硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法及專用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法及專用裝置，將清鈦液在蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的二次蒸汽，經(jīng)機械蒸汽壓縮機升壓、升溫后，再返回蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)保持在－0.08MPa下運行。本發(fā)明鈦液濃縮過程中不會產(chǎn)生局部過熱，濃鈦液的穩(wěn)定性優(yōu)于常規(guī)的單效濃縮。具有大幅度降低蒸汽消耗、節(jié)能效果顯著、鈦液穩(wěn)定性好等特點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法及專用裝置。 硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法及專用裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過程中，鈦鐵礦與硫酸反應(yīng)、經(jīng)過澄清過濾并分離出硫酸亞鐵 之后得到的鈦液，由于濃度較低，不能直接用于水解制備水合二氧化鈦(又稱偏鈦酸)。這樣 的稀鈦液(又稱清鈦液)，必須經(jīng)過濃縮達到一定濃度后，才能進入下一步的水解工序。
[0003] 稀鈦液中主要含有硫酸氧鈦、硫酸鈦、硫酸亞鐵等溶質(zhì)，一般可通過加熱蒸發(fā)的方 法濃縮稀鈦液。由于在常壓狀態(tài)下鈦液的沸點在l〇4_114°C左右，而鈦液本身在80°C以上 就會水解，如果在常壓狀態(tài)下高溫加熱蒸發(fā)，鈦液就會發(fā)生早期水解而生成膠體微粒懸浮 于鈦液中，造成沉降和壓濾的困難，最終影響鈦白粉的質(zhì)量和產(chǎn)量。為了避免早期水解，鈦 液的濃縮必須在真空狀態(tài)下低溫濃縮。
[0004] 目前，我國鈦白行業(yè)基本上還是采用傳統(tǒng)的單效薄膜蒸發(fā)濃縮清鈦液。在實際生 產(chǎn)過程中，一般是要控制鈦液溫度不高于70°C，真空度需要保持在-0. 080MPa以上，才能得 到合格的200g/L的濃鈦液。平均每生產(chǎn)1噸鈦白粉產(chǎn)品，用于鈦液濃縮需要消耗2. 0-3. 0 噸生蒸汽。
[0005] 傳統(tǒng)鈦液濃縮的工藝技術(shù)比較落后，存在以下不足： 1、 蒸汽消耗大。由于采用單效蒸發(fā)，蒸發(fā)一噸水需要消耗1. 25-1. 5噸蒸汽； 2、 濃縮后的鈦液穩(wěn)定性差。因為單效濃縮是采用125-138?的生蒸汽，容易造成鈦液的 局部過熱，使鈦液早期水解產(chǎn)生固相硫酸氧鈦結(jié)晶堵塞蒸發(fā)器列管，而分散到鈦液中的硫 酸氧鈦結(jié)晶會像晶種一樣，不斷增大而沉積下來，給生產(chǎn)造成不必要的損失。同時，由于這 些不良結(jié)晶中心的存在，會嚴(yán)重影響水解產(chǎn)物的性能，影響成品鈦白粉的質(zhì)量； 3、 用于鈦液濃縮的薄膜蒸發(fā)器，采用的鈦金屬材料，價格較高； 4、 由于是單效濃縮，裝置的規(guī)模較小，不能適應(yīng)鈦白粉裝置大型化的發(fā)展需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種可以大幅度降低蒸汽消耗、提高濃鈦液穩(wěn)定性的硫酸 法鈦白鈦液的濃縮方法及專用裝置。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： 一種硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法，其特征是：將清鈦液在蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的二次 蒸汽，經(jīng)機械蒸汽壓縮機升壓、升溫后，再返回蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)保持在一 〇.〇8MPa 下運行。
[0008] 所述的硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法，具體步驟是：清鈦液經(jīng)泵依次通過一級預(yù)熱 器、二級預(yù)熱器，預(yù)熱升溫至臨界溫度，然后經(jīng)循環(huán)泵從進入降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的加熱 器管程，均勻進入加熱室的列管內(nèi)，進行蒸發(fā)，并進入蒸發(fā)器的分離室，濃縮液一部分與清 鈦液混合后返回蒸發(fā)器，一部分經(jīng)濃鈦液泵送下一工序； 降膜或升膜蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)霧沫分離后進入蒸汽壓縮機，通過壓縮機將溫 度、壓力提高后作為熱源返回系統(tǒng)，其中大部分送至降膜或升膜蒸發(fā)器的加熱室殼程，少部 分送至二級預(yù)熱器；蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水與二級預(yù)熱器產(chǎn)生的冷凝水均進入凝結(jié)收 集罐，用于稀鈦液的一級預(yù)熱。
[0009] 硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法的專用裝置，包括串聯(lián)的一級預(yù)熱器、二級預(yù)熱器，二 級預(yù)熱器經(jīng)循環(huán)泵與降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的管程相通，降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的分離器 的濃縮液出口分成二路，一路與清鈦液輸入管連接，另一路與送向下一工序的管路連接；降 膜或升膜石墨蒸發(fā)器的分離器的二次蒸汽出口經(jīng)霧沫分離裝置后與蒸汽壓縮機連接，蒸汽 壓縮機出口分成二路，一路與降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的管程相通，另一路與二級預(yù)熱器連 接；降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的加熱室冷凝水出口、二級預(yù)熱器的冷凝水出口均與凝結(jié)收集 罐相通。
[0010] 本發(fā)明鈦液濃縮過程中不會產(chǎn)生局部過熱，濃鈦液的穩(wěn)定性優(yōu)于常規(guī)的單效濃 縮。具有大幅度降低蒸汽消耗、節(jié)能效果顯著、鈦液穩(wěn)定性好等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0012] 圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013] 一種硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法，將清鈦液在蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的二次蒸汽， 經(jīng)機械蒸汽壓縮機升壓、升溫后，再返回蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)保持在一 〇. 〇8MPa下運 行。
[0014] 具體步驟是： 清鈦液經(jīng)泵依次通過一級預(yù)熱器、二級預(yù)熱器，預(yù)熱升溫至臨界溫度，然后經(jīng)循環(huán)泵從 頂部進入降膜石墨蒸發(fā)器的加熱器管程，均勻進入加熱室的列管內(nèi)，在重力作用下，料液沿 管內(nèi)壁成膜狀下降，進行蒸發(fā)，在底部進入蒸發(fā)器的分離室。濃縮液一部分與清鈦液混合后 返回蒸發(fā)器，一部分經(jīng)濃鈦液泵送下一工序。
[0015] 升膜蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)霧沫分離后進入蒸汽壓縮機，通過壓縮機將溫度、 壓力提高后作為熱源返回系統(tǒng)。其中大部分送至降膜蒸發(fā)器的加熱室殼程，少部分送至二 級預(yù)熱器。蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水與二級預(yù)熱器產(chǎn)生的冷凝水均進入凝結(jié)收集罐，用 于稀鈦液的一級預(yù)熱。
[0016] 所述的硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法的專用裝置，包括串聯(lián)的一級預(yù)熱器1、二級預(yù) 熱器2,二級預(yù)熱器經(jīng)循環(huán)泵與降膜(或升膜)石墨蒸發(fā)器3的管程相通，降膜（或升膜）石 墨蒸發(fā)器的分離器4的濃縮液出口分成二路，一路與清鈦液輸入管5連接，另一路與送向下 一工序的管路6連接；降膜(或升膜）石墨蒸發(fā)器的分離器的二次蒸汽出口經(jīng)霧沫分離裝置 后與蒸汽壓縮機連接，蒸汽壓縮機出口分成二路，一路與降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的管程相 通，另一路與二級預(yù)熱器連接；降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的加熱室冷凝水出口、二級預(yù)熱器的 冷凝水出口均與凝結(jié)收集罐7相通。
【權(quán)利要求】
1. 一種硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法，其特征是：將清鈦液在蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的二 次蒸汽，經(jīng)機械蒸汽壓縮機升壓、升溫后，再返回蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)保持在一 0. 〇8MPa 下運行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法，其特征是：具體步驟是：清鈦液 經(jīng)泵依次通過一級預(yù)熱器、二級預(yù)熱器，預(yù)熱升溫至臨界溫度，然后經(jīng)循環(huán)泵從進入降膜或 升膜石墨蒸發(fā)器的加熱器管程，均勻進入加熱室的列管內(nèi)，進行蒸發(fā)，并進入蒸發(fā)器的分離 室，濃縮液一部分與清鈦液混合后返回蒸發(fā)器，一部分經(jīng)濃鈦液泵送下一工序； 降膜或升膜蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)霧沫分離后進入蒸汽壓縮機，通過壓縮機將溫 度、壓力提高后作為熱源返回系統(tǒng)，其中大部分送至降膜或升膜蒸發(fā)器的加熱室殼程，少部 分送至二級預(yù)熱器；蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水與二級預(yù)熱器產(chǎn)生的冷凝水均進入凝結(jié)收 集罐，用于稀鈦液的一級預(yù)熱。
3. -種權(quán)利要求1所述的硫酸法鈦白鈦液的濃縮方法的專用裝置，其特征是：包括串 聯(lián)的一級預(yù)熱器、二級預(yù)熱器，二級預(yù)熱器經(jīng)循環(huán)泵與降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的管程相通， 降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的分離器的濃縮液出口分成二路，一路與清鈦液輸入管連接，另一 路與送向下一工序的管路連接；降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的分離器的二次蒸汽出口經(jīng)霧沫分 離裝置后與蒸汽壓縮機連接，蒸汽壓縮機出口分成二路，一路與降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的 管程相通，另一路與二級預(yù)熱器連接；降膜或升膜石墨蒸發(fā)器的加熱室冷凝水出口、二級預(yù) 熱器的冷凝水出口均與凝結(jié)收集罐相通。
【文檔編號】B01D1/22GK104117219SQ201410373043
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】馮曦, 馮杰, 劉孝平, 馮圣君 申請人:南通三圣石墨設(shè)備科技股份有限公司