节能减排 循环经济_循环经济与节能减排

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节能减排 循环经济——硫酸法钛白产业的可持续发展之路

1节能减排设备及工艺的采用

目前我国硫酸法钛白粉生产的能量单耗水平与国外厂家相比存在着一定的差距，主要表现在：热能综合利用差，产品耗能高；水综合利用不足，生产耗水量大；节电措施投入不足，电能单耗高。

针对以上问题，南京钛白公司新厂装置中引进国外先进工艺，并采用了大量的节能减排装备，主要有3大亮点：

1．1煅烧尾气热能回用

南京钛白公司在国内钛白行业中首家使用高温电除尘，对煅烧尾气中的粉尘进行回收，减少粉尘排放、提高产品收率，并将除尘后尾气热能回用。部分热尾气用于废酸预浓缩，部分热尾气返回窑头作为二次风补充，使回转窑煅烧后排放的高温尾气中所含热能循环利用，不仅降低了二氧化钛粉尘的排放量，还降低了产品燃气的消耗。经测算，使用高温电除尘后，粉尘回收率达90％以上，热风回用后燃气消耗下降了10％以上，做到了节能减排。

1．2工艺水综合利用

增加部分先进节水设备，采用四台进口管式过滤机代替摩尔过滤机，用水量仅为原叶滤机水洗的一半，大大降低水洗用水量；新建工艺水套用和冷却水循环利用项目，并实现中水部分回用，降低水资源的消耗，提高水重复利用率，水回用率达90%以上。

1．3采用先进装备节约电能

引进先进的生产工艺及设备，采用一台进口辊压磨代替雷蒙磨，降低电耗；使用高效节能电机及变频器、采用绿色照明灯具、建立公司电力需求信息调度系统等，以上系列措施的采用，节约电能，提高效率，节电率达20％以上。三废综合利用。实现循环经济

硫酸法钛白粉生产的循环经济可从产业链及三废综合治理来考虑，因此，配套硫酸装置、发展硫酸亚铁深加工产品及废酸综合利用是实现循环经济最好的办法。

2．1配套硫酸装置

配套硫酸装置首先可保证原料酸的供应；硫酸生产副产蒸汽，可以供给钛白使用，减少钛白生产的配套蒸汽量；利用硫酸生产中的余热浓缩钛白废酸，降低废酸浓缩需要的蒸汽量，更进一步减少钛白粉装置配套用汽量。

年产6万t钛白粉装置需配套20万t硫磺制酸，副产3．82 MPa过热蒸汽23．5 t／h，可满足后处理过热蒸汽需求量；制酸转换时的中温余热可以用于废酸浓缩，可节约废酸浓缩蒸汽耗量1 O t／h，总蒸汽量相当于一台3 5 t锅炉。

若采用硫铁矿为原料制酸，尽管一次投资是硫磺制酸的近一倍，但因原料价低则制酸成本较低，副产蒸汽同样可满足后处理过热蒸汽需求，但无中温余热可利用。此外，硫铁矿烧渣可作为副产品出售给水泥厂，对钛白废酸浓缩产生的一水硫酸亚铁可作为原料与硫铁矿一起掺烧，这也是非常好的匹配。为提高掺烧量，还可以先用回转流化技术，干法生产一水硫酸亚铁，再根据硫铁矿含硫量，决定掺烧的配比。目前的最大掺烧量可达硫铁矿的40％～50％，掺烧硫酸亚铁后，硫元素变成SO2去制酸，铁元素提高了硫酸烧渣的铁含量，使硫酸烧渣的铁含量由原5O％左右提高到58％以上，可直接作铁精矿产品销售。

2．2硫酸亚铁综合利用

对以钛铁矿为原料的钛白生产工艺来说，大量的副产硫酸亚铁需外卖或消化。其综合利用渠道较多：

(1)用于生产铁系列颜料。如铁黑、铁黄、铁红等产品，均是重要的无机颜料，是硫酸亚铁最大的使用行业。新厂配套了1万t／a铁黑项目，可消化部分硫酸亚铁，投产后可根据市场及效益情况增加产能，增加硫酸亚铁使用量。

(2)用于制造聚合硫酸铁净水剂。南京钛白公司是该产品的国标主要起草单位之一，现生产规模2OOO t／a左右，除国内市场外还出口非洲等国，新厂拟将老厂装置搬迂，但今后在规模上可根据市场需求适当放大。

(3)用于生产一水硫酸亚铁。一水硫酸亚铁可作水泥除铬还原剂，随着国内环保要求的提高，未来将有一定的需求空间；一水硫酸亚铁还可作为饲料中微量元素的添加剂用于饲料工业。

(4)直接销售给用户，但其用量均不大。主要表现在：制取铁触媒原料、化肥(铁肥)、工业水处理剂、混凝土添加剂等。废酸综合利用

废酸的综合利用是解决钛白废酸出路、降低环保治理成本之关键。新厂采用德国废气预浓并结合芬兰Chmatur公司技术，将废酸浓缩后回用至酸解，这是目前采用较多的方法，芬兰凯米拉公司也采用了几乎相似的工艺技术。此工艺缺点是成本较高，浓缩器易发生堵塞。在目前硫酸价格已大幅度下降的前提下，考虑废水中和与废酸浓缩的综合成本，南京钛白公司仅开二效浓缩将废酸浓缩至50％左右的浓度返回酸解使用，这是较经济的方法。

因废酸在钛白粉生产中的循环使用会导致重金属离子在废酸中的富集，对产品白度等质量指标造成影响，故废酸浓缩后使用的最佳方式是采取开路循环，即根据市场需求与企业特色来确定制磷肥或其他副产品。南京钛白公司新厂受场地所限，暂未上马综合利用产品项目。

有的企业将2 0％废酸与浓硫酸配置成6 5％硫酸，或用浓缩后65％废酸生产普通过磷酸钙(磷肥)，或将废酸用于生产活性白土、硫酸铝、硫酸镁、醋酸锰等。除此之外，还可以采用以下3种新的废酸综合利用方法。

(1)与硫酸装置结合浓缩废酸，降低浓缩成本。首先需对钛白废酸预处理以除去废酸中杂质，特别将除去大量的FeSO4，减轻后续浓缩工序的堵塞问题；其次，利用绝热蒸发原理，用煅烧尾气对废酸进行第一次浓缩，进一步去除废酸中杂质；第三步，利用气液相中水平衡分压原理，用硫酸干燥尾气和硫酸吸收系统余热对废酸进行第二次浓缩，制得浓酸可返回酸解使用。用此方法制得的废酸成本较采用芬兰Chmatur公司技术成本低。

(2)直接利用2 0％浓度废酸，与软锰矿、硫酸亚铁在一定固液比和温度的条件下进行反应，经过滤、水解、压滤、分离氢氧化铁和硫酸锰溶液，氢氧化铁滤饼经洗涤、过滤、焙烧、冷却、粉碎得氧化铁红；硫酸锰滤液经中和、压滤、除杂、浓缩、结晶、干燥得硫酸锰产品。

(3)用20％废酸与氨水中和，经压滤、氧化、浓缩、结晶分离、烘干等工艺，直接生产出硫酸铵结晶，硫酸铵是常用的化肥之一。

综上所述，随着国家环保治理力度的加大，硫酸法钛白粉企业的生存之道必然是走节能减排、循环经济之路。南京钛白公司新厂建设起点高，大量采用了国内领先的技术和装备，实现了三废的完全治理和综合利用，从目前来看，投资相对偏高，投资回收期长，但从中国钛白产业的长远发展来看，我们必须占领此制高点才能实现可持续发展。