[发明专利]一种硫酸法钛白液的浓缩装置及方法

权利要求书

1.一种硫酸法钛白液的浓缩装置，包括蒸发器(10)，其特征在于，所述蒸发器(10)为一体两厢的降膜钛材蒸发器，所述钛材蒸发器包括上管箱和下管箱，所述钛材蒸发器的上管箱和钛液预热装置相连；

所述钛材蒸发器的上管箱和和下管箱之间通过循环泵(12)相连，所述钛材蒸发器的下管箱上设有出料口；

所述钛材蒸发器上设有二次蒸汽出口，所述二次蒸汽出口通过分离器(9)和洗气塔(8)的入口相连，所述洗气塔(8)的出口和压缩机(7)的入口相连，所述压缩机(7)的出口和钛材蒸发器的壳层连通进行换热。

2.如权利要求1所述的硫酸法钛白液的浓缩装置，其特征在于，所述钛液预热装置包括依次相连的一级不凝气预热器(1)、二级蒸馏水预热器(2)和三级生蒸汽预热器(3)，所述一级不凝气预热器(1)的一路输入连接清钛液，另一路输入连接不凝气，所述一级不凝气预热器(1)的一路输出连接二级蒸馏水预热器(2)，另一路输出连接气液分离装置(4)；所述二级蒸馏水预热器(2)的另一路输入通过蒸馏水泵(14)连接蒸馏水罐(13)，所述二级蒸馏水预热器(2)的一路输出连接三级生蒸汽预热器(3)；所述三级生蒸汽预热器(3)的另一路输入连接一次蒸汽，所述三级生蒸汽预热器(3)的一路输出连接钛材蒸发器的上管箱，另一路输出连接蒸馏水罐(13)。

3.如权利要求2所述的硫酸法钛白液的浓缩装置，其特征在于，所述气液分离装置(4)通过U型管路(6)和蒸馏水罐(13)相连，所述一级不凝气预热器置于蒸馏水罐(13)上方4～9m位置。

4.如权利要求1所述的硫酸法钛白液的浓缩装置，其特征在于，所述蒸发器的壳层上下两端分别设置有抽真空口连接真空泵(5)。

5.如权利要求1所述的硫酸法钛白液的浓缩装置，其特征在于，所述洗气塔(8)的出口处设置有空心球填料。

6.一种硫酸法钛白液的浓缩方法，其特征在于，采用如权利要求1～5任一项所述的硫酸法钛白液的浓缩装置，包括如下步骤：

S1)先将清钛液通过钛液预热装置预热升至65℃～75℃，然后进入钛材蒸发器的上管箱进行蒸发初步浓缩，经循环泵(12)进入钛材蒸发器的下管箱，再次降膜浓缩，生成浓缩液；

S2)将清钛液在蒸发浓缩过程中产生的二次蒸汽，经压缩机(7)升压、升温后，再返回钛材蒸发器的壳层进行换热；

S3)采用真空泵(5)对蒸发器持续抽负压，使得蒸发器内的压力保持在－0.08MPa～0.093MPa。

7.如权利要求6所述的硫酸法钛白液的浓缩方法，其特征在于，所述步骤S1采用一级不凝气预热器(1)与进入的室温下的钛液进行第一次换热；所述一级不凝气预热器(1)置于蒸馏水罐(13)上方4～9m位置，冷凝后采用气液分离装置(4)使得冷凝水和不凝气的分离；充分分离后的冷凝水通过U型管路(6)进入蒸馏水罐(13)，同时U型管路(6)形成的液封阻止蒸馏水中的热量进入真空泵(5)。

8.如权利要求7所述的硫酸法钛白液的浓缩方法，其特征在于，所述步骤S1中经过一次换热后的钛液继续与二级蒸馏水预热器(2)进行第二次换热，所述二级蒸馏水预热器(2)的另一路输入通过蒸馏水泵(14)连接蒸馏水罐(13)，进一步回收蒸发系统中的热量；最后控制钛液进入生蒸汽预热器(3)进行第三次换热，通过蒸汽调节阀控制钛液温度升至68℃。

9.如权利要求6所述的硫酸法钛白液的浓缩方法，其特征在于，所述步骤S1控制钛液首先经过一效的双层布液盘，在降膜管上形成均匀薄膜，然后在重力作用下流向一效蒸发室，并在此过程中和壳层的二次蒸汽进行一次换热，进行初步蒸发；一次蒸发后的物料进入蒸发室，经循环泵进入二效的双层布液盘，形成均匀薄膜后继续和二次蒸汽换热，进入二效蒸发室后的钛液达到预设浓度后经出料泵进入下一工序。

10.如权利要求9所述的硫酸法钛白液的浓缩方法，其特征在于，所述步骤S1控制钛液起始浓度为140g/L，一效浓缩至160～180g/L，二效浓缩至190～200g/L；所述步骤S2中产生的二次蒸汽的初始温度为60℃，初始压力为20KPa；经压缩机(7)压缩后温度为78℃，压力为43.7KPa，压缩比为2。