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CN104555948A - 一种废酸浓缩工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一中废酸蒸汽浓缩工艺，该工艺先将废酸通过固液分离器，再向分离后的废酸中加入硫化剂，在将废酸输入结晶釜中处理，将处理后的废酸经预热后输入一级浓缩加热器和二级浓缩加热器中，从而能将废酸浓度浓缩至75%-80%。耗能低，工艺简单，成本低，适合大工业生产。

Description

一种废酸浓缩工艺
技术领域
本发明涉及一种废酸浓缩工艺，属于废酸处理的技术领域。
背景技术
目前，全球钛白粉产值约110亿美元，是仅次于合成氨、磷酸的第三大无机化工产品，钛白粉广泛应用于涂料、油漆、造纸、橡胶等行业，和人们的衣食住行息息相关。许多国家都将钛白粉列为影响国民经济发展的关键产品，人均钛白粉消费也被看着反映一个国家经济发展水平的重要指标。
钛白粉生产主要采用硫酸法、氯化法和盐酸法三种方法，在我国95%的钛白粉都采用硫酸法生产而得，在钛白粉生产过程中会产生废酸，每生产1t钛白要排放废酸8-10t，废酸中含有硫酸、硫酸亚铁无机盐等，其处理工艺复杂、难度大。目前我国已成为全球第二大钛白粉生产国，全行业共产出废酸量约8000kt/a，如何处理和回收利用这些废酸引起业内人士的极大关注，钛白废酸浓缩回用不仅使废酸资源得到有效利用，而且节省了大量的废酸治理费用，能取得非常显著的经济效益和社会效益。目前也出现了许多废酸浓缩方法，较为常见的是浸没燃烧法，其工艺是将燃烧室中约1200℃的高温气体直接喷入废酸，废酸中的水份在高温介质中快速蒸发，提高硫酸的浓度，废酸中的FeSO4·7H2O以FeSO4·H2O的形式析出。但是该法因需较高温度的气体，耗能高，且用此法浓缩出的废酸浓度只有45%-55%。因此，研究一种耗能低，且浓缩后废酸浓度高的废酸浓缩工艺具有现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种废酸蒸汽浓缩工艺。本发明耗能低，工艺简单，且用该工艺浓缩后的废酸浓度可达75%-80%。
本发明的技术方案：一种废酸蒸汽浓缩工艺，包括以下步骤：
（1）将浓度为20%-23%的废酸液体送入固液分离器，将酸与其中不溶于酸的固体物质分离；
（2）向分离后得到的酸液中加入硫化剂，直到不再产生沉淀，过滤；
（3）将下层废酸液输入结晶釜中处理，形成无机盐结晶颗粒与酸的混合液，然后将混合液中无机盐结晶颗粒分离；
（4）将分离后所得废酸液输入预热器中，在40℃-55℃条件下预热20-40min，再将经加热后的废酸液输入一级浓缩加热器，在120℃-160℃条件下加热2-4h后输入蒸发分离器进行汽-液分离，将废酸液浓缩至40%-50%；
（5）将分离后的蒸汽和液体输入二级浓缩加热器中，其中蒸汽输入二级浓缩加热器的加热部分作为加热介质，此时蒸汽加热的条件为0.2-0.5MPa，90℃-100℃；液体部分输入二级浓缩加热器的被加热部分作为被加热的液体，加热2-4h，将酸液浓缩至60%-70%；
（6）从二级浓缩加热器出来的酸液经冷却，熟化，过滤后，即得浓度为75%-80%的硫酸。
前述废酸蒸汽浓缩工艺，包括以下步骤：
（1）将浓度为20%-23%的废酸液体送入固液分离器，将酸与其中不溶于酸的固体物质分离；
（2）向分离后得到的酸液中加入硫化剂，直到不再产生沉淀，过滤；
（3）将下层废酸液输入结晶釜中处理，形成无机盐结晶颗粒与酸的混合液，然后将混合液中无机盐结晶颗粒分离；
（4）将分离后所得废酸液输入预热器中，在45℃-50℃条件下预热30min，再将经加热后的废酸液输入一级浓缩加热器，在140℃条件下加热3h后输入蒸发分离器进行汽-液分离，将废酸液浓缩至40%-50%；
（5）将分离后的蒸汽和液体输入二级浓缩加热器中，其中蒸汽输入二级浓缩加热器的加热部分作为加热介质，此时蒸汽的加热的条件为0.3MPa，95℃；液体部分输入二级浓缩加热器的被加热部分作为被加热的液体，加热3h，将酸液浓缩至60%-70%；
（6）从二级浓缩加热器出来的酸液经冷却，熟化，过滤后，即得浓度为75%-80%的硫酸。前述废酸浓缩工艺中，所述废酸液是指硫酸法生产钛白粉产生的废酸液。
前述废酸浓缩工艺中，其特征在于：步骤（2）所述硫化剂为硫化钠或/和硫化钾。
本发明先将生产钛白粉产生的废酸送入固液分离器中，可将废酸中的固体杂质分离，使废酸的浓度有所提高，再向与固体杂质废酸分离后的废酸中加入硫化剂，硫化剂会与金属杂质反应生成沉淀，以除去部分溶于废酸中的金属杂质如铜等，再将含沉淀的废酸溶液进行过滤，将滤渣返回熔炼炉中继续使用，经过滤后的废酸浓度又有所提高。将过滤后的废酸在输入结晶釜中处理，可析出FeSO4·H2O，再将废酸进行过滤，滤后滤渣FeSO4·H2O可掺兑硫磺或硫铁矿作为生产硫酸的原料或作为生产铁黑等化工原料，即将废酸中的硫酸盐重新回收利用，节约成本。然后将过滤后的废酸输入预热器中进行越热，将经预热后的废酸输入一级浓缩加热器中，在高温下，部分水分蒸发，废酸的浓度进一步提高。然后将高温的蒸汽输入二级浓缩加热器中作为加热介质，将废酸输入二级浓缩加热器中，作为被加热部分，废酸在蒸汽的加热下，又有一部分水分蒸发，故从二级浓缩加热器出口出来的废酸浓度较高，可达75%-80%，而浸没燃烧法浓缩所得硫酸的浓度为40%-55%，这样得到的硫酸不仅浓度高，还可又可以重新用来生产钛白粉或是用于出售，可节约资源，降低成本。本发明中一级浓缩加热器中的温度120℃-160℃，二级浓缩加热器中的温度为90℃-100℃，相比1200℃的高温气体，需消耗的能量低，这样对设备的要求也相对较低，不易损耗设备，能有效节约成本。
与现有技术比较，本发明耗能低，工艺简单，成本低，用该工艺浓缩后的废酸浓度可达75%-80%，达到了发明目的。
以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。
具体实施方式：
实施例1.
一种废酸蒸汽浓缩工艺，包括以下步骤：
1、将浓度为20%-23%的废酸液体送入固液分离器，将酸与其中不溶于酸的固体物质分离；
2、向分离后得到的酸液中加入硫化钠，直到不再产生沉淀，过滤；
3、将下层废酸液输入结晶釜中处理，形成无机盐结晶颗粒与酸的混合液，然后将混合液中无机盐结晶颗粒分离；
4、将分离后所得废酸液输入预热器中，在45℃-50℃条件下预热30min，再将经加热后的废酸液输入一级浓缩加热器，在140℃条件下加热3h后输入蒸发分离器进行汽-液分离，将废酸液浓缩至40%-50%；
5、将分离后的蒸汽和液体输入二级浓缩加热器中，其中蒸汽输入二级浓缩加热器的加热部分作为加热介质，此时蒸汽的加热的条件为0.3MPa，95℃；液体部分输入二级浓缩加热器的被加热部分作为被加热的液体，加热3h，将酸液浓缩至60%-70%；
6、从二级浓缩加热器出来的酸液经冷却，熟化，过滤后，即得浓度为75%-80%的硫酸。
实施例2.
一种废酸蒸汽浓缩工艺，包括以下步骤：
1、将浓度为20%-23%的废酸液体送入固液分离器，将酸与其中不溶于酸的固体物质分离；
2、向分离后得到的酸液中加入硫化钾，直到不再产生沉淀，过滤；
3、将下层废酸液输入结晶釜中处理，形成无机盐结晶颗粒与酸的混合液，然后将混合液中无机盐结晶颗粒分离；
4、将分离后所得废酸液输入预热器中，在40℃-55℃条件下预热40min，再将经加热后的废酸液输入一级浓缩加热器，在160℃条件下加热4h后输入蒸发分离器进行汽-液分离，将废酸液浓缩至40%-50%；
5、将分离后的蒸汽和液体输入二级浓缩加热器中，其中蒸汽输入二级浓缩加热器的加热部分作为加热介质，此时蒸汽加热的条件为0.5MPa， 100℃；液体部分输入二级浓缩加热器的被加热部分作为被加热的液体，加热4h，将酸液浓缩至60%-70%；
6、从二级浓缩加热器出来的酸液经冷却，熟化，过滤后，即得浓度为75%-80%的硫酸。
实施例3.
一种废酸蒸汽浓缩工艺，包括以下步骤：
1、将浓度为20%-23%的废酸液体送入固液分离器，将酸与其中不溶于酸的固体物质分离；
2、向分离后得到的酸液中加入硫化钠和硫化钾，直到不再产生沉淀，过滤；
3、将下层废酸液输入结晶釜中处理，形成无机盐结晶颗粒与酸的混合液，然后将混合液中无机盐结晶颗粒分离；
4、将分离后所得废酸液输入预热器中，在40℃-55℃条件下预热20min，再将经加热后的废酸液输入一级浓缩加热器，在120℃条件下加热2h后输入蒸发分离器进行汽-液分离，将废酸液浓缩至40%-50%；
5、将分离后的蒸汽和液体输入二级浓缩加热器中，其中蒸汽输入二级浓缩加热器的加热部分作为加热介质，此时蒸汽加热的条件为0.2MPa，90℃；液体部分输入二级浓缩加热器的被加热部分作为被加热的液体，加热2h，将酸液浓缩至60%-70%；
6、从二级浓缩加热器出来的酸液经冷却，熟化，过滤后，即得浓度为75%-80%的硫酸。

Claims (4)

1.一种废酸浓缩工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将浓度为20%-23%的废酸液体送入固液分离器，将酸与其中不溶于酸的固体物质分离；
（2）向分离后得到的酸液中加入硫化剂，直到不再产生沉淀，过滤；
（3）将下层废酸液输入结晶釜中处理，形成无机盐结晶颗粒与酸的混合液，然后将混合液中无机盐结晶颗粒分离；
（4）将分离后所得废酸液输入预热器中，在40℃-55℃条件下预热20-40min，再将经加热后的废酸液输入一级浓缩加热器，在120℃-160℃条件下加热2-4h后输入蒸发分离器进行汽-液分离，将废酸液浓缩至40%-50%；
（5）将分离后的蒸汽和液体输入二级浓缩加热器中，其中蒸汽输入二级浓缩加热器的加热部分作为加热介质，此时蒸汽加热的条件为0.2-0.5MPa，90℃-100℃；液体部分输入二级浓缩加热器的被加热部分作为被加热的液体，加热2-4h，将酸液浓缩至60%-70%；
（6）从二级浓缩加热器出来的酸液经冷却，熟化，过滤后，即得浓度为75%-80%的硫酸。
2.如权利要求1所述废酸蒸汽浓缩工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将浓度为20%-23%的废酸液体送入固液分离器，将酸与其中不溶于酸的固体物质分离；
（2）向分离后得到的酸液中加入硫化剂，直到不再产生沉淀，过滤；
（3）将下层废酸液输入结晶釜中处理，形成无机盐结晶颗粒与酸的混合液，然后将混合液中无机盐结晶颗粒分离；
（4）将分离后所得废酸液输入预热器中，在45℃-50℃条件下预热30min，再将经加热后的废酸液输入一级浓缩加热器，在140℃条件下加热3h后输入蒸发分离器进行汽-液分离，将废酸液浓缩至40%-50%；
（5）将分离后的蒸汽和液体输入二级浓缩加热器中，其中蒸汽输入二级浓缩加热器的加热部分作为加热介质，此时蒸汽的加热的条件为0.3MPa，95℃；液体部分输入二级浓缩加热器的被加热部分作为被加热的液体，加热3h，将酸液浓缩至60%-70%；
（6）从二级浓缩加热器出来的酸液经冷却，熟化，过滤后，即得浓度为75%-80%的硫酸。
3.如权利要求1或2所述废酸浓缩工艺，其特征在于，所述废酸液是指硫酸法生产钛白粉产生的废酸液。
4.如权利要求1或2所述废酸浓缩工艺，其特征在于：步骤（2）所述硫化剂为硫化钠或/和硫化钾。
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