一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法。根据本发明专利技术的工艺和设备，可以有效地分离和提取利用氯化钛白中的氯化氢和氯元素，有利于生产高品质附加值高的氯化亚铁系列的净水剂产品。

【技术实现步骤摘要】
一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法
本专利技术涉及化工领域的设备和制造工艺，具体而言，本专利技术涉及一种利用钛白粉生产中的副产物的设备和制造工艺，一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的装置及方法。
技术介绍
二氧化钛(俗称钛白粉，或钛白)是日用化工领域最为常见的产品之一。对于钛白的生产，工业上主要有硫酸法和氯化法两条工艺路线。氯化法通常以天然金红石、人造金红石或高钛渣为原料，经氯化、精制、氧化、表面处理后制得成品，该工艺的特点是生产流程短。典型的氯化钛白粉合成工艺包括氯化和氧化等步骤。在氯化和氧化过程中会产生大量废液和废气需要处理。通常的废气处理都是简单的使用酸液或者碱液或喷淋来进行，已有文献进行报道。例如，中国专利CN109621669A公开了一种促进剂辅助硫酸钛白煅烧尾气脱硫脱硝的方法，该方法包括以下步骤：1)将煅烧尾气经过旋风除尘；2)将除尘后煅烧尾气采用硫酸法钛白粉工艺中产生的废酸进行一次喷淋，吸收其中部分二氧化硫及粉尘，并降低煅烧尾气温度；3)经过一次喷淋降温的尾气再通过砂滤水进行二次喷淋，进一步吸收其中的二氧化硫及粉尘。该种方法没有考虑到氯化钛白工艺中可能存在显著的氯气需要处理，并且使用促进剂的方法也不能保证有效地提高副产物的价值和经济效益。因此仍有需求提出一种适用于工业大规模生产，特别有效地处理氯化钛白工艺中的废气，特别是酸性气体，例如含有HCl和Cl元素的气体。
技术实现思路
由以上相关技术，本专利技术的一个方面在于提供一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法包括以下步骤：步骤A)将经过固体杂质预处理的尾气通过盐酸吸收装置，以将尾气中大部分HCl气体进行回收，所述尾气中含有占整个尾气约5wt％-20wt％的氯化氢(HCl)以及含有占整个尾气约1wt％-10wt％的氯气；步骤B)对所述步骤A)中经过初步去除HCl气体后的尾气，使用浓度为约1.5wt％至3wt％的稀双氧水在反应器内进行喷淋，使尾气中残留的氯气与所述稀双氧水溶液反应生成HCl以及氧(O2)；步骤C)在所述反应器中预先装有硫酸亚铁溶液，从而将上述步骤B)中的反应后的含有HCl的气体在反应器的持续搅拌条件下溶入所述硫酸亚铁溶液中；步骤D)在所述步骤C)的含有HCl和硫酸亚铁的溶液中，通入氯化钙溶液，并保持容器持续搅拌状态；步骤E)反应持续一段时间后，任选地，对所述步骤D)生成的氯化亚铁混合液进行固液分离，将分离后的主要成分为氯化亚铁的液体循环至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；或者，将步骤D)生成的氯化亚铁混合液直接输送至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；步骤F)将所述步骤B)的混合溶液喷淋装置喷淋后的排出的尾气再使用所述步骤E)中的氯化亚铁液体或氯化亚铁混合液进行喷淋，以进一步吸收步骤B)中生成的由双氧水和氯气反应生成的HCl；步骤G)任选地，将F)步骤中的氯化亚铁混合液进行固液分离(分离硫酸钙等微溶难溶物质)；将净化生成氯化亚铁混合液，用作进一步制作氯化亚铁净水剂的原料；步骤H)任选地，将所述步骤G)中的气体进一步输送至下一步进行碱液喷淋清洗、清水喷淋清洗、燃烧、排放中的一个步骤或者多个工艺。根据本专利技术的工艺，可以有效地分离和提取利用氯化钛白中的HCl和氯气。特别是氯气，在以往的工艺中通过简单的碱液吸收，使得氯发生歧化反应，往往不能有效回收并提升副产物的经济价值。而本专利技术的工艺可以利用钛白生产中/钢铁炼制的各个副产物(例如硫酸法或浸取矿石的硫酸亚铁溶液，氯化钛白副产物氯化钙等)结合浓度较低的双氧水喷淋体系混合工艺，有效地将副产物归结为副产氯化亚铁。同时，双氧水也可以来自医疗系统消毒后的双氧水废液，在必要时也可以使用部分或全部的浓双氧水(例如食品级双氧水)来配制，有效地提升经济价值。在本专利技术中，步骤A)是本专利技术实施方案任选、但优选具备的步骤。在盐酸吸收装置中可以于先生设置有较浓的盐酸溶液预先初步吸收部分尾气中的氯化氢。在可选的方法中，其中步骤A)中经过固体杂质预处理的尾气含有一氧化碳(CO)，所述方法包括所述步骤G)中的将气体燃烧并且排放的工艺。在可选的方法中，在所述步骤B)的所述喷淋中，稀双氧水的液滴粒径小于约1mm。小的粒径可以通过高精度的液体分布器(喷头)实现。如下将详细描述的，小的粒径对于实现本专利技术有效地转化Cl元素具有重要积极的作用。在可选的方法中，在所述步骤B)的所述喷淋中，浓度为约2.0wt％至3wt％的所述稀双氧水进入在反应器进行喷淋。在可选的方法中，在所述步骤D)中，所述氯化钙溶液来自氯化钛白生产阶段得到的副产物，并且所述氯化钙溶液通入至盛装有所述预先装有硫酸亚铁溶液的容器的底部，并且保持对所述硫酸亚铁溶液的持续搅拌。本专利技术另一方面提供一种实施上述方法的设备，其特征在于，所述设备包括：彼此相关联(或连接)的盐酸预吸收装置和双氧水溶液喷淋装置；以及任选的混合液喷淋装置，碱液喷淋装置和清水喷淋装置中的一种或更多种,其中所述盐酸预吸收装置可以具有气液和/或气固分离装置(实现气体液体和/或气体固体分离的装置)，所述混合液喷淋装置可以带有氯化亚铁混合液存储装置；以及所述双氧水溶液喷淋装置包括双氧水溶液喷淋装置尾气入口，双氧水溶液喷淋装置尾气出口，双氧水溶液喷淋装置喷淋入口，氯化亚铁混合液出口。在可选的方案中，所述双氧水溶液喷淋装置为可密闭的通气式密闭反应容器。在可选的方案中，所述通气式密闭反应容器包括位于其容器壁上的以下部件：氯化钙溶液注入口，气体排出口,温度控制装置接入口，pH值测试接入孔，物料排出口，冷却循环水套出入口，待处理尾气入口，搅拌装置控制器，喷淋器以及观察窗口；其中所述气体排出口位于所述反应容器的上部，所述氯化钙溶液注入口位于通气式密闭反应容器的上部，所述物料排出口位于所述反应容器的下部。在可选的方案中，所述通气式密闭反应容器在其容器上部包括氯化钙溶液注入口，所述氯化钙溶液注入口具备通向所述通气式密闭反应容器底部的管道，所述管道使得所述氯化钙溶液能够注入到盛装有液体的所述通气式密闭反应容器的下部，从而与所盛装的液体充分混合；并且其中所述通气式密闭反应容器还包括位于所述通气式密闭反应容器底部内侧的搅拌装置。以下，将结合具体实施方式，对本专利技术的技术方案及优点做出更加详细的解释和说明。应当理解的是，说明书、具体实施方式中所呈现的内容，仅仅为了更加清楚地说明本专利技术的技术方案及其优点，并不对本专利技术的保护范围构成限制。本领域技术人员能够在说明书公开内容的基础上，针对各种合理的变换得到变化后的技术方案，只要不脱离本专利技术的精神，各种变化后的技术方案均应当理解为被包括在本专利技术的保护范围之内。附图说明附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。图1是用于实施本专利技术的氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂方法的装置的示意图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法包括以下步骤：/nA)将经过固体杂质预处理的尾气通过盐酸吸收装置，以将所述尾气中的部分HCl气体进行回收，所述尾气中含有占整个尾气约5wt％-20wt％的氯化氢(HCl)以及含有占整个尾气约1wt％-10wt％的氯气(Cl

【技术特征摘要】
1.一种氯化法钛白粉尾气处理兼制净水剂的方法，所述方法包括以下步骤：
A)将经过固体杂质预处理的尾气通过盐酸吸收装置，以将所述尾气中的部分HCl气体进行回收，所述尾气中含有占整个尾气约5wt％-20wt％的氯化氢(HCl)以及含有占整个尾气约1wt％-10wt％的氯气(Cl2)；
B)对所述步骤A)中经过初步去除HCl气体后的尾气，使用浓度为约1.5wt％至3wt％的稀双氧水在反应器内进行喷淋，使尾气中残留的氯气与所述稀双氧水溶液反应生成HCl以及氧(O2)；
C)在所述反应器中预先装有硫酸亚铁溶液，从而将上述步骤B)中的反应后的含有HCl的气体在反应器的持续搅拌条件下溶入所述硫酸亚铁溶液中；
D)在所述步骤C)的含有HCl和硫酸亚铁的溶液中，通入氯化钙溶液，并保持容器持续搅拌状态；
E)反应持续一段时间后，任选地，对所述步骤D)生成的氯化亚铁混合液进行固液分离，将分离后的主要成分为氯化亚铁的液体循环至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；或者，将步骤D)生成的氯化亚铁混合液(含有部分硫酸钙固体)直接输送至下一步骤的喷淋器再进行喷淋；
F)将所述步骤B)的混合溶液喷淋装置喷淋后的尾气再使用所述步骤E)中的氯化亚铁液体或氯化亚铁混合液进行喷淋，以进一步吸收步骤B)中生成的由双氧水和氯气反应生成的HCl；
G)任选地，将F)步骤中的氯化亚铁混合液进行固液分离(分离硫酸钙等微溶难溶物质)；将净化生成氯化亚铁混合液，作为净水剂使用；或者用作进一步制作氯化亚铁净水剂的原料；
H)任选地，将所述步骤G)中的气体进一步输送至下一步进行碱液喷淋清洗、清水喷淋清洗、燃烧、排放中的一个步骤或者多个工艺。


2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤A)中经过固体杂质预处理的尾气含有一氧化碳(CO)，所述方法还包括所述步骤G)中的将气体燃烧并且排放的工艺。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述步骤B)的所述喷淋中，稀双氧水的液滴粒径小于约1mm，优选地小于等于0.5mm，更优选地小于或等于0.3mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔仲春，阚德水，刘永松，张文峰，侯长春，杨同庆，
申请(专利权)人：山东鲁北企业集团总公司，山东祥海钛资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37