钛白粉生产工艺漂白出料阀门替代改造技术探讨

钛白粉生产工艺漂白出料阀门替代改造技术探讨

摘要：为了解决钛白粉生产工艺中漂白出料用衬聚四氟乙烯塑料蝶阀在使用中存在的问题，提高设备使用效益，通过比较衬聚四氟乙烯塑料蝶阀与三元乙丙橡胶全衬胶蝶阀的性能特点，分析使用三元乙丙胶全衬胶蝶阀的可行性，实施替代改造后获得了满意的使用效果。

关键词：衬聚四氟全衬胶三元乙丙胶替代

一、概述

钛白粉学名二氧化钛，属于惰性颜料，是迄今为止世界上性能最佳的一种白色颜料。钛白粉无毒，物理、化学性质十分稳定，是具有优良光学性能的颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。目前钛白粉的工业成熟生产工艺有硫酸法和氯化法，硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经煅烧、粉碎即得到钛白粉产品。此法可生产锐钛型和金红石型钛白粉。硫酸法的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大；氯化法是将金红石或高钛渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产四氯化钛，经高温氧化，再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。氯化法只能生产金红石型产品。氯化法优点是流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品。其缺点是投资大，设备结构复杂，对材料要求高，要耐高温、耐腐蚀，装置难以维修，研究开发难度大。

我国钛白粉工业生产以硫酸法为主，经过40多年的发展，目前现有钛白生产厂家近70家，总生产能力约1280kt/ a，成为仅次于美国，居世界第二位的钛白粉生产大国，从整体规模和生产水平上来说都具有相当雄厚的基础。我们河南佰利联化学股份有限公司钛白粉生产国内排名在前三位，具有一定的影响力。

在硫酸法钛白粉生产工艺中，在我公司钛白粉生产工艺漂白工序中，共有五口漂白锅，因漂白后物料酸性强，温度75℃，漂白出料阀门一直采用双置的耐强酸的公称直径为150mm的全衬聚四氟蜗轮蝶阀。根据长期生产实践观察，全衬聚四氟蜗轮蝶阀密封处容易受异物挤压而发生变形，出现阀门内漏现象，导致当压滤机进漂白好的熟料时，未漂白的生料也会混入其内，这样虽然水洗检测合格，但是由于偏钛酸内含有生料，所以偏钛酸铁含量仍是超标的，从而造成产品质量不合格，影响正常生产。因此不得不频繁更换漂白出料口的两个阀门，导致生产成本上升，员工劳动强度增大。鉴于此，急需应用一种适合漂白锅配套使用且检修方便、维修成本较低的阀门以替代。

二、全衬胶蝶阀替代改造可行性分析

钛白粉生产任务繁重，条件不允许经常性停产检修，加上从降低产品成本考虑，经技术分析比较，我们决定采用全衬胶蜗轮蝶阀替换衬聚四氟蝶阀。

由于聚四氟材质较硬，发生变形后不易恢复，阀门在使用过程中，密封面很容易受异物挤压而发生变形，导致阀板密封不严发生内漏，使用寿命仅1个月左右。1台D371F-16C--DN150全衬聚四氟蜗轮碟阀价格约在2500元，每月需更换损坏阀门10台，一年就得更换120台，那么更换费用就是2500×120=300000元。

全衬胶蜗轮蝶阀采用三元乙丙橡胶作内衬，由于三元乙丙橡胶具有一定的弹性及柔韧性，不易发生变形，阀门不易发生内漏，且耐强酸，耐温≤120℃，完全符合漂白工艺要求，具备相互替代的基本条件。且1台D371J-16C--DN150全衬胶蜗轮碟阀价格约在1100元，则1台阀门就能节省2500-1100=1400元，若按一年更换120台计算，那么节省费用就是1400×120=168000元。

由此可见，采用全衬胶蜗轮蝶阀替换衬聚四氟蝶阀后，经济效益显著。

三、设备替代实施技术改造

根据漂白出料管径，选择相同公称直径的三元乙丙胶全衬胶蝶阀，先在1#漂白锅上进行试验，将原使用已损坏的衬四氟蝶阀拆除，安装全衬胶蝶阀。经过观察，压滤机进料没有任何影响，水洗正常，产品质量正常，且阀门使用寿命可超过3个月，效果良好。

之后，根据试验成果，陆续将其他四口漂白锅出料阀门全部推广更换为三元乙丙胶全衬胶蝶阀，并持续进行跟踪观测。

四、使用效果

经长期实践检验，D371J-16C--DN150全衬胶蜗轮碟阀完全适用于漂白锅出料，使用效果良好。全衬胶蜗轮蝶阀使用寿命为3个月左右，1口漂白锅出料阀一年需更换8个，5口漂白锅出料阀全年仅需更换40个，大大减少了阀门更换数量，从而减轻了维修工作量，降低了员工劳动强度，降低了材料使用费，同时也保证了产品质量，提高了生产效益。

2011年2月，我公司漂白工序1#漂白锅出料阀开始正式改用D371J-16C--DN150全衬胶蜗轮碟阀，5月份其余4口漂白锅全部陆续改造完成。截止到2012年5月，共更换改造阀门40个，降低设备使用费用：120×2500－40×1100＝25.6万元，达到了设备技术改造预期目的。

参考文献

[1]李化全.硫酸法钛白粉生产中杂质3价铁的新型去除法[J].化工生产与技术，2012,(1)。

[2]化工工艺设计手册第二版（下册）.化学工业出版社.1996年

[3]唐文骞.硫酸法钛白粉生产中工艺技术及设备的分析和评论[J].化工设计,2004,(03)

[4]莫国钊. 浅析钛白粉生产设备的防腐措施及意义[J].科学之友，2010（20）