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钛白生产废气处理设计

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毕业设计（论文）题目钛白生产废气处理设计姓名潘丹学号28130201039专业班级08环境工程所在学院化学与生物工程学院指导教师（职称）谢辉（副教授）二○一二年[汉字小写数字] 月[汉字小写数字] 日钛白生产废气处理设计——钛白生产工艺中废气处理【摘要】自1791年发现钛元素到1918年采用硫酸法商业生产钛白粉以来，至今已有80多年的生产和商业使用历史。

钛白粉是一种白色颜料，作为一种重要的无机化工产品，由于其化学性能稳定，具有高折射率和理想的粒度分布，而获得广泛应用。

目前世界钛白粉的消费近60%用于涂料，16%用于塑料，14%用于造纸，钛白粉生产工艺有硫酸盐工艺和氯化物工艺两种，硫酸盐法的技术比氯化物法简单，可以用于品位低和比较便宜的矿物。

然而，硫酸法钛白粉生产工艺中存在的最大的问题在于生产过程中，产生大量的硫酸雾、含尘废气和硫氧化物等污染物质。

若不经处理直接排放，会对环境造成很大的污染，严重影响该地区群众的身体健康。

针对以上情况，本论文简要概述了钛白粉生产工艺及目前我国大部分钛白粉生产中产生废气处理工艺流程及处理方法；并进一步讨论该方法的运行效果及经济效益的预测【关键词】钛白粉，生产工艺，废气处理，冷凝法，湿法[单击此处添加毕业论文外文标题]——[单击此处添加外文副标题]【Abstract】[单击此处添加外文摘要，内容应与中文摘要一致]【Key Words】[单击此处添加外文关键词] ，[单击此处添加外文关键词] ，[单击此处添加外文关键词] ，[单击此处添加外文关键词] ，[单击此处添加外文关键词]以下是说明文字，正式成文后请删除。

1．模板的使用方法（1）请不要删除任何具有格式的模版文字！（2）按照提示直接单击或者单击后执行“选择性粘贴”－“无格式文本”就可以添加相应的内容!2．毕业设计（论文）的英文题目应与中文题目一致。

3．英文摘要与中文摘要的内容应一致。

4．每一个英文关键词都必须与中文关键词一一对应。

目录第1章绪论 (7)1.1 钛白粉的生产工艺 (7)1.1.1钛铁矿的粉碎 (7)1.1.2酸解 (8)1.1.3浸取 (2)1.1.4还原沉降 (3)1.1.5结晶 (3)1.1.6晶体分离 (3)1.1.7钛液的浓缩 (3)1.1.8水解、过滤 (3)1.1.9盐处理、过滤 (3)1.1.10煅烧、粉碎 (3)1.2 钛白生产中的废气及环境问题............................................. 错误！未定义书签。

1.2.1 硫酸法生产钛白中的废气 (8)1.2.2 钛白生产中废气产生的环境问题 (8)1.3 研究钛白生产废气处理的意义第2章酸解反应尾气处理 (2)2.1 20~50m3的酸解灌废气处理方法 (2)2.1.1动力波治理酸解尾气技术 (2)2.1.2碱吸收治理酸解尾气技术 (4)2.1.3近年钛白生产废气情况 (4)2.2 130m3酸解灌废气处理方法 (5)2.2.1 [单击此处添加条标题] (5)2.2.2 [单击此处添加条标题] (5)第3章煅烧尾气处理 (6)3.1 煅烧窑尾气处理工艺及存在问题 (6)3.1.1 尾气处理工艺现状 (6)3.1.2 尾气处理存在的问题 (7)3.2 煅烧尾气处理工艺改进及余热利用 (7)3.3 可行性分析 (7)3.3.1 循环水量衡算 (7)3.3.2 热量衡算 (8)3.4 经济效益估算 (8)结论 (16)参考文献 (17)附录 (21)致谢 (22)图目录图2.1 [单击此处添加图标题] (3)图2.2 [单击此处添加图标题] (3)图3.1 [单击此处添加图标题] (7)图4.1 [单击此处添加图标题] (8)图5.1 [单击此处添加图标题] (10)图6.1 [单击此处添加图标题] (12)表目录表2.1 [单击此处添加表标题] (4)表3.1 [单击此处添加表标题] (7)表4.1 [单击此处添加表标题] (9)表5.1 [单击此处添加表标题] (11)表6.1 [单击此处添加表标题] (13)电子科技大学中山学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1 钛白粉的生产工艺钛白粉一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害，是最重要的白色颜料。

钛白粉的工业生产方法有氯化法和硫酸法两种，那么我们来介绍一下硫酸法钛白粉的生产工艺流程。

图1.1硫酸法钛白粉生产工艺流程图1.1.1 钛铁矿的粉碎从矿区运回的经过精选的钛铁矿（TiO247%～50%）,粒度比较粗，与硫酸不能直接反应，因此用雷蒙磨按工艺要求粉碎至320目左右，以使酸解反应顺利进行，得到较高的酸解率。

1.1.2 酸解酸解采用固相法。

在酸解槽内，在强烈压缩空气搅拌下，先投入浓度为86%～89%的硫酸，然后再投入矿粉，控制酸矿比 1.54～1.65，使矿粉与硫酸充分混合，最后加入稀释水（或废酸），并通入蒸汽直接加温到80℃～100℃，使酸解反应顺利进行。

为了提高酸解率，成熟时间一般控制在1～3小时。

1.1.3浸取酸解成熟后的固相物，加入水或稀钛液，在压缩空气搅拌下，使多孔状固相物溶解，得到硫酸氧钛溶液。

溶液的最终浓度一般应含110～130g/l，比时溶液比重约为1.52～1.53。

TiO2为了调节浸出液的F值（有效酸与总钛含量的比值），并节约浓硫酸，浸取时常添加废硫酸。

根据酸解固体产物的不同，浸取时间一般为5～12小时。

1.1.4 还原、沉降在钛铁矿粉中，铁以二价与三价两种不同状态存在，因此浸出液中既有硫酸亚铁FeSO4，又有硫酸高铁Fe2(SO4)3,这两种铁盐在一定条件下会发生水解而生成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀。

而硫酸高铁Fe2(SO3)3在溶液中的危害性较大，因为即使在酸性溶液（PH≥2.5）中，它也容易水解，生成氢氧化铁沉淀。

在偏钛酸洗涤时，它会变成沉淀而混杂于其中，煅烧时变成红棕色的三氧化二铁而污染成品，因而在钛液中不允许有高铁存在，要把高铁全部还原成亚铁。

工业上常采用化学还原法将高价铁还原成亚铁。

就是在溶液中加入铁屑，铁粉等还原剂使其发生氧化还原反应。

Fe2(SO4)3+ Fe 3FeSO4为了保证溶液中三价铁全部还原为二价铁，还原反应应略微过度，此时溶液中就有少量四价钛还原为三价钛：2TiOSO4+Fe+2H2SO4 Ti2(SO4) 3+FeSO4+2H2O2Ti (SO4) 2+Fe Ti2(SO4) 3+FeSO4三价钛的存在，可以保证三价铁还原完全。

因为在反应中三价铁先还原为二价铁，然后再是四价铁还原为三价钛。

因而，在实际生产操作中，还原液中折算）。

应保持三价钛含量为2.5～4g/l（以TiO21.1.5 结晶沉降的目的中把钛液中不溶性杂质，特别是胶体除去。

工业生产中常用高分子絮凝剂（改性聚丙烯酰胺）作沉降剂。

改性聚丙烯酰胺的加入量是每立方米钛液加300～500ml（浓度为1%），沉降时控制钛液比重1.52～1.53，温度60±5℃。

经沉降得到的清液抽去下工段真空结晶，下面部分的残渣还含有一定量的钛液，用压滤机过滤，滤液回收，残渣（干基含TiO240～50%，含Fe10～25%）一般废弃，也可回用部分。

1.1.6 结晶分离在生产中常用过滤的方法从钛液中分离绿矾晶体。

晶体分离后，为了回收晶体间隙中的残留钛液，还需用水冲洗。

生产中常用的过滤设备是真空过滤槽和离心机。

本方案采用具有国际先进水平的转台（平盘）式真空过滤机，实现绿矾晶体的连续分离和冲洗。

在用水冲洗时为了尽量减少绿矾的重新溶解，而又要将晶体冲洗干净，以回收残留钛液。

冲洗一般分两次进行，第一次冲洗用上批晶体第二次冲洗过的水，其洗液可在不影响钛液指标的情况下并入过滤的钛液内，或作为酸解固体浸出之用；第二次冲洗用自来水，其洗液保留作为下批晶体第二次冲洗之用。

分离得到的滤液送下工段浓缩或水解；分离出来的绿矾晶体（FeSO4。

7H2O）作为副产品出售。

1.1.7 钛液的浓缩为了制得具有优越颜料性能的钛白粉，要求水解后得到的水合二氧化钛的颗粒细而均匀。

实践证明，要将钛液的浓度提高到二氧化钛含量在190g/l以上时，才能生产出具有优越颜料性能的钛白。

为此，生产颜料钛白粉必须先将钛液浓缩，提高其浓度，使之符合颜料钛白粉生产的要求。

目前国内钛白生产中钛液浓缩一般采用真空薄膜浓缩器连续浓缩。

真空浓缩一般控制真空度在600mmHg以上，钛液温度70～80℃，加热蒸汽压力1.5～2.5kg/cm2。

1.1.8 水解、过滤洗涤水解的目的是为了制取符合一定的组成和粒子大小的水合二氧化钛（俗称偏钛酸）。

这种水合二氧化钛沉淀实际上是一些凝聚体，其结构比较复杂，而且因水解条件的不同而各有所差异，可用通式TiO2. XSO3.YH2O来表示。

国内涂料钛白生产一般采用晶种法间接蒸汽加压水解。

其水解反应式如下：沸腾TiOSO4+2H2O TiO（OH）2+H2SO4水解的基本过程包括形成结晶中心，晶核的成长与沉淀的形成，偏钛酸粒子凝聚沉淀和溶液组成的改变。

锐钛型普通晶种的制备是一个酸碱中和反应。

制备方法是取一定量的钛液，在搅拌下逐渐加入碱溶液中和至一定的酸度，然后加温熟化，使胶粒微晶化，可以不溶于稀酸中，并提高其“活性”，冷却至室温即可。

硫酸钛溶液水解得到的水合二氧化钛浆料含有大量游离硫酸及硫酸亚铁等杂质，这些杂质离子含量的高低直接影响二氧化钛成品的色相（白度）。

水洗的目的是除去偏钛酸所吸附的母液中大量的铁、硫酸及其它可溶性杂质，得到纯净的偏钛酸。

水洗的基本原理是利用硫酸及可溶性杂质离子的可溶性与水合二氧化钛的水不溶性而分离，因此水洗工序能大致洗净可溶性杂质。

生产上常用的水洗方法有真空过滤洗涤和离心过滤洗涤。

真空过滤洗涤是利用抽真空造成的压力差，将滤液吸过过滤介面而将固体吸附在过滤介质表面，水洗时清水不断将溶解的杂质离子带过滤层。

生产上最常用的真空过滤洗涤设备是叶滤机。

离心过滤洗涤是利用高速旋转产生的离心力，在过滤介质两侧产生压力差，将滤液挥出滤层，从而达到分离和水洗的目的，生产上最常用的离心过滤洗涤设备是离心机。

1.1.9 盐处理、过滤在生产涂料钛白时，偏钛酸在煅烧前需要加入碳酸钾K2CO3、磷酸H3PO4等添加剂，以提高钛白粉的某些颜料性能。

加入碳酸钾后的偏钛酸在煅烧时，脱硫温度低，锐钛型微晶体成长快，并能在较低的温度下较快地使煅烧物达到中性。

从而防止了物料的烧结，减弱了由烧结而引起的钛白色变现象，使煅烧品颗粒松软，色泽洁白。

添加磷酸的主要作用是隐蔽杂质元素的显色，提高钛白粉的白度。

因为加入磷酸可使铁质转化为高温下稳定的白色的磷酸高铁。

添加剂的加入量一般为K2CO30.5%（以TiO2计）；H3PO40.15%（以TiO2计）。

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硫酸法钛白粉煅烧尾气治理技术方案研究

硫酸法钛白粉煅烧尾气治理技术方案研究

科学论坛幸福生活指南 2019年第34期177幸福生活指南硫酸法钛白粉煅烧尾气治理技术方案研究张燕燕南京钛白化工有限责任公司 江苏 南京 210000摘 要：对目前的钛白粉生产做具体的分析可知一种重要的方法是硫酸法，在该方法的利用中会利用到一件重要的设备，就是回转窑。

在生产中，煅烧是前处理一个主要的工序，煅烧尾气主要产生于回转窑。

从现实分析来看，煅烧尾气对环境有显著的污染作用，因此需要对其进行积极治理。

目前，国家对生产实践的环保要求和标准有了进一步的强调，在这样的大背景下，煅烧尾气的治理更要被重视，所以文章就硫酸法钛白粉煅烧尾气治理技术方案做分析与讨论，旨在为实践提供指导与帮助。

关键词：硫酸法；钛白粉；煅烧尾气治理技术在钛白粉的生产实践中利用的一种重要方法是硫酸法。

就硫酸法的具体使用来看，其中一个重要的环节是煅烧。

煅烧尾气作为一种有害气体对大气环境有比较显著的影响，所以为了控制生产实践的环境污染，需要对煅烧尾气进行处理。

具体研究煅烧尾气的治理技术方案，这对于钛白粉的煅烧尾气治理实践有突出的现实效果。

一、硫酸法钛白粉生产工艺分析煅烧尾气是利用硫酸法生产钛白粉的过程中因为煅烧而产生的有害气体，对硫酸法钛白粉的具体生产工艺进行分析，明确煅烧环节的重要性，并就煅烧尾气的具体产生做分析，这对于尾气治理有突出的现实意义。

以下是硫酸法钛白粉的具体生产工艺分析。

其中关键步骤： （一）原矿粉碎和酸解 原矿粉碎和酸解是硫酸法生产钛白粉过程中必须要强调的内容。

就此内容来看，其主要分为两步：1）原矿粉碎。

通过风扫磨将原矿粉碎至工艺要求的细度，一般在325目左右；2）酸解[1]。

将研磨、干燥的钛铁矿与浓硫酸反应通过酸矿预混合、主反应、熟化、浸取、还原制得钛液，其反应方程式如下： FeTi03+3H 2SO 4一Ti （SO 4）2+FeSO 4+3H 2O FeTi03+2H 2SO 4一TiOSO 4+FeSO 4+2H 2O （二）沉降、热过滤和结晶、亚铁分离 沉降、热过滤和结晶、亚铁分离也是工艺实践中不可缺少的步骤。

钛白生产“三废”排放及治理要点

钛白生产“三废”排放及治理要点

钛白生产“三废”排放及治理措施
1、废水：生产一吨钛白产生酸性废水50－60m3，其中含H2SO4＜20g/L，并含有少量Fe2＋。

治理措施：石灰中和→曝气氧化→沉降→板框压滤。

清水：20％左右回用（化石灰），其余达标外排（其中PH6－9，SS＜100mg/L，COD＜50 mg/L，全溶解性固体1000 mg/L 左右。

2、废酸：生产一吨钛白产生20％左右的稀硫酸6－7吨，其中含7－8％的硫酸亚铁。

措施：采用三级浓缩技术，浓缩至70％左右除去硫酸亚铁。

约产生15－17万吨70％的副产品酸。

其中的50％代替商品硫酸回用于生产，其余的50％可用于K、P、N等化肥生产或出售。

3、废气：
（1）煅烧尾气。

其中含酸雾8000mg/m3，SO22000 mg/m3左右。

措施：采用水循环喷淋→电除雾→碱吸收三级处理。

处理后含酸雾＜40 mg/m3（国标45 mg/m3），SO2＜400 mg/m3（国标550 mg/m3）。

（2）酸解尾气：间歇式排放，每酸解罐排放10分钟，每天排放15罐左右。

含少量酸雾和大量水汽。

措施：排放时用大量循环水（加碱）喷淋降温，酸雾经凝结
吸收除去。

4、废渣：
主要是石膏：污水处理产生的石膏因含有部分Fe(OH)3而呈土色。

可堆存晾晒，晒干后可给予水泥厂代替天然石膏。

5、其它：
在对以上废物进行严格治理的同时，生产区域内采取严格措施防渗，严格清污分流，所有废水集中处理，不会对地下水造成污染。

钛白粉生产中废气的治理方案

钛白粉生产中废气的治理方案

钛白粉生产中废气的治理方案硫酸法钛白粉生产中对环境有害的废气主要有:酸解反应时的废气和回转窑煅烧时的废气，其治理方法大致如下。

1.酸解反应废气的治理酸解反应废气排放总量不大，但是它每反应一批的废气是集中在数分钟内迅速排出，单位时间内排出的量很大，很猛烈，温度高达160~180℃，含有酸雾、粉尘和大量水蒸汽和不凝性气体，主要成分是H2SO42~3g/m3、SO37~8g/m3、SO21~2g/m3、H2O500g/m3左右，有时因操作不当或反应十分激烈时酸雾甚至高达20g/m3左右，是目前国内各厂扰民现象最严重、群众反映最大的问题。

处理酸解反应废气时首先要弄清楚排放量有多大，理论计算出来的排放量与实际排放量相差很大。

有人在试验中测定酸解废气最终生成的冷凝液量来推算，每吨矿粉排放废气56m3/min，折换成3360m3/h；上海某厂17m3酸解反应罐的废气排放量为25500Nm3/h，折合每吨矿粉为7300~8200Nm3/h；上海某设计院在江苏某厂30m3酸解罐(每次投矿6t)的烟囱上面，用动压式测流速的方法换算成流量，实测最大流速为26m/s，排气压力2.8~7.999kPa，流量61000~64000m3/h，相当于每吨矿粉排放量10000m3/h,左右。

造成如此之大差异的原因，主要是反应设备(酸解罐的入孔、管道、烟筒、阀门等)的泄漏程度、反应时通入的压缩空气量的大小，以及矿的品种、酸的浓度和主反应时间的长短等，其中影响程度最大的是反应设备的泄漏程度和主反应时间的长短。

根据上述酸解废气组成的性质，主要污染物和治理的重点是硫酸雾和硫氧化物，一般情况下酸雾浓度高达10g/m3以上时，以冷凝法治理为主，当浓度＜4000mg/Nm3时采用吸收法治理为主。

吸收时的效率与吸收温度有关，10℃时SO2气体在水中的吸收系数为56.65，40℃时SO2在水中的吸收系数为18.77，由此可知降低温度可以有效的吸收酸雾和硫氧化物，因此酸解废气的治理，最有效、最简便的方法是采用水喷淋。

钛白粉生产过程中的环境污染控制技术

钛白粉生产过程中的环境污染控制技术

钛白粉生产过程中的环境污染控制技术钛白粉作为重要的白色颜料和填充剂，被广泛应用于各种领域，如建筑材料、制造业、造纸、塑料、油漆等。

而其生产过程中所产生的废气、废水、固废等均会对环境造成污染。

因此，环境污染控制技术是钛白粉生产过程中的一个重要问题。

一、钛白粉生产中的环境污染源钛白粉生产过程中，环境污染源较多，主要来源包括废气、废水、固废等。

钛白粉生产过程中原材料钛矿石需要经过碳热还原、氯化等反应，同时需要进行煅烧、磨碎、筛分等处理，这些步骤所产生的废气、废水等均会对环境造成影响。

废气的主要成分为氯化钛、硫化氢、氮氧化物等，这些气体对大气环境造成污染。

废水中含有重金属离子、氟化物、氯化物等，这些化学物质会对水体造成危害。

固废则主要包括煅烧残渣、废碳、废渣等，它们需要经过专门的处理才能被妥善处理或回收再利用。

钛白粉生产过程中的环境问题主要表现在以下几个方面：1、大气污染。

钛白粉生产中废气中的氮氧化物、二氧化硫、氯化钛等物质是大气环境中的有害气体，会对空气造成污染。

2、水体污染。

钛白粉生产中大量的废水含有氟化物、硫酸、重金属离子等化学物质，严重污染了水环境。

3、固废问题。

钛白粉生产过程中产生的固体废物量大，需要通过回收利用或妥善处理才能避免对环境造成影响。

针对钛白粉生产中的这些环境污染问题，需要采取相应的环境污染治理技术，以减少环境污染的危害。

二、钛白粉生产过程中的环境污染控制技术（一）废气处理技术废气治理是钛白粉生产过程中重点控制的污染源之一。

废气处理技术主要包括：1、湿式脱硫除氯技术。

废气中的氯化钛、氢气、氯气等物质经湿式脱硫后可得到氢氧化钠溶液，同时加入氯化钠可脱除氯化氢等物质。

2、尾气催化燃烧技术。

钛白粉生产过程中的尾气中含有一定的有机物和氢气，采用催化燃烧技术可将其转化为水和二氧化碳等物质，降低尾气对环境的危害。

3、吸附除臭技术。

利用活性炭、分子筛等适宜吸附废气中的氯化物及有机物质，在风道集气区域或烟道口加装活性炭吸附器或分子筛吸附器，实现除臭作用。