鈦白粉生產過程中煅燒尾氣的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鈦白粉生產領域，具體涉及一種鈦白粉生產過程中煅燒尾氣的處理方法。
【背景技術】
[0002]鈦白粉(T12)是目前廣泛使用的最主要的白色顏料，大量應用于涂料、造紙、油墨等領域，其需求量與GDP呈現正比例關系。目前全球鈦白粉年產能在500萬噸以上，國內鈦白粉年產能在200萬噸以上，售價約為15000-22000元/噸。在生產方法上，國內除錦州鈦白粉廠采用氯化法外，其余全部采用硫酸法進行生產。當前硫酸法鈦白生產過程中存在的一個比較突出的問題，是環保與節能。
[0003]目前硫酸法鈦白粉生產工藝流程為:將鈦礦或鈦渣酸解后生成鈦液，鈦液經沉降、結晶、濃縮后得到純凈的濃鈦液，再經水解、水洗與漂白獲得純凈的偏鈦酸，偏鈦酸經過鹽處理后進入回轉窯進行煅燒，再經干磨后進行后處理，后處理包括打漿分散、砂磨分級、包膜、水洗過濾、干燥、氣流粉碎等工序。
[0004]偏鈦酸在回轉窯內進行煅燒的過程中，會產生大量的煅燒尾氣，煅燒尾氣溫度高，濕氣含量大，有酸霧和硫氧化物、鈦白粉粉塵、水蒸氣、不凝性氣體等，其排放速度和流量較均勻。每生產11顏料級鈦白粉大約排放1.5-2萬立方米煅燒尾氣，煅燒尾氣溫度高達300 0C -4000C，含有酸霧 1000-2000mg/m3，SO3約 10g/m3，S02100-500g/m3，T12約0.15g/m3，還含有N254%^H20 35%^027%X024%o
[0005]煅燒尾氣必須經過處理后才能完全達標排放，國內部分鈦白粉廠基本能做到，部分廠家經常難以做到。但是，溫度高達300°C-40(TC的煅燒尾氣中含有大量熱量，國內現有鈦白粉生產廠家幾乎都沒有利用。
[0006]目前國內鈦白粉生產廠家針對煅燒尾氣處理，常見流程包括旋風收塵、文丘里噴淋系統、水洗塔、電除霧、煙囪等。回轉窯內排出的煅燒尾氣一般先在煙道內，通過慣性和重力沉降，或經過旋風收塵，除去大部分粗顆粒粉塵，然后先進入文丘里洗滌器，在文丘里管的喉管中氣體被加速，水被高速氣流擊碎進行有效碰撞，當氣、液進入文丘里管擴大段后而減速，使水滴與塵埃、氣體再次碰撞冷卻，部分SO3變成酸霧，粉塵被水滴捕獲，凝聚成大顆粒隨水排入回收池。此時，煅燒尾氣溫度降低至60-70°C，之后進入洗滌塔，使氣體溫度降至50°C以下進入電除霧器，在高壓靜電場作用下，酸霧和極少量的粉塵被除去。符合排放標準的煅燒尾氣經風機送人煙囪排放。這種傳統方法存在的問題，一是煅燒尾氣余熱沒有利用，二是達標排放有時難以做到，即使達標，指標也是緊靠上限。
[0007]針對煅燒尾氣處理存在的問題，國內研究人員提出了許多改進的方法。
[0008]專利(申請號:200610039260.5)公開了一種硫酸法鈦白粉生產過程中轉窯煅燒尾氣和稀硫酸綜合利用的方法，該方法將鈦白粉生產中產生的稀硫酸及轉窯煅燒尾氣接觸進行熱交換，將得到的預濃縮硫酸保溫沉降后，利用其自身溫度進行中溫濃縮，再進行真空和冷卻結晶，再與98%硫酸分別配制成生產鈦白粉或普通過磷酸鈣所需的濃度。該方法存在的問題是余熱利用效率低，而且還要配套建設廢酸濃縮裝置，且預濃縮硫酸還需保溫。
[0009]專利(專利號:200410041226.2)公開了一種鈦白粉生產過程中產生的廢硫酸、廢氣的回收方法，包括將鈦白粉生產過程中產生的煅燒尾氣及廢硫酸送入“鈦白粉爐窯煅燒尾氣提濃烯硫酸石墨塔”中混合、氣液接觸、濃縮、將酸與其中含有的鈦白粉分離、將酸液中無機鹽結晶、分離，并進一步將酸液送入碳化硅蒸發器中，并在負壓狀態下蒸發除去部分水分，使酸濃度達80?90%。該方法存在的問題是工廠必須要配備有一套提濃烯硫酸的石墨塔，而且容易出現設備故障。
[0010]專利(申請號:200710030100.9)公開了一種廢熱制冷節能減排技術，首先將轉窯鍛燒廢熱通過熱交換器將循環水轉換成熱源水，再將熱源水輸入到非電空調設備中用于制冷，后將非電空調設備制冷利用在鈦白粉生產過程中的冷凍結晶工藝中，由非電空調設備制冷后產生的冷水進行循環使用。該方法存在的問題是熱效率利用低，需要單獨配置非電空調設備，而且與已有冷凍設備重復，增加投資。
[0011]專利(申請號:201010278103.6)公開了一種自動控制風機風量的回轉窯煙氣處理裝置，涉及鈦白粉生產中所用回轉窯的煙氣處理設備。主要結構是:一級旋風除塵器連接回轉窯，一級旋風除塵器連接二級旋風除塵器，二級旋風除塵器連接文氏管除塵器，文氏管除塵器連接酸霧洗滌塔，酸霧洗滌塔通過排氣管連接煙囪，在排氣管上安裝有引風機，引風機上安裝有變頻器;在文氏管除塵器和酸霧洗滌塔的噴淋器和洗滌噴淋器分別連接給水管，給水管連接冷卻沉淀池的供水栗，文氏管除塵器和酸霧洗滌塔底部的水池連接回水管，回水管連接冷卻沉淀池。該方法存在的問題是沒有進行熱回收。
[0012]專利(申請號:201110036997.2)公開了一種硫酸法鈦白粉生產中回轉窯煅燒煙氣熱能利用的方法，它包括如下三個方面:①將回轉煅燒窯中產生的煅燒尾氣通過電除塵凈化，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的低溫煅燒尾氣再經電除霧系統凈化，煅燒尾氣達標外排;③凈化后的另一部分煅燒尾氣再返回回轉煅燒窯回用，補充熱量，調節窯內溫度梯度。該方法存在的問題是熱廢氣在廢酸噴淋過程中熱損失較大，余熱利用效率低，而且煅燒尾氣中的有害無用氣體重新返回爐窯后，對煅燒工序造成不利影響。
[0013]文獻《鈦白粉煅燒尾氣處理工藝改進及余熱利用的研究》(無機鹽工業，2009年第4期)和文獻《淺析鈦白粉煅燒尾氣的治理工藝》(中國化工貿易，2011年第9期)均介紹了一種簡化鈦白粉煅燒尾氣處理流程、改善煅燒尾氣排放效果的方法，通過將二次洗水用作煅燒尾氣噴淋水，噴淋水回用作一次洗水，利用煅燒尾氣余熱，降低蒸汽的消耗。但該方法通過噴淋的方式利用余熱的效率較低。
[0014]綜上所述，現有技術存在鈦白回轉窯煅燒尾氣余熱沒有利用或者余熱利用效率較低，且排放煅燒尾氣的硫化物難以治理，煅燒尾氣常常不能達標的問題。在提倡節能降耗，加強環保的政策背景下，硫酸法鈦白生產企業如何充分利用煅燒尾氣余熱并達標排放是一個急需解決的問題。

【發明內容】

[0015]本發明針對現有技術存在的技術問題，目的在于提供一種可顯著提高煅燒尾氣余熱利用率，并能使煅燒尾氣中的硫化物完全達標排放的鈦白粉生產過程中煅燒尾氣的處理方法。
[0016]本發明的鈦白粉生產過程中煅燒尾氣的處理方法包括以下步驟:
[0017]I)除塵；
[0018]2)初步熱交換，將除塵后的煅燒尾氣排入廢熱鍋爐系統中與工藝水進行熱交換，煅燒尾氣得到初步降溫；
[0019]3)再次熱交換，初步降溫后的煅燒尾氣進入文丘里系統中通過廢硫酸噴淋進一步降溫；
[0020]4)脫硫。
[0021]步驟I)中，將煅燒尾氣通過煙道排入一除塵器中進行除塵，所述除塵器為旋風除塵器，優選多管旋風除塵器，進一步優選多管陶瓷旋風除塵器。
[0022]煅燒尾氣通過所述除塵器時，由于受自身重力和離心力的作用，煅燒尾氣中80-95%的鈦白粉粉塵和氣體分離。所述除塵器底部下方設有一集塵器，煅燒尾氣中的鈦白粉粉塵被收塵并從所述除塵器底部落入集塵器中，鈦白粉粉塵被收集后可回收轉入打漿槽中進行打漿工序。
[0023]步驟2)中，在所述廢熱鍋爐系統中煅燒尾氣可與所述工藝水分步進行多梯度的熱交換，煅燒尾氣可由300-400°C降溫到200-250°C，大部分熱量已傳遞給所述工藝水，將所述工藝水加熱產生高溫蒸汽，產生的高溫蒸汽可外供鈦白粉生產線其他工序使用。所述工藝水優選除鹽水，加熱所述除鹽水產生的高溫蒸汽可外供鈦白粉生產線的酸解工序使用。
[0024]步驟3)中，初步降溫后的煅燒尾氣先進入所述文丘里系統中的上升管，用22-25%廢