專利名稱：硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及硫酸法鈦白粉生產中回轉窯在煅燒過程中煙氣余熱的利用方法，本發 明還涉及采用該方法設計的一套回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置。
背景技術：
硫酸法鈦白粉生產工藝流程長，生產工序多，產品能耗高，尤其是半成品(偏鈦酸 或水合二氧化鈦)在煅燒過程中排放大量的高溫煙氣。每生產一噸鈦白粉排放2. 0-2. 5萬 M3煙氣，煙氣溫度高達380-420°C，熱量大。煙氣中還含有一定濃度O20-300mg/M3)的二 氧化鈦，具有可觀的回收價值。產品煅燒通常采用回轉窯設備，燃料使用天然氣或發生爐煤 氣，每生產一噸鈦白粉成品噸產品消耗天然氣300-350NM3。目前國內鈦白粉行業傳統的處理方式是用廢水對煙氣進行噴淋降溫，噴淋后的酸 性廢水送污水處理站處理，廢水達標排放。降溫后的尾氣經電除霧凈化，尾氣達標排放。高 溫煙氣若不進行凈化，其中含二氧化鈦再進入轉窯時會引起過燒，影響產品品質。現有的這種方法沒有將回轉窯設備內的煙氣熱能進行再利用，同時沒有將高溫煙 氣凈化后再回收產品、不符合國家節能減排的政策，對資源和能源存在較大的浪費。因此設計一種工藝使回轉窯設備內的高溫煙氣能夠循環利用，且煙氣能提濃廢 酸，將煙氣熱能全部利用，提高了產品回收率，降低了回轉窯的燃料成本成為了一項迫切和 重要的工作。

發明內容
本發明的第一目的在于克服上述現有背景技術的不足之處，而提供一種硫酸法鈦 白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用方法。本發明的第二目的在于提供一種硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用 裝置。它適合于硫酸法鈦白粉生產過程中回轉窯煙氣熱能綜合利用，符合國家節能減排的 要求，且具有廣泛的推廣意義。本發明的第一目的是通過如下措施來達到的硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙 氣熱能利用方法，其特征在于它包括如下三個方面①將回轉煅燒窯中產生的高溫煙氣通 過電除塵凈化，干法收塵，回收的產品返回轉窯重新煅燒；②凈化后的高溫煙氣一部分用生 產過程中產生的濃度20%的廢酸來噴淋，進行傳質傳熱，蒸發廢酸中水份，將廢酸濃度提高 至30%，廢酸濃縮后的70-80°C的低溫尾氣再經電除霧系統凈化，尾氣達標外排；③凈化后 的另一部分高溫煙氣再返回轉窯系統回用，補充熱量，調節窯內溫度梯度。本發明的第二目的是通過如下措施來達到的硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙 氣熱能利用裝置，它包括進料螺旋器，傾斜放置的回轉煅燒窯，電除塵器，轉筒冷卻器，電除 霧器，進料螺旋器通入回轉煅燒窯的上端，回轉煅燒窯通過管道通入轉筒冷卻器內，燃料進 氣管通入回轉煅燒窯的下端的燃燒室中，有輸入氣管通入電除塵器內，其特征在于所述的 電除塵器的下端有旋轉輸送機，所述的旋轉輸送機通入進料螺旋器內，所述電除塵器的輸出氣管中的一路通過循環風機導入回轉煅燒窯下端的燃燒室內；所述電除塵器的輸出氣管 中的另一路通入文氏管中，所述的文氏管與除沫器連接，除沫器的出口與電除霧器連接，電 除霧器的上端出口與煙因連接，電除霧器的下端出口通入去污水處理站，所述除沫器的上 端通入20%的硫酸管道，除沫器的下端管道連接有30%的的硫酸管道。在上述技術方案中，所述的輸入氣管上連接有事故煙囪。在上述技術方案中，所述的通過循環風機通過回轉煅燒窯下端的燃燒室內的高溫 煙氣通入回轉煅燒窯外側的煅燒室內。在上述技術方案中，所述轉筒冷卻器的出口通過助燃風機通入與燃料進氣管連接 的燃燒室中。在上述技術方案中，所述文氏管的下端通過二個循環泵分二路通入文氏管上端。在本發明中來自轉窯的高溫煙氣經電除塵系統凈化，得到鈦白粉和潔凈的高溫煙 氣。回收的鈦白粉再返回轉窯進料系統，與新鮮物料混合再煅燒成產品。高溫煙氣分二路， 一路在轉窯系統循環使用，達到補充熱量、調節窯內氣氛和溫度梯度的作用，另一路去廢酸 提濃系統，將廢酸從20%提濃到30%，然后送蒸汽濃縮進一步提濃。與行業內傳統處理方 式相比，該方法將煙氣中物料進行了干法回收，提高了產品收率約0.6%左右。將大量的煙 氣余熱進行了綜合利用，節能減排效果十分明顯。


圖1為本發明硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用方法的工藝流程圖 (一部分)。圖2為本發明硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用方法的工藝流程圖 (另一部分)。圖中1.進料螺旋器，2.回轉煅燒窯，3.電除塵器，4.轉筒冷卻器，51.輸入氣管， 52.輸出氣管，6.旋轉輸送機，7.循環風機，8.文氏管，9.除沫器，10.電除霧器，11.煙囟， 12.污水處理站，13. 20%的硫酸管道，14. 30%的的硫酸管道，15.燃料進氣管，16.助燃風 機，17.循環泵，19.事故煙囪，21.煅燒室。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的實施情況，但它們并不構成對本發明的限定，僅 作舉例而已。同時通過說明本發明的優點將變得更加清楚和容易理解。本發明的基本原理為偏鈦酸即水合二氧化鈦(TiA · XSO3 · yH20)，其中二氧化鈦 含固量通常在M-56%，其它大部分是水。偏鈦酸在回轉窯中煅燒時，進行脫水、脫硫、粒子 成長和晶型轉換，生成具有顏料性能的鈦白粉。化學反應式TiO2 · XSO3 · yH20 — Ti02+xS03 +yH20 個偏鈦酸煅燒最高溫度達960-980°C，排出的高溫煙氣氣量大、溫度高，煙氣中含有 一定量的產品。每生產一噸鈦白粉消耗天然氣300-350NM3，排放2. 0-2. 5萬M3煙氣，煙氣 溫度高達380-420°C，熱量大，同時煙氣中還含二氧化鈦濃度220-300mg/M3的產品，具有可 觀的回收價值。本發明硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用方法，它包括如下三個方面①將回轉煅燒窯中產生的高溫煙氣通過電除塵凈化，干法收塵，回收的產品返回轉窯重 新煅燒；②凈化后的高溫煙氣一部分用生產過程中產生的濃度20%的廢酸來噴淋，進行傳 質傳熱，蒸發廢酸中水份，將廢酸濃度提高至30%，廢酸濃縮后的70-80°C的低溫尾氣再經 電除霧系統凈化，尾氣達標外排；③凈化后的另一部分高溫煙氣再返回轉窯系統回用，補充 熱量，調節窯內溫度梯度。本發明硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置，它包括進料螺旋器1， 傾斜放置的回轉煅燒窯2，電除塵器3，轉筒冷卻器4，電除霧器10，進料螺旋器1通入回轉 煅燒窯2的上端，回轉煅燒窯2通過管道通入轉筒冷卻器4內，燃料進氣管15通入回轉煅 燒窯2的下端的燃燒室中，有輸入氣管51通入電除塵器3內，其特征在于所述的電除塵器 3的下端有旋轉輸送機6，所述的旋轉輸送機6通入進料螺旋器1內，所述電除塵器3的輸 出氣管52中的一路通過循環風機7通過回轉煅燒窯2下端的燃燒室內；所述電除塵器3的 輸出氣管52中的另一路通入文氏管8中，所述的文氏管8與除沫器9連接，除沫器9的出 口與電除霧器10連接，電除霧器10的上端出口與煙囟11連接，電除霧器10的下端出口通 入去污水處理站12，所述除沫器9的上端通入20%的硫酸管道13，除沫器9的下端管道連 接有30%的的硫酸管道14。所述的輸入氣管51上連接有事故煙 19。所述的通過循環風 機7通過回轉煅燒窯2下端的燃燒室內的高溫煙氣分再回用轉窯。燃料進氣管15通過燃 燒室通入回轉煅燒窯2外側的煅燒室21內。所述轉筒冷卻器4的出口通過助燃風機16通 入與燃料進氣管15連接的燃燒室中。所述文氏管8的下端通過二個循環泵17分二路通入 文氏管8上端。所述在回轉煅燒窯2通過管道通入轉筒冷卻器4內。本發明的工藝流程及技術指標(以20K t/a鈦白粉計)參見工藝流程圖1 窯尾煙氣(380-420°C )大部分是水蒸汽，產生量5. 6-6. 8萬 M3/h,煙氣含二氧化鈦濃度220-300mg/M3，經高壓電除塵器(面積50-60M2)后，回收鈦白 粉12. 5-Mkg/h，經螺旋輸送機至轉窯進料系統。凈化后的高溫煙氣溫度350-390°C，氣量 2. 52-3. 06萬M3/h經高溫循環風機送回窯頭(回轉煅燒窯的下端)回用，補充熱量，節約天 然氣，改善和調節窯內氣氛。參見工藝流程圖2 凈化后的另一部分高溫煙氣3. 08-3. 74萬M3/h用于廢酸濃縮 系統。20%廢酸從除沫器和文氏管中進行，用循環泵輸送文氏管中，與凈化后的高溫煙氣直 接接觸，進行傳質傳熱，廢酸濃度提高至30%左右，之后送下一道工序繼續濃縮。降溫后的 尾氣經電除霧凈化，尾氣達到排放標準。典型案例以2萬噸/年硫酸法鈦白粉生產計(年生產時間8000h、產品2. 5t/h)，偏鈦酸固含 量按55%計，二氧化鈦含量為50%計，轉窯中偏鈦酸進料量5t/h。產生煙氣量5. 6-6. 8萬 M3/h，煙氣中二氧化鈦濃度220-300mg/M3，回收鈦白粉12. 5_15kg/h，年回收鈦白粉100-120 噸，價值80-96萬元。回用高溫煙氣2. 52-3. 06萬M3/h，煙氣溫度350_390°C，煙氣密度 d = 0. 566Kg/M3，煙氣比熱 P = 1. 06KJ/Kg · V，Q 總=(25200-30600) X0. 566X1. 06 ( 350-390) = 5291647. 2-7159922. 6KJ/h。天然氣熱值按 33440KJ/h 計，相當節約天然氣 158. 2-214. INM3A,即噸產品節約天然氣63. 3-85. 6NM3，天然氣按3. 5元/NM3計，年節約 443. 1-599. 2 萬元。用于廢酸濃縮的氣量3. 08-3. 74萬M3/h，相當于6467568. 8-8751016. 6KJ/h熱量，可把20%廢酸7. 5-8. 5M3/h濃縮至30% 4. 3-4. 9M3/h，滿足下道工序要求。年產生經濟價 值160-180萬元。 其它未詳細說明的部分均為現有技術。
權利要求
1.硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用方法，其特征在于它包括如下三個方 面①將回轉煅燒窯中產生的高溫煙氣通過電除塵凈化，干法收塵，回收的產品返回轉窯重 新煅燒；②凈化后的高溫煙氣一部分用生產過程中產生的濃度20%的廢酸來噴淋，進行傳 質傳熱，蒸發廢酸中水份，將廢酸濃度提高至30%，廢酸濃縮后的70-80°C的低溫尾氣再經 電除霧系統凈化，尾氣達標外排；③凈化后的另一部分高溫煙氣再返回回轉煅燒窯回用，補 充熱量，調節窯內溫度梯度。
2.硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置，它包括進料螺旋器(1)，傾斜 放置的回轉煅燒窯O)，電除塵器(3)，轉筒冷卻器0)，電除霧器(10)，進料螺旋器⑴通 入回轉煅燒窯O)的上端，回轉煅燒窯( 通過管道通入轉筒冷卻器內，燃料進氣管 (15)通入回轉煅燒窯(2)的下端的燃燒室中，有輸入氣管(51)通入電除塵器⑶內，其特 征在于所述的電除塵器(3)的下端有旋轉輸送機(6)，所述的旋轉輸送機(6)通入進料螺 旋器(1)內，所述電除塵器(3的輸出氣管(52中的一路通過循環風機(7通過回轉煅燒窯 (2)下端的燃燒室內；所述電除塵器(3)的輸出氣管(52)中的另一路通入文氏管(8)中， 所述的文氏管(8)與除沫器(9)連接，除沫器(9)的出口與電除霧器(10)連接，電除霧器 (10)的上端出口與煙囟(11)連接，電除霧器(10)的下端出口通入去污水處理站(12)，所 述除沫器(9)的上端通入20%的硫酸管道(13)，除沫器(9)的下端管道連接有30%的的硫 酸管道(14)。
3.根據權利要求2所述的硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置，其特征 在于所述的輸入氣管(51)上連接有事故煙囪(19)。
4.根據權利要求2所述的硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置，其特征 在于所述循環風機(7)內的高溫煙氣通過管道通入回轉煅燒窯( 外側的煅燒室內。
5.根據權利要求2所述的硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置，其特征 在于所述轉筒冷卻器(4)的出口通過助燃風機(16)通入與燃料進氣管(1 連接的燃燒室 中。
6.根據權利要求2所述的硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置，其特征 在于所述文氏管(8)的下端通過二個循環泵(17)分二路通入文氏管(8)上端。
全文摘要
硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用方法，它包括如下三個方面①將回轉煅燒窯中產生的高溫煙氣通過電除塵凈化，干法收塵，回收的產品返回轉窯重新煅燒；②凈化后的高溫煙氣一部分用生產過程中產生的濃度20％的廢酸來噴淋，進行傳質傳熱，蒸發廢酸中水份，將廢酸濃度提高至30％，廢酸濃縮后的70-80℃的低溫尾氣再經電除霧系統凈化，尾氣達標外排；③凈化后的另一部分高溫煙氣再返回回轉煅燒窯回用，補充熱量，調節窯內溫度梯度。本發明將煙氣中物料進行了干法回收，提高了產品收率約0.6％左右。將大量的煙氣余熱進行了綜合利用，節能減排效果明顯。本發明還同時公開了采用本發明方法設計的一套回轉窯煅燒煙氣熱能利用裝置。
文檔編號F27D17/00GK102080928SQ20111003699
公開日2011年6月1日 申請日期2011年2月14日 優先權日2011年2月14日
發明者周曉東, 周祥龍, 李峙, 杜朗, 毛明, 王海偉, 胡宗烈, 董輝, 魏光磊, 黃娟 申請人:潛江方圓鈦白有限公司