畢業(yè)答辯PPT--肖利鋒

1、答辯人答辯人：肖利鋒肖利鋒指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師：許文苑許文苑年產(chǎn)年產(chǎn)4 4萬噸鈦白粉水解工段萬噸鈦白粉水解工段工藝設(shè)計工藝設(shè)計目錄目錄123456 6 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書設(shè)計方案設(shè)計方案硫酸法工藝流程硫酸法工藝流程緒論緒論總結(jié)總結(jié)致謝致謝緒論緒論p概述 二氧化鈦即TiO2 ，產(chǎn)品類型分為：銳鈦型與金紅石型。 化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)偏酸性的兩性氧化物、無毒、不偏酸性的兩性氧化物、無毒、不溶于水、稀酸、有機(jī)酸等，高溫溶于水、稀酸、有機(jī)酸等，高溫下可溶于堿、硝酸、濃硫酸等下可溶于堿、硝酸、濃硫酸等優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、耐優(yōu)越的白度、著色力、遮蓋力、耐候性、耐熱性、具有高折射率的遮候性、耐熱性、具有高折

2、射率的遮蓋性能蓋性能由于二氧化鈦起到裝飾、防護(hù)等功能性作用由于二氧化鈦起到裝飾、防護(hù)等功能性作用主要應(yīng)用主要應(yīng)用:涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、日化、醫(yī)藥、食涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、化纖、日化、醫(yī)藥、食品等行業(yè)、但最廣泛的是作為白色顏料。品等行業(yè)、但最廣泛的是作為白色顏料。p發(fā)展前景發(fā)展前景首先，中國的鈦白粉廠發(fā)展較晚，主要的生產(chǎn)方式還是首先，中國的鈦白粉廠發(fā)展較晚，主要的生產(chǎn)方式還是采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉。采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉?？紤]到環(huán)境治理的問題，發(fā)達(dá)的國家以氯化法為主，包考慮到環(huán)境治理的問題，發(fā)達(dá)的國家以氯化法為主，包括美國杜邦公司，克爾麥吉公司和美資美聯(lián)化學(xué)公司。括美國杜邦公

3、司，克爾麥吉公司和美資美聯(lián)化學(xué)公司。國外目前開發(fā)的新產(chǎn)品的特點(diǎn)：光亮度更高；底色更藍(lán)；國外目前開發(fā)的新產(chǎn)品的特點(diǎn)：光亮度更高；底色更藍(lán)；粒度分布更狹窄；光澤度更高；耐候性更好粒度分布更狹窄；光澤度更高；耐候性更好設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書p 主要設(shè)計任務(wù)主要設(shè)計任務(wù)p 具體設(shè)計要求具體設(shè)計要求完成年產(chǎn)4萬噸鈦白粉水解工段工藝設(shè)計。1、濃縮、水解工段的帶控制點(diǎn)物料衡算和熱量衡算2、水解槽、濃縮等設(shè)備設(shè)計與選型3、工藝流程圖4、車間設(shè)備布置5、生產(chǎn)過程中的“廢水”“廢氣”的處理設(shè)計方案設(shè)計方案工藝現(xiàn)狀工藝現(xiàn)狀 氯化發(fā)法技術(shù)在我國還不夠成熟，而且投資高，見效慢；硫酸法經(jīng)過多年的改進(jìn)和完善，其產(chǎn)品質(zhì)量可以與

4、氯化法媲美。 故本設(shè)計是對硫酸法的水解工段及相關(guān)的工段展開設(shè)計水解工段水解工段 水解采用外加晶種法即加入預(yù)先制備好的晶種鈦液中水解，其中晶種為硫酸氧鈦溶液是在不完全中和而得到一種膠體氫氧化鈦溶液。硫酸法工藝流程硫酸法工藝流程p硫酸法工藝步驟 鈦礦的原材準(zhǔn)備 鈦液的制備 鈦液的凈化 鈦液的水解 偏鈦酸的過濾、水洗、漂白與鹽處理 偏鈦酸的煅燒與粉碎 鈦白粉的后處理 硫酸鈦礦酸解沉降結(jié)晶濃縮水解過濾煅燒后處理鈦白產(chǎn)品結(jié)晶濃縮過濾焙燒 亞鐵副產(chǎn)品爐渣本設(shè)計(硫酸法)生產(chǎn)工藝流程圖p工藝條件 濃縮：濃縮：利用真空薄膜濃縮蒸發(fā)器，濃縮時的最高溫度不大于70，真空度至少要維持在-0.08-0.088MPa。

5、 水解：水解：采用外加晶種法，水解率不低于95%，F(xiàn)值為2.0，水解溫度為1109。水解速率控制在0.4%/min，水解時攪拌速率控制在30-60r/min，加熱方式采用間接蒸汽加熱。 漂前水洗：漂前水洗：采用真空葉濾機(jī)，水洗后Fe2+含量200ppm。 漂白：漂白：采用Al粉漂白，在70左右情況下搪瓷反應(yīng)釜中保溫1h,40左右放料。 漂后水洗：漂后水洗：和漂前水洗一樣，水洗后亞鐵離子含量80ppm。 鹽處理：鹽處理：加入K2CO3、H3PO4進(jìn)行處理，降低煅燒溫度，使晶型轉(zhuǎn)化順利。 煅燒煅燒：利用回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒，用水合煤氣作燃料。p工藝參數(shù)及指標(biāo)工藝參數(shù)及指標(biāo)濃縮工序濃縮工序 稀鈦液主要組成

6、：TiOSO4、Ti2(SO4)3、FeSO4、H2SO4、H2O（1）稀鈦液指標(biāo)a. TiO2濃度 160 g/L b. Fe2+/TiO2 0.25c. Ti3+ 3.46 g/L c. F值（酸質(zhì)量比） 1.98d. TiO2流量 7607.0 kg/L e. 稀鈦液比重 1400 kg/m3（2）濃鈦液指標(biāo)a. TiO2濃度 200g/L b. 濃鈦液比重 1540 kg/m3（3）假設(shè)損失全部由蒸汽蒸發(fā)帶走；計算標(biāo)準(zhǔn) kg/h晶種參數(shù)晶種參數(shù)a.晶種參數(shù)取定晶種TiO2濃度一般控制在110-130g/L，本設(shè)計取120g/L。鈦酸比F取0.3，F(xiàn)e2+/ TiO2=0.02，PH值=

7、3，Ti3+濃度為4.5g/L.，晶種液比重1360Kg/m3。b.晶種組成:TiOSO4、Ti2(SO4)3、(H2SO4)有效酸、Na2SO4、H2O水解工序水解工序 水解時技術(shù)參數(shù)(1). 水解周期 4.5h 實(shí)際水解率 96% 計算標(biāo)準(zhǔn) kg/h(2). 鈦液指標(biāo) TiO2 200g/L F=2.0 Fe2+/TiO2=0.25 Ti3+ 3.46g/L 比重 1518.1 kg/m3(3). 水解后偏鈦酸指標(biāo) 比重 1580 kg/m3漂白漂白 a.水洗時TiO2濃度應(yīng)調(diào)整到250300g/L，H2SO4濃度達(dá)到6080g/L.本設(shè)計TiO2濃度取280 g/L；H2SO4濃度取60

8、 g/L，H2SO4加量為613.5 kg/h b.漂白漿液重度 1250 kg/m3 計算標(biāo)準(zhǔn) kg/h c.收得率為99%，為了計算方便，設(shè)為100%，在下一步水洗中折算。 鹽處理鹽處理 鹽處理劑加量 對于銳鈦性，鹽處理K2CO3加量控制在0.51%(TiO2)，H3PO4加量控制在0.2%0.35%。本設(shè)計分別取0.7%、0.3%。 鹽處理時 TiO2控制為300 g/L 漿液重度 1150 kg/m3熱量交換熱量交換 水解：水解：水解液始末溫度 t1=80 t2=110加熱蒸汽進(jìn)出口溫度 t3=140 t4=90熱量損失率 10%濃縮：濃縮：進(jìn)出濃縮罐鈦液溫度 t1=10, t2=65

9、加熱蒸汽進(jìn)出口溫度 t3=120,t4=80蒸發(fā)蒸汽出口溫度 t5=100熱損失率 10%進(jìn)濃縮罐物料量進(jìn)濃縮罐物料量出濃縮罐物料量出濃縮罐物料量 稀鈦液稀鈦液濃鈦液濃鈦液蒸發(fā)蒸汽蒸發(fā)蒸汽TiOSO412070.212070.212009.812009.860.460.4Ti2(SO4)3522.03522.03519.45519.452.582.58FeSO44095.224095.224074.84074.820.4220.42H2SO44423.284423.284401.164401.1622.1222.12H2O31696.331696.325232.625232.66463.764

10、63.7總流量總流量52837.0352837.0346210.8146210.816626.226626.22p物料衡算物料衡算濃縮工段物料衡算表 水解前物料組成水解前物料組成水解后物料組成水解后物料組成TiOSO412110.612110.6484.4484.4H2TiO37121.07121.0Ti2(SO4)3525.85525.85525.85525.85FeSO44074.84074.84074.84074.8H2SO44401.1814401.18111522.18111522.181Na2SO410.9610.9610.9610.96H2O25681.725681.723065

11、.823065.8總流量總流量46805.09146805.09146804.991 46804.991 水解工段物料衡算表水洗前物料量水洗前物料量水洗后物料量水洗后物料量 干水干水合合2濕濕水水合合2水洗后廢酸水洗后廢酸TiO26329.86329.86234.96234.994.994.9結(jié)合酸結(jié)合酸468.4468.4461.4461.4結(jié)合水結(jié)合水259.4259.4255.6255.6FeSO44074.84074.84000.024000.02H2SO411053.811053.810988.510988.5Fe2(SO4)398.498.4TiOSO4484.4484.4484.

12、4484.4Ti2(SO4)3525.58525.58525.58525.58Na2SO410.9610.9610.9610.96H2O23857.023857.06853.56853.517003.517003.5總流量總流量47064.2447064.2413903.813903.833107.8633107.86 漂前水洗工段物料衡算表進(jìn)漂白罐物料組成進(jìn)漂白罐物料組成出漂白罐物料組成出漂白罐物料組成TiO26234.96234.9TiO26234.96234.9結(jié)合酸結(jié)合酸461.4461.4結(jié)合酸結(jié)合酸461.4461.4結(jié)合水結(jié)合水255.6255.6結(jié)合水結(jié)合水255.6255.6

13、Fe2(SO4)398.498.4FeSO474.8274.82H2O6853.56853.5H2O6853.56853.5Al13.313.3H20.9860.986外加水外加水13303.813303.8外加水外加水13303.813303.8H2SO4613.5H2SO4565.2565.2 Al2(SO4)3 84.2484.24總流量總流量27834.427834.4總流量總流量27834.427834.4 漂白工段物料衡算表進(jìn)水洗池物料組成進(jìn)水洗池物料組成水洗后水合水洗后水合2組成組成TiO26234.96234.96080.06080.0177.9結(jié)合酸結(jié)合酸461.4461.4

14、449.9449.9結(jié)合水結(jié)合水255.6255.6249.3249.3FeSO474.8274.8274.8274.82Al2(SO4)384.2484.2484.2484.24H2SO4565.2565.2565.2565.2H2O20157.320157.36779.26779.213384.413384.4總流量總流量27833.4627833.4614457.814457.814286.5614286.56漂后水洗工段物料衡算表濃縮前熱量濃縮前熱量濃縮后熱量及過程損耗熱濃縮后熱量及過程損耗熱稀鈦液熱量稀鈦液熱量1343440.7343440.7濃鈦液熱量濃鈦液熱量41952406.7

15、1952406.7加熱蒸汽帶入熱量加熱蒸汽帶入熱量27411773.27411773.2加熱蒸汽帶走熱量加熱蒸汽帶走熱量5916448916448蒸發(fā)蒸汽帶走熱量蒸發(fā)蒸汽帶走熱量34236805.14236805.1熱量損失熱量損失6649554.1649554.1總流量總流量7755213.97755213.9總流量總流量7755213.97755213.9水解前熱量水解前熱量濃縮罐后熱量及過程消耗熱量濃縮罐后熱量及過程消耗熱量鈦液熱量鈦液熱量12246644.82246644.8偏鈦酸液熱量偏鈦酸液熱量35827593.95827593.9加熱蒸汽帶入熱量加熱蒸汽帶入熱量28594076.

16、928594076.92加熱蒸汽帶走熱量加熱蒸汽帶走熱量411828521182852反應(yīng)熱反應(yīng)熱55827593.95827593.9熱量損失熱量損失6741139.22741139.22總流量總流量10840721.7210840721.72總流量總流量10840721.7210840721.72水解工段能量衡算表濃縮段能量衡算表設(shè)備型號設(shè)備型號設(shè)備名稱設(shè)備名稱臺數(shù)臺數(shù)規(guī)格規(guī)格P201真空薄膜濃縮蒸發(fā)器真空薄膜濃縮蒸發(fā)器1145145F401水解槽水解槽550 12.5V501葉濾池葉濾池612.7m1.4m1.4mV601抽濾池抽濾池62.7m1.4m1.4mV801漂白罐漂白罐142.67V802鹽處理罐鹽處理罐132H1001回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯1d=5.4m,L=82m主要設(shè)備一覽表工藝流程總結(jié)總結(jié)p硫酸法硫酸法 綜上所訴，考慮都國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀，硫酸法制備二氧化鈦還是占據(jù)了主