鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及是一種用來(lái)處理鈦白粉生產(chǎn)中水解環(huán)節(jié)的鈦白廢酸的設(shè)備，特別是一種鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源化是發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可缺少的重要自然資源，目前，在世界許多地方水資源短缺，這與水資源的合理利用及水污染等問(wèn)題密切相關(guān)，工業(yè)廢酸導(dǎo)致的水污染占據(jù)了很大的比例。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境治理和保護(hù)的投入，工業(yè)廢酸廢水的處理越來(lái)越受到的重視。同時(shí)，對(duì)水資源的最大利用與回收是解決水資源短缺的一個(gè)重要途徑。
[0003]欽白粉是最常用的白色顏料之一，我國(guó)的欽白粉行業(yè)在過(guò)去十多年間得到了迅猛的發(fā)展，并超過(guò)日本躍居亞洲地區(qū)最大的欽白粉消費(fèi)國(guó)及生產(chǎn)國(guó)。未來(lái)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的帶動(dòng)下，中國(guó)對(duì)欽白粉的需求仍將會(huì)保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。欽白粉的工業(yè)生產(chǎn)方法有硫酸法和氯化法兩種，其中硫酸法是目前我國(guó)生產(chǎn)欽白粉的主要方法之一，硫酸法生產(chǎn)鈦白粉水解過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸(含H2SOjt 20%，F(xiàn)e 2+約3% )，即每生產(chǎn)I噸欽白粉，會(huì)產(chǎn)生
7-8噸20%的廢硫酸以及大量的酸性廢水，這些副產(chǎn)物如不能妥善處理，不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，而且會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染，治理并回收利用這些廢酸，是解決環(huán)保及硫酸法欽白工業(yè)發(fā)展的重要課題。
[0004]目前鈦白廢酸的處理方法有:直接中和法，如用石灰，氨或苛性鈉中和，但該方法治標(biāo)不治本，不能從根本上去除污染，既浪費(fèi)資源又容易引起二次污染，不適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；此外廢酸可用于生產(chǎn)活性白土、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸銨、醋酸錳、聚合硫酸鐵新型復(fù)合聚硅硫酸鐵鋁等。從這些治理措施看，由于所產(chǎn)廢酸數(shù)量較大，無(wú)論是何種處理方式，都不能從根本上解決廢酸的出路，只有廢酸濃縮才是最有效的治理方法，既可以回收水解廢酸中的硫酸，降低環(huán)境污染，又可以將回收的硫酸重復(fù)利用到鈦白粉的生產(chǎn)水解環(huán)節(jié)。
[0005]膜蒸餾法是一種以物理過(guò)程為主的膜接觸器分離技術(shù)。該技術(shù)是將膜技術(shù)與蒸發(fā)過(guò)程相結(jié)合的膜分離過(guò)程，其所用的膜材料為不被待處理料液所潤(rùn)濕的疏水性微孔膜。它利用微孔膜將不同的兩相分開(kāi)，其中一相為熱側(cè)料液，直接與疏水性膜接觸，產(chǎn)物側(cè)即膜冷側(cè)為液相或(氣)汽相，直接或間接與低溫水溶液接觸。系統(tǒng)工作時(shí)，熱側(cè)溶液中易揮發(fā)物質(zhì)呈氣(汽)態(tài)透過(guò)膜進(jìn)入另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)分離。它具有如下優(yōu)點(diǎn):膜蒸餾過(guò)程中的蒸發(fā)區(qū)與冷凝區(qū)的距離僅為膜的厚度，因而相對(duì)傳統(tǒng)的蒸餾過(guò)程具有更高的蒸餾效率；過(guò)程操作溫度低，高溫進(jìn)料側(cè)的溫度一般為50?60°C，因而可以利用低溫?zé)嵩慈缣?yáng)能、地?zé)峒肮I(yè)生產(chǎn)中的廢熱；由于僅有蒸汽能透過(guò)膜孔，因此對(duì)一些非揮發(fā)性物質(zhì)(如無(wú)機(jī)鹽)的理論截流率為100%，可獲得十分純凈的產(chǎn)物。目前缺少相應(yīng)的工藝設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置。
[0007]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下途徑實(shí)現(xiàn)的:一種鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，料液儲(chǔ)存罐兩端通過(guò)聯(lián)合接頭接通膜組件與冷側(cè)循環(huán)管路，通過(guò)冷循環(huán)管路連接冷側(cè)滲透液罐，所述冷循環(huán)管路上安裝有二號(hào)循環(huán)泵及恒溫器；料液儲(chǔ)存罐外壁上設(shè)有水浴槽，該水浴槽通過(guò)熱循環(huán)管路連接熱水浴裝置；料液儲(chǔ)存罐內(nèi)安裝有攪拌裝置。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的料液儲(chǔ)存罐底部通過(guò)漏斗連接有廢酸儲(chǔ)存罐。
[0009]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的料液儲(chǔ)存罐與廢酸儲(chǔ)存罐之間通過(guò)管道連接有一號(hào)循環(huán)泵及閥門(mén)。
[0010]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的冷循環(huán)管路上分別安裝有冷側(cè)流量計(jì)、冷側(cè)溫度計(jì)、冷側(cè)壓力計(jì)、溫度計(jì)及冷側(cè)進(jìn)口閥門(mén)。
[0011]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的料液儲(chǔ)存罐內(nèi)安裝有溫度傳感器。
[0012]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的循環(huán)滲透液儲(chǔ)存罐內(nèi)安裝有電導(dǎo)率測(cè)試裝置。
[0013]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的循環(huán)滲透液儲(chǔ)存罐置于電子天平上。
[0014]本實(shí)用新型鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能，處理效果好，最大限度降低對(duì)部分設(shè)備的腐蝕性，使資源得到充分利用。相比于鈦白廢酸的直接接觸式膜蒸餾處理方法，本設(shè)備的優(yōu)勢(shì)是:廢酸直接存儲(chǔ)在耐酸性罐體中，無(wú)需采用泵循環(huán)，以降低對(duì)廢酸在由泵循環(huán)時(shí)存在的隱藏危險(xiǎn)性及降低了對(duì)泵體及輸送管道的強(qiáng)烈腐蝕性；膜冷側(cè)采用真空協(xié)助式，通過(guò)將泵體置于膜組件出口端，通過(guò)對(duì)進(jìn)口端流量計(jì)的大小共同調(diào)節(jié)冷側(cè)真空度；此外，本發(fā)明增設(shè)有結(jié)晶裝置，由于隨著廢酸濃度的增加，硫酸亞鐵的溶解度不斷減小，會(huì)在膜表面結(jié)晶，破壞膜的疏水性通道，降低膜的使用壽命，因此假設(shè)結(jié)晶裝置，過(guò)濾到部分硫酸亞鐵十分有必要。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0016]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中，冷側(cè)流量計(jì)1、冷側(cè)溫度計(jì)2、冷側(cè)壓力計(jì)3、聯(lián)合接頭4、冷循環(huán)管路5、溫度傳感器6、熱循環(huán)管路7、攪拌裝置8、恒溫器9、溫度計(jì)10、冷側(cè)進(jìn)口閥門(mén)11、冷側(cè)滲透液罐12、水浴槽13、料液儲(chǔ)存罐14、漏斗15、廢酸儲(chǔ)存罐16、一號(hào)循環(huán)泵17、閥門(mén)18、熱水浴裝置19、二號(hào)循環(huán)泵20、電導(dǎo)率測(cè)試裝置21、電子天平22、膜組件23。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，料液儲(chǔ)存罐14兩端分別安裝有一聯(lián)合接頭4，通過(guò)聯(lián)合接頭4接通膜組件23與冷側(cè)循環(huán)管路5，通過(guò)冷循環(huán)管路5連接冷側(cè)滲透液罐12，所述冷循環(huán)管路5上安裝有二號(hào)循環(huán)泵20、恒溫器9、冷側(cè)流量計(jì)1、冷側(cè)溫度計(jì)2、冷側(cè)壓力計(jì)3、溫度計(jì)10及冷側(cè)進(jìn)口閥門(mén)11
[0019]料液儲(chǔ)存罐14外壁上設(shè)有水浴槽13，該水浴槽13通過(guò)熱循環(huán)管路7連接熱水浴裝置19 ;料液儲(chǔ)存罐14內(nèi)安裝有攪拌裝置8。
[0020]所述的料液儲(chǔ)存罐14底部通過(guò)漏斗15連接有廢酸儲(chǔ)存罐16，料液儲(chǔ)存罐14與廢酸儲(chǔ)存罐16之間通過(guò)管道連接有一號(hào)循環(huán)泵17及閥門(mén)18。
[0021]所述的料液儲(chǔ)存罐14內(nèi)安裝有溫度傳感器6、循環(huán)滲透液儲(chǔ)存罐12內(nèi)裝有電導(dǎo)率測(cè)試裝置21，循環(huán)滲透液儲(chǔ)存罐12置于電子天平22上。
[0022]圖中，冷側(cè)流量計(jì)1、冷側(cè)溫度計(jì)2、冷側(cè)壓力計(jì)3、聯(lián)合接頭4、冷循環(huán)管路5、溫度傳感器6、熱循環(huán)管路7、攪拌裝置8、恒溫器9、溫度計(jì)10、冷側(cè)進(jìn)口閥門(mén)11、冷側(cè)滲透液罐12、水浴槽13、料液儲(chǔ)存罐14、漏斗15、廢酸儲(chǔ)存罐16、一號(hào)循環(huán)泵17、閥門(mén)18、熱水浴裝置19、二號(hào)循環(huán)泵20、電導(dǎo)率測(cè)試裝置21、電子天平22、膜組件23。
[0023]本實(shí)用新型鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置的使用方法如下:
[0024]步驟一:在料液儲(chǔ)存罐14中裝入待濃縮的鈦白廢酸。通過(guò)其外壁上的水浴槽13對(duì)罐內(nèi)的廢酸進(jìn)行加熱及溫度控制，通過(guò)使用攪拌裝置8使料液加熱均勻，鈦白廢酸不需經(jīng)過(guò)泵循環(huán)，降低了對(duì)設(shè)備的腐蝕性。
[0025]步驟二:在冷側(cè)滲透液罐12中加入蒸餾水。通過(guò)恒溫器9空氣冷側(cè)滲透液的溫度，通過(guò)二號(hào)循環(huán)泵20抽吸速度及蒸餾液流進(jìn)速度控制膜冷側(cè)的真空度，通過(guò)調(diào)節(jié)恒溫器9的溫度控制蒸餾液在膜組件23冷側(cè)的進(jìn)口溫度。蒸餾水在進(jìn)入膜組件23冷側(cè)后循環(huán)回流到冷側(cè)滲透液罐12中。
[0026]步驟三:鈦白廢酸經(jīng)濃縮后，酸度變大，其中的雜質(zhì)硫酸亞鐵的溶解度逐漸變小，即會(huì)在廢酸中結(jié)晶，將廢酸再通過(guò)冷卻結(jié)晶過(guò)濾再由一號(hào)循環(huán)泵17重新導(dǎo)入料液儲(chǔ)存罐14中，繼續(xù)濃縮。
[0027]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于:料液儲(chǔ)存罐(14)兩端分別安裝有一聯(lián)合接頭(4)，通過(guò)聯(lián)合接頭(4)接通膜組件(23)與冷側(cè)循環(huán)管路(5)，通過(guò)冷循環(huán)管路(5)連接冷側(cè)滲透液罐(12)，所述冷循環(huán)管路(5)上安裝有二號(hào)循環(huán)泵(20)及恒溫器(9);料液儲(chǔ)存罐(14)外壁上設(shè)有水浴槽(13)，該水浴槽(13)通過(guò)熱循環(huán)管路(7)連接熱水浴裝置(19);料液儲(chǔ)存罐(14)內(nèi)安裝有攪拌裝置(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于:所述的料液儲(chǔ)存罐(14)底部通過(guò)漏斗(15)連接有廢酸儲(chǔ)存罐(16)。
3.如權(quán)利要求1所述的鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于:所述的料液儲(chǔ)存罐(14)與廢酸儲(chǔ)存罐(16)之間通過(guò)管道連接有一號(hào)循環(huán)泵(17)及閥門(mén)(18)。
4.如權(quán)利要求1所述的鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于:所述的冷循環(huán)管路(5)上分別安裝有冷側(cè)流量計(jì)(I)、冷側(cè)溫度計(jì)(2)、冷側(cè)壓力計(jì)(3)、溫度計(jì)(10)及冷側(cè)進(jìn)口閥門(mén)(11)。
5.如權(quán)利要求1所述的鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于:所述的料液儲(chǔ)存罐(14)內(nèi)安裝有溫度傳感器(6)。
6.如權(quán)利要求1所述的鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于:所述的循環(huán)滲透液儲(chǔ)存罐(12)內(nèi)安裝有電導(dǎo)率測(cè)試裝置(21)。
7.如權(quán)利要求1所述的鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其特征在于:所述的循環(huán)滲透液儲(chǔ)存罐(12)置于電子天平(22)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及是一種用來(lái)處理鈦白粉生產(chǎn)中水解環(huán)節(jié)的鈦白廢酸的設(shè)備，特別是一種鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置。料液儲(chǔ)存罐兩端分別安裝有一聯(lián)合接頭，通過(guò)聯(lián)合接頭接通膜組件與冷側(cè)循環(huán)管路，通過(guò)冷循環(huán)管路連接冷側(cè)滲透液罐，所述冷循環(huán)管路上安裝有二號(hào)循環(huán)泵及恒溫器；料液儲(chǔ)存罐外壁上設(shè)有水浴槽，該水浴槽通過(guò)熱循環(huán)管路連接熱水浴裝置；料液儲(chǔ)存罐內(nèi)安裝有攪拌裝置。本實(shí)用新型鈦白廢酸膜蒸餾濃縮裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能，處理效果好，最大限度降低對(duì)部分設(shè)備的腐蝕性，使資源得到充分利用。
【IPC分類】B01D61-36, C01B17-90
【公開(kāi)號(hào)】CN204380525
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420742535
【發(fā)明人】馮宣, 蔣蘭英, 松浦豪
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2014年11月24日