一种硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置的制作方法

本技术涉及硫酸法钛白粉生产工艺装置领域，具体涉及一种硫酸法钛白粉水解后物料降温装置。

背景技术：

1、硫酸法是目前国内生产颜料级tio2的主要工艺，生产过程主要包括酸解、结晶、过滤、浓缩、水解、水洗、盐处理、煅烧、初粉碎、包膜、干燥、后粉碎等工序，水解工序是将硫酸钛溶液在一定工艺下进行水解反应，最终反应所得物主要是温度为110℃的25％-30％的硫酸以及含量180g/l左右的水合二氧化钛又称偏钛酸(h2tio3)，同时还存在近饱和的硅钙离子。因为后续工序一般采用隔膜压滤机或高位摩尔机组进行固液分离过滤并水洗固体水合二氧化钛，该类过滤水洗设备温度耐受一般为70℃，高于此温度设备容易变形老化。故而对水解后所得物料需进行冷却至70℃以下方可进入后工序。后续水洗工序所分离出的25％左右的废硫酸一般大部分通过废酸的蒸发浓缩提浓至50％的浓度后回用至酸解。本文申请专利或实用新型的技术主要针对水解后物料降温这一工艺过程。

2、对水解后的高温水合二氧化钛悬浊液冷却这一工艺过程，国内工艺一般采用循环冷却水作冷媒，使用块孔式石墨换热器对水解后的高温物料进行间壁传热冷却，冷却后放入储槽以备后工序取用。冷却水通过冷却塔降温后循环使用。

3、水解后悬浊液含有大量硅钙离子，同时具有较高的固含量，因为这些物料特性，现有工艺所使用的的块孔式石墨换热器存在着容易结垢，堵塞的弊端，检修费时费力，降温效果不好还会损害后续设备。同时，该部分物料由110℃降低至60℃的热量未加以利用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本技术方案如下：

3、一种硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，包括：水解罐、闪蒸器、气液分离装置、冷凝器、液封储罐及真空系统；所述水解罐连通所述闪蒸器，所述闪蒸器上部连通所述气液分离装置，所述闪蒸器下部连通所述液封储罐，所述气液分离装置连通所述冷凝器，所述冷凝器连通所述真空系统。

4、进一步地，所述闪蒸器附带三个闪蒸管，所述闪蒸器主体为上椭圆封头带旋流器及蒸汽出口，所述闪蒸器中部为圆柱体，所述圆柱体上开三个高度不同的闪蒸管切线进口，所述闪蒸管通过90°弯头连接所述切线进口，所述闪蒸器底部为椎底带出料法兰口。

5、进一步地，所述闪蒸器通过闪蒸器底部带液封的出料管连通所述液封储罐。

6、进一步地，所述真空系统采用水环真空泵。

7、进一步地，所述气液分离装置采用旋风分离器。

8、本实用新型的有益效果如下：

9、1.本装置通过闪蒸器对水解后的悬浊液进行降压绝热蒸发来替代间壁换热实现降温的工艺目的，水解后物料泵送至闪蒸器内，闪蒸器内压力一般视降温需求设置为0.01-0.02mpa，该压力通过水环真空泵或其他真空装置获得，物料进入闪蒸器内，由于压力的降低，变为过热溶液，瞬间沸腾蒸发，所蒸发出的水蒸汽经过气液分离装置的分离后进入冷凝器或水喷射泵冷凝后排出。闪蒸后的物料由闪蒸器底部带液封并具有一定高度的出料管输入液封储槽，随后泵入下工序使用。这样，可以通过闪蒸器利用悬浊液的高温使其进一步蒸发，在降温的同时，得到浓度更高的物料。

10、2.同时，由于采用闪蒸器的结构，在物料进入闪蒸管后立即过热蒸发出大量蒸汽，在管内形成高速蒸汽流夹带物料通过90°弯头后切线进入闪蒸器罐体，在罐体内形成旋转气流，冲刷防止结壁，同时增大蒸发面积；旋转气流方向与闪蒸器内顶部旋流叶片为同旋向，最大程度利用离心力进行气液分离防止酸滴进入后续的冷凝真空系统。这样，可以避免传统冷却工艺带来的容易结垢，堵塞的弊端。

技术特征：

1.一种硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，其特征在于，包括：水解罐(1)、闪蒸器(2)、气液分离装置(3)、冷凝器(4)、液封储罐(5)及真空系统(6)；所述水解罐(1)连通所述闪蒸器(2)，所述闪蒸器(2)上部连通所述气液分离装置(3)，所述闪蒸器(2)下部连通所述液封储罐(5)，所述气液分离装置(3)连通所述冷凝器(4)，所述冷凝器(4)连通所述真空系统(6)；所述闪蒸器(2)附带三个闪蒸管(21)，所述闪蒸器(2)主体为上椭圆封头(22)带旋流器(23)及蒸汽出口(24)，所述闪蒸器(2)中部为圆柱体，所述圆柱体上开三个高度不同的闪蒸管切线进口(25)，所述闪蒸管(21)通过90°弯头(26)连接所述切线进口(25)，所述闪蒸器底部为椎底带出料法兰口(27)。

2.如权利要求1所述的硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，其特征在于，所述闪蒸器(2)通过闪蒸器底部带液封的出料管连通所述液封储罐(5)。

3.如权利要求1所述的硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，其特征在于，所述真空系统(6)采用水环真空泵。

4.如权利要求1所述的硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，其特征在于，所述气液分离装置(3)采用旋风分离器。

5.如权利要求1所述的硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，其特征在于，所述冷凝器(4)连通冷却塔(7)。

技术总结
一种硫酸法钛白偏钛酸绝热蒸发降温装置，包括：水解罐、闪蒸器、气液分离装置、冷凝器、液封储罐及真空系统；所述水解罐连通所述闪蒸器，所述闪蒸器上部连通所述气液分离装置，所述闪蒸器下部连通所述液封储罐，所述气液分离装置连通所述冷凝器，所述冷凝器连通所述真空系统。该装置利用闪蒸的形式给钛白粉生产工艺中的水解后水合二氧化钛降温，结合闪蒸器的结构，可以避免传统降温装置的容易结垢、堵塞的缺点，还可以有效利用物料的热量。

技术研发人员：黄宝荣,吴玉锋
受保护的技术使用者：山东晟融泰新材料科技有限责任公司
技术研发日：20220809
技术公布日：2025/4/14