[发明专利]钛液亚铁结晶系统及方法

说明书

本发明涉及一种钛液生产技术，尤其是涉及一种钛液亚铁结晶系统及方法。钛液亚铁结晶系统及方法，钛液硫酸亚铁结晶系统，包括：真空蒸发器，真空蒸发器的一端为钛液腔、另一端为工质溶液腔，真空蒸发器连接真空泵，工质溶液腔通过工质循环泵在工质溶液腔内循环相连；用于工质溶液再生的工质再生器，工质再生器通过第二循环泵与工质溶液腔之间循环相连，工质再生器内设置盘管；用于对工质溶液换热的热量利用工段换热器，热量利用工段换热器与工质溶液腔循环相连。本发明具有能够将热量回收并利用在后续工艺步骤中、降低能耗、降低生产成本等有益效果。

技术领域

本发明涉及一种钛液生产技术，尤其是涉及一种钛液亚铁结晶系统及方法。

背景技术

目前硫酸法钛白普遍采用真空结晶的方法来分离硫酸亚铁，它是利用蒸汽喷射泵从真空罐内抽出蒸汽，再用循环冷却水对喷射泵抽出的蒸汽进行冷凝。在生产过程中，随着真空罐内钛液温度的降低，抽出蒸汽所需要的真空度必须提高，蒸汽变得更加稀薄，抽出同样重量的蒸汽，需要消耗的工作蒸汽就越多，而钛液的结晶温度一般要求降到10-17℃，因此需要消耗大量的工作蒸汽，吨钛白粉在此工段的蒸汽消耗量在1.25-2.2吨之间。

在这个过程中，钛液降温所放出的热量和亚铁结晶所放出的热量以及工作蒸汽带入到系统的热量全部通过循环冷却水排放到大气中，造成很大的能源浪费。

发明内容

本发明主要是针对上述问题，提供一种能够将钛液结晶工段的热量回收并利用在后续工艺步骤中，实现降低能耗、降低生产成本的钛液亚铁结晶系统及方法。

本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种钛液硫酸亚铁结晶系统，包括：真空蒸发器，真空蒸发器的一端为钛液腔、另一端为工质溶液腔，真空蒸发器连接真空泵，工质溶液腔通过工质循环泵在工质溶液腔内循环相连；用于工质溶液再生的工质再生器，工质再生器通过第二循环泵与工质溶液腔之间循环相连，工质再生器内设置盘管；用于对工质溶液换热的热量利用工段换热器，热量利用工段换热器与工质溶液腔循环相连。

钛液装入钛液腔后，开启真空泵，抽出钛液腔内的空气，使钛液沸腾，而另一端的工质溶液腔的工质溶液沸点远高于钛液的沸点，因此工质溶液不会沸腾，并且可以吸收钛液产生的蒸汽，此时启动工质循环泵，使工质溶液在工质溶液腔内循环。由于工质溶液吸收了钛液的蒸汽，因此工质溶液的温度会上升，此时通过热量利用工段换热器，将工质溶液的热量作为热源提供给后续用热工段利用。同时，工质溶液腔内的工质溶液还有一部份输送到工质再生器，由工质再生器蒸发掉部份水，且保持工质再生器蒸发的水量与工质溶液腔内的工质溶液从钛液中吸收的蒸汽重量相等，就可以维持系统工质溶液浓度不变。通过用热工段从换热器中吸收热量，维持工质溶液的温度不至于上升得过高，再通过工质再生器，维持工质的浓度不会稀释，从而实现钛液持续沸腾蒸发，使钛液的温度不断降低，直至达到生产需要的温度止。

作为优选，工质溶液腔内设置有喷嘴，第一循环泵与喷嘴相连。使工质形成雨状喷淋效果，增强工质吸收蒸汽的能力。

一种钛液硫酸亚铁结晶方法，包括：蒸发结晶工段：利用工质溶液腔内的工质溶液可吸收比自身温度低的水蒸汽的特性，使酸解钛液在钛液腔的真空环境下实现低温蒸发，使钛液的浓度得到提高的同时，温度降低，硫酸亚铁结晶析出；工质再生工段：工质溶液吸收蒸汽变稀，变稀的工质溶液通过工质再生器浓缩恢复至原浓度循环利用；热量利用工段：蒸发结晶工段工质溶液吸收水蒸汽后，温度升高，作为一种热源向钛液浓缩或其它工段供热，工质再生工段进行工质浓缩产生的二次蒸汽是饱和的高温蒸汽，作为热源提供给钛液浓缩或其它工段利用。本方法除用于钛液中的硫酸亚铁结晶外，也可用于其它行业类似的真空蒸汽降温的工艺过程。