钛白废酸膜蒸馏浓缩装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及是一种用来处理钛白粉生产中水解环节的钛白废酸的设备，特别是一种钛白废酸膜蒸馏浓缩装置。
【背景技术】
[0002]水资源化是发展国民经济不可缺少的重要自然资源，目前，在世界许多地方水资源短缺，这与水资源的合理利用及水污染等问题密切相关，工业废酸导致的水污染占据了很大的比例。随着国家对环境治理和保护的投入，工业废酸废水的处理越来越受到的重视。同时，对水资源的最大利用与回收是解决水资源短缺的一个重要途径。
[0003]钦白粉是最常用的白色颜料之一，我国的钦白粉行业在过去十多年间得到了迅猛的发展，并超过日本跃居亚洲地区最大的钦白粉消费国及生产国。未来在基础设施建设的带动下，中国对钦白粉的需求仍将会保持强劲的增长势头。钦白粉的工业生产方法有硫酸法和氯化法两种，其中硫酸法是目前我国生产钦白粉的主要方法之一，硫酸法生产钛白粉水解过程会产生大量的废酸(含H2SOjt 20%，Fe 2+约3% )，即每生产I吨钦白粉，会产生
7-8吨20%的废硫酸以及大量的酸性废水，这些副产物如不能妥善处理，不仅会造成资源的浪费，而且会引起严重的环境污染，治理并回收利用这些废酸，是解决环保及硫酸法钦白工业发展的重要课题。
[0004]目前钛白废酸的处理方法有:直接中和法，如用石灰，氨或苛性钠中和，但该方法治标不治本，不能从根本上去除污染，既浪费资源又容易引起二次污染，不适用于大规模工业生产；此外废酸可用于生产活性白土、硫酸铝、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铵、醋酸锰、聚合硫酸铁新型复合聚硅硫酸铁铝等。从这些治理措施看，由于所产废酸数量较大，无论是何种处理方式，都不能从根本上解决废酸的出路，只有废酸浓缩才是最有效的治理方法，既可以回收水解废酸中的硫酸，降低环境污染，又可以将回收的硫酸重复利用到钛白粉的生产水解环节。
[0005]膜蒸馏法是一种以物理过程为主的膜接触器分离技术。该技术是将膜技术与蒸发过程相结合的膜分离过程，其所用的膜材料为不被待处理料液所润湿的疏水性微孔膜。它利用微孔膜将不同的两相分开，其中一相为热侧料液，直接与疏水性膜接触，产物侧即膜冷侧为液相或(气)汽相，直接或间接与低温水溶液接触。系统工作时，热侧溶液中易挥发物质呈气(汽)态透过膜进入另一侧，实现分离。它具有如下优点:膜蒸馏过程中的蒸发区与冷凝区的距离仅为膜的厚度，因而相对传统的蒸馏过程具有更高的蒸馏效率；过程操作温度低，高温进料侧的温度一般为50?60°C，因而可以利用低温热源如太阳能、地热及工业生产中的废热；由于仅有蒸汽能透过膜孔，因此对一些非挥发性物质(如无机盐)的理论截流率为100%，可获得十分纯净的产物。目前缺少相应的工艺设备。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种钛白废酸膜蒸馏浓缩装置。
[0007]本实用新型的目的是通过如下途径实现的:一种钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，料液储存罐两端通过联合接头接通膜组件与冷侧循环管路，通过冷循环管路连接冷侧渗透液罐，所述冷循环管路上安装有二号循环泵及恒温器；料液储存罐外壁上设有水浴槽，该水浴槽通过热循环管路连接热水浴装置；料液储存罐内安装有搅拌装置。
[0008]作为本方案的进一步优化，所述的料液储存罐底部通过漏斗连接有废酸储存罐。
[0009]作为本方案的进一步优化，所述的料液储存罐与废酸储存罐之间通过管道连接有一号循环泵及阀门。
[0010]作为本方案的进一步优化，所述的冷循环管路上分别安装有冷侧流量计、冷侧温度计、冷侧压力计、温度计及冷侧进口阀门。
[0011]作为本方案的进一步优化，所述的料液储存罐内安装有温度传感器。
[0012]作为本方案的进一步优化，所述的循环渗透液储存罐内安装有电导率测试装置。
[0013]作为本方案的进一步优化，所述的循环渗透液储存罐置于电子天平上。
[0014]本实用新型钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其结构简单，节能，处理效果好，最大限度降低对部分设备的腐蚀性，使资源得到充分利用。相比于钛白废酸的直接接触式膜蒸馏处理方法，本设备的优势是:废酸直接存储在耐酸性罐体中，无需采用泵循环，以降低对废酸在由泵循环时存在的隐藏危险性及降低了对泵体及输送管道的强烈腐蚀性；膜冷侧采用真空协助式，通过将泵体置于膜组件出口端，通过对进口端流量计的大小共同调节冷侧真空度；此外，本发明增设有结晶装置，由于随着废酸浓度的增加，硫酸亚铁的溶解度不断减小，会在膜表面结晶，破坏膜的疏水性通道，降低膜的使用寿命，因此假设结晶装置，过滤到部分硫酸亚铁十分有必要。
【附图说明】
[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明:
[0016]图1为本实用新型结构示意图；
[0017]图中，冷侧流量计1、冷侧温度计2、冷侧压力计3、联合接头4、冷循环管路5、温度传感器6、热循环管路7、搅拌装置8、恒温器9、温度计10、冷侧进口阀门11、冷侧渗透液罐12、水浴槽13、料液储存罐14、漏斗15、废酸储存罐16、一号循环泵17、阀门18、热水浴装置19、二号循环泵20、电导率测试装置21、电子天平22、膜组件23。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，料液储存罐14两端分别安装有一联合接头4，通过联合接头4接通膜组件23与冷侧循环管路5，通过冷循环管路5连接冷侧渗透液罐12，所述冷循环管路5上安装有二号循环泵20、恒温器9、冷侧流量计1、冷侧温度计2、冷侧压力计3、温度计10及冷侧进口阀门11
[0019]料液储存罐14外壁上设有水浴槽13，该水浴槽13通过热循环管路7连接热水浴装置19 ;料液储存罐14内安装有搅拌装置8。
[0020]所述的料液储存罐14底部通过漏斗15连接有废酸储存罐16，料液储存罐14与废酸储存罐16之间通过管道连接有一号循环泵17及阀门18。
[0021]所述的料液储存罐14内安装有温度传感器6、循环渗透液储存罐12内装有电导率测试装置21，循环渗透液储存罐12置于电子天平22上。
[0022]图中，冷侧流量计1、冷侧温度计2、冷侧压力计3、联合接头4、冷循环管路5、温度传感器6、热循环管路7、搅拌装置8、恒温器9、温度计10、冷侧进口阀门11、冷侧渗透液罐12、水浴槽13、料液储存罐14、漏斗15、废酸储存罐16、一号循环泵17、阀门18、热水浴装置19、二号循环泵20、电导率测试装置21、电子天平22、膜组件23。
[0023]本实用新型钛白废酸膜蒸馏浓缩装置的使用方法如下:
[0024]步骤一:在料液储存罐14中装入待浓缩的钛白废酸。通过其外壁上的水浴槽13对罐内的废酸进行加热及温度控制，通过使用搅拌装置8使料液加热均匀，钛白废酸不需经过泵循环，降低了对设备的腐蚀性。
[0025]步骤二:在冷侧渗透液罐12中加入蒸馏水。通过恒温器9空气冷侧渗透液的温度，通过二号循环泵20抽吸速度及蒸馏液流进速度控制膜冷侧的真空度，通过调节恒温器9的温度控制蒸馏液在膜组件23冷侧的进口温度。蒸馏水在进入膜组件23冷侧后循环回流到冷侧渗透液罐12中。
[0026]步骤三:钛白废酸经浓缩后，酸度变大，其中的杂质硫酸亚铁的溶解度逐渐变小，即会在废酸中结晶，将废酸再通过冷却结晶过滤再由一号循环泵17重新导入料液储存罐14中，继续浓缩。
[0027]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其特征在于:料液储存罐(14)两端分别安装有一联合接头(4)，通过联合接头(4)接通膜组件(23)与冷侧循环管路(5)，通过冷循环管路(5)连接冷侧渗透液罐(12)，所述冷循环管路(5)上安装有二号循环泵(20)及恒温器(9);料液储存罐(14)外壁上设有水浴槽(13)，该水浴槽(13)通过热循环管路(7)连接热水浴装置(19);料液储存罐(14)内安装有搅拌装置(8)。
2.如权利要求1所述的钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其特征在于:所述的料液储存罐(14)底部通过漏斗(15)连接有废酸储存罐(16)。
3.如权利要求1所述的钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其特征在于:所述的料液储存罐(14)与废酸储存罐(16)之间通过管道连接有一号循环泵(17)及阀门(18)。
4.如权利要求1所述的钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其特征在于:所述的冷循环管路(5)上分别安装有冷侧流量计(I)、冷侧温度计(2)、冷侧压力计(3)、温度计(10)及冷侧进口阀门(11)。
5.如权利要求1所述的钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其特征在于:所述的料液储存罐(14)内安装有温度传感器(6)。
6.如权利要求1所述的钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其特征在于:所述的循环渗透液储存罐(12)内安装有电导率测试装置(21)。
7.如权利要求1所述的钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其特征在于:所述的循环渗透液储存罐(12)置于电子天平(22)上。
【专利摘要】本实用新型涉及是一种用来处理钛白粉生产中水解环节的钛白废酸的设备，特别是一种钛白废酸膜蒸馏浓缩装置。料液储存罐两端分别安装有一联合接头，通过联合接头接通膜组件与冷侧循环管路，通过冷循环管路连接冷侧渗透液罐，所述冷循环管路上安装有二号循环泵及恒温器；料液储存罐外壁上设有水浴槽，该水浴槽通过热循环管路连接热水浴装置；料液储存罐内安装有搅拌装置。本实用新型钛白废酸膜蒸馏浓缩装置，其结构简单，节能，处理效果好，最大限度降低对部分设备的腐蚀性，使资源得到充分利用。
【IPC分类】B01D61-36, C01B17-90
【公开号】CN204380525
【申请号】CN201420742535
【发明人】冯宣, 蒋兰英, 松浦豪
【申请人】中南大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年11月24日