钛白粉连酸解反应设备

在钛白粉生产中,硫酸法生产钛白粉过程中,酸解反应是一个剧烈的放热反应。该反应的特点是反应时间短,温度高,单位时间内排气量大。成分包括骤然汽化的水蒸气,夹带大量酸雾和少量矿物粉尘。由于尾气具有爆发性、瞬时性和腐蚀性,对治理装置的设备、管道和机械提出了特殊要求,这增加了设备投资费用和治理难度。目前,国内主要处理酸解尾气的方法集中在硫酸雾和硫的氧化物。主要依赖大量水冷凝可凝性水蒸气和吸收酸雾。现有主要装置类型可概括如下：水喷淋法：利用风机抽吸酸解尾气,经过清水空塔喷淋降温、除尘,冷凝后的废气再进入填料塔。在填料塔中,废气与稀碱液接触进行洗涤吸收。稀碱液循环使用,当浓度降低到一定程度时,补充新的碱液。大烟筒喷淋法：该方法源自欧洲、日本、捷克、波兰等国。其原理是将酸解废气引入直径和容积较大的喷淋烟囱中。烟囱下半部为扩大段,在中部或上部进行喷淋。该方法利用烟囱的自然高度进行拔风,无需设置风机,从而节省运行费用。然而,其去除效果有限。

本新型硫酸法钛白粉生产过程中,采用酸解反应尾气处理装置。该装置包含分为中性水池和碱性水池的水洗池,碱性水池连接碱性水洗涤循环泵和文丘里喷淋吸收管。文丘里喷淋吸收管分别连接喷淋洗涤塔和尾气引导总管,底部与碱性水池相连,喷淋洗涤塔底部与中性水池相连,上部通过中性水洗涤循环泵与中性水池相接,顶部管道连接尾气风机。该装置通过碱性水洗涤循环泵将碱性水压力输送到文丘里喷淋吸收管,实现了废碱液的回收利用,并降低了污水处理的污水量。中性水洗涤循环泵将中性水输送到洗涤塔,有效降低尾气温度,减少气体排放量。本专利技术资料仅供研究查阅,涉及侵权问题需查阅,商用需专利权人授权。安徽迪诺环保新材料科技有限公司拥有该专利的全部权利,未经其许可擅自商用构成侵权。购买专利可享受国家政策扶持,提升产品附加值。

钛白粉酸解反应设备分为液相法、两相法和固相法三种。液相法使用特定浓度的硫酸,在液相中进行酸解,温度和时间需严格控制以防止早期水解,最终得到硫酸钛溶液。两相法使用不同浓度的硫酸,反应至有沉淀析出,产物为糊状,加水浸取后形成悬浮溶液,反应率较高。固相法则在更高浓度硫酸下进行,反应快速,最高温度可达到特定值,由于硫酸沸点较高,能适应这一条件。产物为固相,加水后可溶解,酸解率最高。固相法酸解相较于液相法和两相法,具有以下优点：首先,耗用硫酸量最少；其次,反应速度快,能显著缩短加热时间和生产周期,提高设备利用率和产量,节约燃料；再者,酸解率最高；此外,溶液的酸值较低,有利于后期水解；最后,设备强度大,生产能力强。

徐言科、于才渊、王宝和、王喜忠、林载祁在《大连理工大学学报》发表关于钛白粉连酸解反应设备的研究,探讨了流化床喷雾造粒装置的最大喷液量。邱宽嵘、金保升、蓝计香、章名耀在《东南大学学报自然科学版》报道了飞灰循环流化床脱硫试验及模型。刘应书、乐恺、崔红社、张德鑫在《变压吸附设备技术交流会论文集》中进行了微型制氧机吸附器高径比实验研究。古世鑑、刘应书、吴天瑞、杜雄伟、蒋华峰、刘文海在《变压吸附设备技术交流会论文集》中研究了变压吸附制氮的关键工艺参数。龙建刚、包雨云、高正明在《第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集》上探讨了搅拌槽内不同桨型组合的气-液分散特性。马晓建、陈俊英、李鹏在《中国生物工程学会年学术年会暨全国生物反应器学术研讨会论文摘要集》中进行了双环流气升式反应器的数值模拟分析。李向阳、禹耕之、毛在砂在《第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集》上对砂双层桨表面曝气反应器构型进行了优化。闵健、高正明在《第三届全国化学工程》上进行了双层涡轮桨搅拌槽内混合过程的大涡模拟研究。

在硫酸法生产钛白粉的酸解反应环节,尾气排放成为国内钛白粉行业亟待解决的污染问题。我国钛白企业面临环保压力,处理成本高昂。硫酸法钛白生产中的酸解反应为剧烈放热反应,主反应时间短,温度高,单位时间内排气量大。酸解过程中,水蒸气迅速汽化,携带大量酸雾和少量矿物粉尘,尾气治理难度大,对设备、管道和机械有特殊要求,增加投资和治理成本。针对这些问题,以下以我公司酸解锅为例,从几个方面进行改造。首先,针对酸解锅及设备,由于酸解条件恶劣,设备腐蚀严重,为防止腐蚀穿孔、渗漏污染环境,危害操作人员健康,提高酸解锅隔离层效果、增强水玻璃胶泥抗渗性是关键。采用橡胶衬里与胶泥衬瓷的复合防腐方案,能有效延长酸解锅的使用寿命。

在钛白粉生产过程中,硫酸法钛白粉的酸解反应是一个强烈的放热反应,其显著特征是反应时间短、温度高,单位时间内排放的气体量较大。该反应产生的水蒸气会迅速汽化,携带大量酸雾和少量矿物粉尘。由于酸解尾气具有爆发性、瞬时性和腐蚀性,其治理对设备、管道和机械提出了特殊要求,这不仅增加了设备投资,也提升了治理难度。国内目前主要针对硫酸雾和硫氧化物进行酸解尾气治理,主要通过大量水冷凝可凝性水蒸气和吸收酸雾来实现。以下是一些主要的处理装置：水喷淋法：使用风机抽取酸解尾气,经过清水空塔喷淋降温、除尘。冷凝后的废气进入填料塔,用稀碱液进行洗涤吸收。稀碱液循环使用,当浓度降低到一定程度时,补充新的碱液。大烟筒喷淋法：此方法源自欧洲、日本、捷克、波兰等国家。其原理是将酸解废气引入直径和容积较大的喷淋烟囱中,烟囱下半部为扩大段,在中部或上部进行喷淋。优点是利用烟囱的自然高度进行拔风,无需风机,从而节省运行费用。然而,这种方法在除雾方面效果有限。