概述：

鈦白粉的工業(yè)生產(chǎn)方法有硫酸法和氯化法。兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)：硫酸法的原料價(jià)廉易得且質(zhì)量要求不高，設(shè)備簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，防腐材料易解決，可生產(chǎn)銳鈦型和金紅石型鈦白粉。但硫酸法流程長(zhǎng)，只能間歇操作，效率低，硫酸和水耗高，廢物及副產(chǎn)物多；氯化法的流程短，連續(xù)自動(dòng)化程度高，效率高，能耗低，“三廢”少，能得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，氯化法的缺點(diǎn)是投資大，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)原料、材料要求嚴(yán)格，且只能生產(chǎn)金紅石型鈦白粉。隨著鈦礦資源的消耗，加上前期的原料處理，氯化法的廢物排放及劇毒氯化渣的處理就環(huán)境友好方面而言，并不具有明顯優(yōu)勢(shì)。而隨著硫酸法的技術(shù)發(fā)展，“三廢”治理措施的完善，硫酸法依然具有強(qiáng)勁的生命力。其中硫酸法生產(chǎn)中廢酸回收，可大大減少?gòu)U酸排放，且可以回到工藝最初階段加以利用，是行之有效的“三廢”治理措施。而配酸系統(tǒng)起到了將廢硫酸配制成酸解工序所需要的原料酸的承上啟下的關(guān)鍵作用。另外就我國(guó)國(guó)情而言尚不完全掌握氯化法技術(shù)，目前鈦白粉依然以硫酸法為主。將鈦白粉廢酸回收利用，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此本文介紹和討論一種XDSS合金配酸系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)的石墨配酸系統(tǒng)具有相對(duì)較低的全壽命周期成本（LCC-Life Cycle Cost）。

先進(jìn)性：

1. 采用了合金混酸系統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)，最大限度地提高混酸效率和均勻性，同時(shí)合理減少投資。

2. 解決了原有混酸設(shè)備混合和換熱不均勻、經(jīng)常維護(hù)且維護(hù)不方便等問(wèn)題；

3. 解決了高溫≤150℃，93~98%硫酸的耐蝕材料及制造工藝問(wèn)題。

關(guān)鍵技術(shù)原理：

硫酸法鈦白粉的配酸系統(tǒng)主要功能是將98%和水或者廢酸回收的50%混合成酸解工序所用的93%的硫酸，并將酸溫從混合后的103℃降到40℃，本文主要指后者。傳統(tǒng)工藝直接將98%硫酸和50%硫酸輸送到石墨換熱器混合并換熱，由于混合會(huì)釋放大量熱從而造成混合和換熱不均勻。石墨換熱器會(huì)因?yàn)槭軣岵痪斐啥氯?，此外由于石墨性脆采用高壓水槍沖洗時(shí)容易破裂，需經(jīng)常維護(hù)且維護(hù)不方便，從而降低設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行效率，大大提高設(shè)備的全壽命周期成本。有鑒于此，特開(kāi)發(fā)了一種XDSS合金配酸系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是酸冷器采用XDSS合金制造，采用現(xiàn)行技術(shù)成熟的固定管板管殼式換熱器型式，濃硫酸走殼程，冷卻水走管程。XDSS合金酸冷器相比石墨換熱器傳熱效率高，力學(xué)性能優(yōu)良，避免了石墨換熱器中因?yàn)槭軣岵痪斐啥氯透邏核畼寷_洗造成的破裂的缺點(diǎn)，相比傳統(tǒng)陽(yáng)極保護(hù)酸冷器，徹底解決了陽(yáng)極保護(hù)電流、電位分布不均以及操作彈性小的問(wèn)題，不僅具有制造簡(jiǎn)單、使用可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，更具有易于優(yōu)化設(shè)計(jì)強(qiáng)化傳熱性能的特點(diǎn)，是目前性能最佳的濃硫酸換熱設(shè)備，其殼體、管板、換熱管等均采用XDSS合金制造。此外在XDSS合金酸冷器前加一稀釋器，濃硫酸流入直管，再經(jīng)過(guò)收縮段、加水段和擴(kuò)大段組成的文氏管形式的內(nèi)管，稀釋后的高溫硫酸最后經(jīng)直管段流出稀釋器。流速?gòu)穆娇欤購(gòu)目斓铰?；在流速最快的加水段上設(shè)置進(jìn)水小孔，從小孔出口的水被流動(dòng)的濃硫酸切割、粉碎、汽化和吸收，整個(gè)過(guò)程在瞬間完成。另外，由于被粉碎的水滴被動(dòng)態(tài)的硫酸瞬間分散成極細(xì)的霧沫，反應(yīng)激烈程度大大降低，因而設(shè)備振動(dòng)減小。在隨后的擴(kuò)大段，酸的流速?gòu)目斓铰?，產(chǎn)生渦流，使酸濃不等的非均相得到進(jìn)一步的混合，有利于酸的充分混合及熱量的平穩(wěn)。稀釋器外殼1采用XDSS合金，外殼2采用304襯PTFE，內(nèi)件采用PTFE。該合金配酸系統(tǒng)具有維護(hù)少且方便，運(yùn)行效率高，系統(tǒng)全生命周期成本低的特點(diǎn)，非常適合硫酸法鈦白粉廢酸回收的配酸。

具體表現(xiàn)為：

1)混酸濃度、濃度均勻；

2) 新材料應(yīng)用：通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化化學(xué)成分，解決了溫度≤150℃，硫酸濃度93%~98%耐蝕材料問(wèn)題，有效降低了設(shè)備生命周期成本；

3) 成套工藝及裝備：積累完善了硫酸配酸系統(tǒng)相關(guān)成套工藝及裝備，形成了較完備的數(shù)據(jù)庫(kù)和工藝包。

應(yīng)用領(lǐng)域：

1. 有色冶煉煙氣制酸、硫磺制酸；

2. 化工（包括石油化工及精細(xì)化工）；

3. 環(huán)保（廢水，廢棄，垃圾處理等）

4. 濕法冶金；

合金配酸系統(tǒng)

合金酸冷器

稀釋器