项目名称：钛白废酸浓缩资源化利用
项目单位：济南裕兴化工有限责任公司
该项目通过工艺创新，实现突破性技术集成，解决了换热器石墨管堵塞问题，使废酸浓缩装置具备产业化条件，将低浓度废酸提浓后再利用，减少废酸治理费用，经济效益和社会效益显著。
钛白粉是一种重要的无机化工产品，在涂料、油墨、造纸、塑料橡胶、化纤、陶瓷等工业中有重要用途，和人们的衣食住行息息相关。近几年来，中国钛白产业的发展态势迅猛，中国钛白粉的产能迅速扩充，在规模上取得了一定的成绩，通过这几年的技术革新和改造，国内钛白粉在质量上也得到了很大的提升，产品质量得到极大提升；由于环保要求的逐步提高，国内钛白粉仍以硫酸法工艺作为主流工艺，随着国内建筑二次涂装周期的到来，以及高铁行业、汽车工业等产业的迅猛发展，为国内钛白粉提供了生存的空间，同时也为中国钛白产业竞争力的提升创造了良好的条件。
当前，钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法两种，我国的钛白粉生产主要以硫酸法为主，虽然氯化法工艺流程要短且产品质量相对较好，但氯化法钛白工艺产生的废渣的处理难度以及对环境的影响明显大于硫酸法。硫酸法工艺在钛白粉生产过程中会产生大量的废酸，目前已经成为制约钛白粉企业发展的主要问题。目前废酸的处理主要处理途径以下几种：中和处理、废酸浓缩后回收利用、具备相关资质的企业进行区域资源综合利用等。
其中，中和法工艺简单，能同时去除多种废酸中的金属离子；设备投资少、石灰等碱性消耗物料价格较便宜，运行费用相对不高。但其缺点也相当明显，就是废酸经与碱性物质（主要为石灰石）中和后，进行固液分离，液体进入水处理中和氧化池进行进一步处理，产生大量的含铁石膏（俗称钛石膏、红石膏），红石膏作为固体废物，其综合利用的程度直接影响企业的发展。
废酸浓缩后回收利用工艺优点，是可以将低浓度的废酸（酸含量～23%）通过蒸发装置提浓，将七水亚铁转变成一水亚铁的等固相物分离后，重新返回到生产流程中，减少废酸的治理费用，经济效益和社会效益显著。缺点是对设备要求相对较高，设备投资大、操作和防腐费用较高、加热用的石墨换热器易堵塞导致装置连续运行周期短等。当前废酸浓缩行业工艺及装备具有一定的差异化，换热器结垢现象为行业重大共性难题，直接缩短了装置的开车周期，目前行业内废酸浓缩装置开车周期集中在10-23天不等。
（1）济南裕兴现有废酸浓缩装置5套，总投资和经过近几年技术改造累计9000多万元；单套装置设计日处理23%废酸350 t。2010--2018年，此废酸浓缩装置共开车十几次，借鉴同行业开车运行经验经过设备维修及改造，但一直未实现连续长周期运行。
影响废酸浓缩装置长周期运行的主要问题是加热用换热器的石墨管因硫酸钙、不溶钛等物质析出结垢造成堵塞，致使废酸处理能力随开车时间的延长呈下降趋势，直至管道完全堵塞被迫停车。济南裕兴根据废酸浓缩装置现存重大共性关键技术问题，通过工艺创新解决行业共性难点，突破性技术集成，解决换热器石墨管堵塞的应用问题，使废酸浓缩装置具备产业化条件；解决废酸浓缩装置换热器不结钙垢、解决设备、管道材质耐腐蚀和运行关键问题，稳定运行周期超过45天以上。自2017年通过两年多探索，根据历次开车经验，翻阅资料和实验室试验对废酸浓缩过程的机理研究，公司对废酸浓缩装置工艺进行优化，采用公司自主知识产权的专利阻垢技术，实现了硫酸钙等结垢物质的瞬间析出，解决其在管道内温度梯度高、低端壁上析出钙垢附着层厚，抑制增长。经过生产验证，阻止结垢效果有效。
（2）目前，换热器石墨管的堵塞解决方案已经在我公司现有4条废酸浓缩生产线上进行使用，实现了单线最长运行45天，每个停车周期列管堵塞数量分别有几十根（不属于结垢堵塞，运行过程脱落垢片、设备表层脱落在换热管内形成的异物桥堵，现在正着手进行在线异物分离预防堵塞），使装置运行稳定性持续提高，取得了良好的经济效益和环保效益。此技术属于硫酸法钛白粉行业内首创，不仅解决了行业难点，也彻底改变了公司废酸浓缩装置自建成以来无法实现长周期、稳定运行的状态，实现了国内同行业稳定运行的最佳实践。我公司所研发的专利技术具有开创性，属于行业领先水平，为公司降低废酸处理成本、红石膏减量化、创造环境和社会效益，做出了突出贡献。
钛白粉生产工艺目前仍以硫酸法为主，每年产生的大量低浓度废酸。废酸浓缩回收利用装置开车率不足致使废酸问题尚未完全解决，废酸处理成本居高不下，致使当前的废酸处理仍然以中和法处理主，进而产生大量的石膏，对生态环境造成一定的影响，并对企业的长久发展带来不利影响。根据废酸浓缩装置现存重大共性关键技术问题，通过工艺创新解决行业共性难点，突破性技术集成，解决换热器石墨管堵塞的应用问题，使废酸浓缩装置具备产业化条件。将低浓度的废酸（酸含量～23%）通过蒸发装置提浓后重新返回到生产流程中，减少废酸的治理费用，经济效益和社会效益显著。
