的循環(huán)進(jìn)口管連接；閃蒸罐的濃廢酸排出管與濃廢酸管連接；風(fēng)機(jī)的出口管與熱管加熱爐的進(jìn)風(fēng)管連接；熱管加熱爐的煙氣出口管與熱管煙氣預(yù)熱器的煙氣進(jìn)口管連接；熱管煙氣預(yù)熱器的煙氣排空管與引風(fēng)機(jī)的進(jìn)口管連接。

上述一種濃縮鈦白廢酸的方法采用的熱管加熱爐是采用煤作燃料的爐，也可采用燃油作燃料的爐，也可采用天然氣作燃料的爐；熱管分兩段制成，其傳熱段采用耐腐蝕特種鋼制成，其加熱段采用抗癢化的鍋爐專用鋼制成。

上述一種濃縮鈦白廢酸的方法采用的熱管煙氣預(yù)熱器的傳熱元件是熱管，熱管分兩段制成，其傳熱段采用耐腐蝕特種鋼制成，而加熱段采用普通碳鋼制成。

上述一種濃縮鈦白廢酸的方法適用于硫酸法制取鈦白粉的工藝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其突出的實質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步是：

(1)工藝過程能耗低：采用熱管加熱爐，加熱效率高；采用真空蒸發(fā)，能耗低；采用煙氣余熱加熱廢酸，節(jié)能效果好，該工藝比通常加熱廢酸使硫酸濃度增加的方法要節(jié)能得多。

(2)工藝簡捷、有效：該工藝過程簡捷而有效，設(shè)備不易堵塞，運(yùn)行安全可靠，為廢酸再利用打下基礎(chǔ)。

(3)經(jīng)濟(jì)效益顯著：該工藝投資少，回收及利用大量的廢酸，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

(4) 環(huán)境效益顯著：該工藝過程不產(chǎn)生任何新的危害環(huán)境的有害物質(zhì)，符合“減量化、資源化”原則，環(huán)境效益顯著。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種濃縮鈦白廢酸的方法的工藝流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種濃縮鈦白廢酸的方法采用的設(shè)備包括：稀廢酸泵1、引風(fēng)機(jī)2、熱管煙氣預(yù)熱器3、熱管加熱爐4、風(fēng)機(jī)5、循環(huán)耐酸泵6、閃蒸罐7、水噴射真空泵8，其特征是：稀廢酸泵1的出口管與熱管煙氣預(yù)熱器3的稀廢酸進(jìn)口管連接；熱管煙氣預(yù)熱器3的熱廢酸出口管與熱管加熱爐4的熱廢酸進(jìn)口管連接；熱管加熱爐4的熱廢酸出口管與閃蒸罐7的熱廢酸進(jìn)口管連接；閃蒸罐7的蒸汽出口管與水噴射真空泵8的蒸汽進(jìn)口管連接；閃蒸罐7的循環(huán)出口管與循環(huán)耐酸泵6的進(jìn)口管連接；循環(huán)耐酸泵6的出口管與熱管加熱爐4的循環(huán)進(jìn)口管連接；閃蒸罐7的濃廢酸排出管與濃廢酸管連接；風(fēng)機(jī)5的出口管與熱管加熱爐4的進(jìn)風(fēng)管連接；熱管加熱爐4的煙氣出口管與熱管煙氣預(yù)熱器3的煙氣進(jìn)口管連接；熱管煙氣預(yù)熱器3的煙氣排空管與引風(fēng)機(jī)2的進(jìn)口管連接。

具體流程如下：采用稀廢酸泵1將鈦白稀廢酸壓入熱管煙氣預(yù)熱器3內(nèi)，與煙氣余熱加熱的熱管傳熱段進(jìn)行熱量交換，稀廢酸被加熱，經(jīng)熱管煙氣預(yù)熱器3的熱廢酸出口管送入熱管加熱爐4，在熱管加熱爐4內(nèi)被加熱到沸點(diǎn)以上，然后進(jìn)入閃蒸罐7的真空環(huán)境中，稀廢酸通過噴頭噴射成霧狀，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，水蒸汽夾帶著液沫通過絲網(wǎng)除沫器，將水蒸汽夾帶的細(xì)小液沫分離，然后通過蒸汽出口管進(jìn)入水噴射真空泵8，水蒸汽被冷凝，由于水噴射真空泵8的抽吸作用，使閃蒸罐7處于真空負(fù)壓狀態(tài)。罐內(nèi)的稀廢酸大量水分被蒸發(fā)，廢酸濃度增高，向下沉降，低濃度的廢酸向上翻滾，液層在罐內(nèi)形成循環(huán)；另一方面，因蒸發(fā)而降溫，且未達(dá)到濃度的上層廢酸用循環(huán)耐酸泵6送入熱管加熱爐4中繼續(xù)加熱，在液體底層達(dá)到濃度要求的濃廢酸從底部濃廢酸排出管排出。用風(fēng)機(jī)5將空氣送入熱管加熱爐4助燃，煙道氣凈化除塵后進(jìn)入熱管煙氣預(yù)熱器3，利用煙道氣余熱加熱熱管，然后用引風(fēng)機(jī)2從熱管煙氣預(yù)熱器3的放空管抽出排向大氣。

實施例1

采用稀廢酸泵1將含酸濃度為20％左右，溫度為50℃的鈦白稀廢酸壓入熱管煙氣預(yù)熱器3內(nèi)，與煙道尾氣余熱加熱的熱管傳熱段進(jìn)行熱量交換，稀廢酸被加熱，溫度提升到80度左右，經(jīng)熱管煙氣預(yù)熱器3的熱廢酸出口管送入熱管加熱爐4，在熱管加熱爐4內(nèi)被加熱到沸點(diǎn)以上，然后進(jìn)入閃蒸罐7的真空環(huán)境中，稀廢酸通過噴頭噴射成霧狀，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，水蒸汽夾帶著液沫通過絲網(wǎng)除沫器，將水蒸汽夾帶的細(xì)小液沫分離，然后通過蒸汽出口管進(jìn)入水噴射真空泵8，水蒸汽被冷凝，由于水噴射真空泵8的抽吸作用，使閃蒸罐7處于真空負(fù)壓狀態(tài)。罐內(nèi)的稀廢酸大量水分被蒸發(fā)，廢酸濃度增高，向下沉降，低濃度的廢酸向上翻滾，液層在罐內(nèi)形成循環(huán)；另一方面，因蒸發(fā)而降溫，且未達(dá)到濃度的上層廢酸用循環(huán)耐酸泵6送入熱管加熱爐4中繼續(xù)加熱，在液體底層達(dá)到濃度為55%左右的濃廢酸從底部濃廢酸排出管排出。用風(fēng)機(jī)5將空氣送入熱管加熱爐4助燃，煙道氣凈化除塵后進(jìn)入熱管煙氣預(yù)熱器3，利用煙道氣余熱加熱熱管，然后用引風(fēng)機(jī)2從熱管煙氣預(yù)熱器3的放空管抽出排向大氣。

實施例2

采用稀廢酸泵1將含酸濃度為30％左右，溫度為70℃的鈦白稀廢酸壓入熱管煙氣預(yù)熱器3內(nèi)，與煙道尾氣余熱加熱的熱管傳熱段進(jìn)行熱量交換，稀廢酸被加熱，溫度提升到100度左右，經(jīng)熱管煙氣預(yù)熱器3的熱廢酸出口管送入熱管加熱爐4，在熱管加熱爐4內(nèi)被加熱到沸點(diǎn)以上，然后進(jìn)入閃蒸罐7的真空環(huán)境中，稀廢酸通過噴頭噴射成霧狀，突發(fā)“閃蒸”，稀廢酸中大量水分蒸發(fā)形成水蒸汽，水蒸汽夾帶著液沫通過絲網(wǎng)除沫器，將水蒸汽夾帶的細(xì)小液沫分離，然后通過蒸汽出口管進(jìn)入水噴射真空泵8，水蒸汽被冷凝，由于水噴射真空泵8的抽吸作用，使閃蒸罐7處于真空負(fù)壓狀態(tài)。罐內(nèi)的稀廢酸大量水分被蒸發(fā)，廢酸濃度增高，向下沉降，低濃度的廢酸向上翻滾，液層在罐內(nèi)形成循環(huán)；另一方面，因蒸發(fā)而降溫，且未達(dá)到濃度的上層廢酸用循環(huán)耐酸泵6送入熱管加熱爐4中繼續(xù)加熱，在液體底層達(dá)到濃度為60%左右的濃廢酸從底部濃廢酸排出管排出。用風(fēng)機(jī)5將空氣送入熱管加熱爐4助燃，煙道氣凈化除塵后進(jìn)入熱管煙氣預(yù)熱器3，利用煙道氣余熱加熱熱管，然后用引風(fēng)機(jī)2從熱管煙氣預(yù)熱器3的放空管抽出排向大氣。