鈦液多效节能浓缩工艺技术及装置论文2(百度).docVIP

钛液多效节能浓缩工艺技术及装置 南通三圣 刘孝平 硫酸法钛白粉的工业生产中，通常采用升膜蒸发器，将清钛液通过单效蒸发提浓，以满足水解的要求。单效蒸发装置蒸汽消耗较高，开发钛液多效节能浓缩工艺技术及装置，是降低钛液浓缩工序蒸汽消耗的有效途径之一。 三圣公司利用10多年来在钛白粉废硫酸多效浓缩工艺装置设计与建设中的技术积累，并借鉴中德合资“艾伯纳三圣（南通）环保有限公司”在化纤、海水淡化领域“多效浓缩”的节能理念及技术，联合攀枝市海峰鑫化工有限公司，进行了钛液多效浓缩节能工艺技术及成套工业装置的开发。最终形成了具有自主知识产权的钛液多效节能浓缩工艺技术及装置。 一、钛液多效节能浓缩工艺技术及装置简介 钛液多效节能浓缩装置由清钛液预热、双效蒸发、多级闪蒸及真空系统四个部分组成。详见下图。 清钛液由泵送入一级预热器和二级预热器，预热后的清钛液进入双效蒸发系统脱水浓缩，蒸发浓缩后的浓钛液再溢流进入多级闪蒸器，利用钛液经双效浓缩后具有的显热，进行绝热闪蒸脱水，合格浓度的浓钛液用泵送到浓钛液槽以备下道工序使用。 一级预热的热源是二效蒸发和闪蒸的二次蒸汽，二级预热的热源是一效加热器出来的生蒸汽凝结水。 一效（2#薄膜蒸发器）蒸发系统热源是外管提供的0.4Mpa的饱和蒸汽，二效（1#薄膜蒸发器）蒸发系统热源是一效蒸发系统提供的二次蒸汽；二效蒸发器与闪蒸系统的真空由冷凝二次蒸汽的大气冷凝器及真空泵提供。 钛液多效节能浓缩装置的一效、二效蒸发器是三圣公司专门为钛液浓缩研制的专用薄膜蒸发器。加热室采用氟化石墨材料或高强度石墨管，比常规的酚醛浸渍石墨或普通石墨管，耐腐、耐压、耐急冷急热等性能都有很大的提高，完全能够满足工艺要求。 一级预热器、二级预热器采用三圣公司生产的圆形块孔式或列管式石墨换热器均能满足要求。 钛液多效节能浓缩装置的真空系统与常规的单效薄膜浓缩装置一样，均采用大气冷凝器加真空泵。 上图是开发的钛液多效节能浓缩技术的全流程（专利号：ZL 2011 1 0132674.3）。系统中一效蒸发的二次蒸汽潜热、二效蒸发的二次蒸汽潜热、物料与凝结水的显热均得到了较好的利用。实施中根据各厂的具体情况有所不同。例如：生蒸汽冷凝水需要返回锅炉房时，则可以采用水解后的热偏钛酸来预热清钛液。如果需要保持浓钛液的温度，则不用多级闪蒸器等等。另外，在已运行的单效薄膜蒸发系统基础上进行改造，原薄膜蒸发器、储槽、泵与原真空系统都能得到利用。 二、钛液多效节能浓缩装置的技术特点 钛液多效节能浓缩技术是基于德国艾伯纳公司雄厚的技术力量和南通三圣在钛白废酸浓缩上的丰富经验，与攀枝花海峰鑫化工有限公司的密切合作。在三方多年的共同努力下，认真研究，反复试验，成功开发出新型钛液多效节能浓缩工艺技术及成套装置。 1、钛液多效节能浓缩装置是采用德国艾伯纳公司的多级联锁控制技术，在保证操作稳定的工况下，可调整各级的料液温度，使装置的热利用率达到了最优化状态。 2、特殊设计的膜加热器及蒸发器，使钛液均匀进入加热室的列管后，在真空下受热迅速蒸发，汽化了的水蒸气夹带着被浓缩后的钛液，成膜状沿管壁快速上升进入蒸发室，通过蒸发室顶部的气液分离装置进行汽液分离。具有蒸发强度大，雾沫分离完全等特点。 3、采用德国艾伯纳公司的多级闪蒸技术，依靠钛液本身的热能，逐级降低闪蒸室的压力，使钛液不断得到浓缩。卧式闪蒸蒸发室每段相连，有效减少了钛液流动过程中的热量损失。内部设计有特殊结构的喷嘴，钛液进入蒸发室后从喷嘴喷出，增强了钛液的分散性，从而也增强了钛液的蒸发效果。蒸发室底部还设有特殊的设计，可使钛液处于不断的搅动状态，避免可能产生的结晶堵塞现象。 4、通过小型试验及扩大经验，掌握了钛液发生早期水解的规律。通过控制及优化各级浓缩的温度、压力，能防止钛液早期水解的发生，提高浓钛液的稳定性。攀枝花海峰鑫30m3/h的多效浓缩装置运行一年多以来，未发生加热器列管结垢堵塞现象。同时，浓钛液的稳定性≥500ml。 三、钛液多效浓缩与单效浓缩的能耗比较 钛液浓缩因水解工艺不同其能耗也不同，并且大部分厂家也没有对钛液浓缩进行单独计量考核。所以，我们以外加晶种155g/l清钛液浓缩至200g/l的浓钛液、每吨钛白产品需要7.0m3清钛液为例，进行理论上的能耗计算与比较。 1、7.0m3清钛液单效浓缩热平衡图(热量单位：万kcal)： 热损q=3.0 二次蒸汽（60℃）q=97.75 新饱和蒸汽 q=133.0 浓钛液（65