一种热法磷酸生产装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种热法磷酸生产装置，属于热法磷酸生产的节能型工艺【技术领域】，该装置包括燃烧塔、吸收塔、动力波除雾器、气液分离器、引风机，燃烧塔与吸收塔顶部的入口连通，吸收塔与动力波除雾器连接，动力波除雾器通过气液分离器与引风机连通，同时吸收塔通过吸收塔循环泵与换热器连接，换热器通过管道连通至吸收塔形成回路，动力波除雾器与除雾器循环泵通过管道形成回路；该装置降低系统的阻力，减少循环酸和循环水的用量，大幅度降低系统的装机容量，实现节能降耗和提高系统生产能力，具有投资省，占地面积小，耗电少，生产成本低，节约煤资源与水资源的特点。
【专利说明】一种热法磷酸生产装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热法磷酸生产装置，属于热法磷酸生产节能【技术领域】。
【背景技术】
[0002]热法磷酸的生产工艺主要由黄磷燃烧(用单质磷制取五氧化二磷)，水合(五氧化二磷被稀磷酸吸收成高浓度磷酸)，尾气处理(用水或稀磷酸吸收后达标排放)三个部分组成，其基本工艺技术流程为:固态黄磷由加热介质(如蒸汽、热水、热气)熔化为液态黄磷，液态黄磷输送到燃烧塔中雾化后与空气(或富氧空气，或氧气)燃烧，生成双分子五氧化二磷(十氧化四磷)气体，含五氧化二磷的气体进入吸收塔内经吸收塔循环泵送来的稀磷酸吸收后生成高浓度的磷酸或聚磷酸，经水合塔吸收后的含微量五氧化二磷的气体进入文丘里除雾器进行酸雾捕收，尾气经复档除沫器、纤维除沫器进行气液分离后由尾气风机向大气排放。现行生产工艺流程中水合塔一般为带喷头的空塔吸收设备，其单塔吸收率为50%_80%，循环酸用量一般为产酸量的60-120倍。也有的工艺中采用二级吸收塔进行进一步的吸收，二级吸收塔中循环酸用量一般为产酸量的40-70倍。采用文丘里除雾器、复档除沫器进行酸雾捕收，整个生产系统压力降在7-13kPa。该生产工艺流程存在系统阻力大、吸收效率低、循环酸量大、水合塔设备体积大的不足，特别是文丘里除雾器阻力大，空塔循环酸量大，导致循环泵和引风机电机功率配置增大，整个工艺技术系统能源消耗高，造成能源的浪费。采用新技术和新装备降低热法磷酸生产成本是行业发展的需要。
[0003]采用动力波吸收塔进行五氧化二磷吸收和动力波除雾器进行酸雾捕收装置后，热法磷酸的生产工艺技术得到大幅提高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于降低热法磷酸生产系统的系统阻力，提高五氧化二磷吸收率，简化工艺流程，减少生产系统装机容量，降低电能消耗，减少资源消耗，在保护环境的同时实现节能型生产热法磷酸(聚磷酸)，提高热法磷酸加工的整体清洁化生产水平；本发明提出一种热法磷酸生产装置，该装置将动力波技术原理与二步热法磷酸生产技术相结合，采用动力波吸收塔有效地提高了吸收设备的吸收率，减少了循环磷酸的用量；采用动力波除雾器有效地提高了酸雾捕收率，大幅度降低了工艺系统阻力，有效降低生产系统中引风机的压头，从而大幅降低引风机的电机功率，通过吸收和除雾系统的有机结合，大幅降低了整体生产系统的阻力及其装置装机容量，减少了设备体积、材料消耗、装置占地面积，降低了投资。
[0005]本热法磷酸生产装置包括燃烧塔1、吸收塔2、动力波除雾器3、气液分离器4、引风机5，燃烧塔I与吸收塔2顶部的入口连通，吸收塔2与动力波除雾器3连接，动力波除雾器3通过气液分离器4与引风机5连通，同时吸收塔2通过吸收塔循环泵6与换热器7连接，换热器7通过管道连通至吸收塔2形成回路，动力波除雾器3与除雾器循环泵8通过管道形成回路。
[0006]所述本装置中设置两级吸收塔2。
[0007]所述本装置中设置两级动力波除雾器3。
[0008]所述吸收塔为动力波吸收塔或内置2-4层喷头的中空吸收塔。
[0009]所述动力波吸收塔由动力波吸收器12与密闭喷淋塔13组成，动力波吸收器设置在密闭喷淋塔上部，其中动力波吸收器12由洗涤筒14和动力波喷头I 15组成，动力波喷头置于洗涤筒内的中下部；密闭喷淋塔包括塔体16、环管17、喷淋喷头18，环管设置于塔体外并与喷淋喷头连通，喷淋喷头均匀安装在塔体内部上方，塔体下部设置有气体出口 19，换热器7与动力波喷头I连通，塔体底部的液体出口 21通过吸收塔循环泵6与换热器7连通。
[0010]所述洗涤筒外设置有冷却水夹套20。
[0011]所述动力波除雾器3包括除雾筒22、动力波喷头II 23、循环槽24，除雾筒设置在循环槽上部，动力波喷头II置于除雾筒内的中下部，循环槽上部设置有排气口 25，除雾器循环栗8与动力波喂头II连通。
[0012]所述燃烧塔I为常规燃烧塔，如专利号为ZL 01143443.0.ZL 201210305739.4.ZL2010 2 0277178.8、ZL 2013 2 0502892.6、ZL 201210305739.4 中所述的副产蒸汽的燃磷
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[0013]本发明的设备与工艺步骤为:固态黄磷由加热介质(如蒸汽、热水、热气)熔化为液态黄磷，液态黄磷输送到燃烧塔I中雾化后与空气(或富氧空气，或氧气)燃烧，生成双分子五氧化二磷(十氧化四磷)气体，含五氧化二磷的气体进入吸收塔2、在吸收塔内经吸收塔循环泵6送来的稀磷酸吸收后生成高浓度的磷酸或聚磷酸，含微量五氧化二磷的气体进入动力波除雾器除雾筒22顶部，与来自除雾器循环泵8的稀磷酸(或水)通过动力波喷头II 23在动力波除雾器的除雾筒内进行气流和液体的撞击，在气-液界面区域形成强烈的湍动泡沫区，使得气体中酸雾与稀磷酸(或水)迅速结合，其大部分酸雾在动力波除雾器中得以去除，少部分酸雾由于动力波除雾器的作用，其雾粒显著增大，通过后续设置的气液分离器4除去，尾气经引风机5排放至大气，吸收塔和动力波除雾器都有循环泵不间断喷入稀磷酸(或水)吸收和捕收气体中的五氧化二磷，得到不同浓度的磷酸或聚磷酸。
[0014]当吸收塔为动力波吸收塔时，本发明利用了动力波吸收效率高的特点，强化吸收气相中所含的五氧化二磷，采用循环吸收密闭塔体带出系统中热量的同时，再次加强了五氧化二磷吸收，大幅度地提高了设备单位体积内的吸收效率，动力波吸收器的喷酸量与气体之比(体积比)为0.0020-0.0170，密闭塔体的循环喷酸量为磷酸产量的10-40倍，有效地使循环磷酸的用量降低了 30%-60%，动力波吸收塔对五氧化二磷的吸收率可达80%-99%。根据用户对蒸汽的不同需求量，可采用带热能回收的燃烧塔或带冷却夹套的燃烧塔。
[0015]根据不同的磷酸产品浓度要求，可采用不同组合、不同级数的动力波吸收塔和动力波除雾器。本发明可使热法磷酸生产系统压力降控制在在3_6kPa。与传统生产方法相t匕，同等生产规模的热法磷酸生产装置，生产系统阻力降低40%-75%，吸收塔五氧化二磷吸收率提高30%-60%，生产系统循环酸量减少30%-60%，生产系统电机装机容量降低30%-50%，吸收塔装置面积减少30%-50%，尾气排放中五氧化二磷含量仅为原工艺系统的1/2-1/5 ;具有节能、成本低、投资省、占地面积小、经济效益好的特点，减少了对环境的热污染和有害物排放量，具有良好的环保效益、社会效益和经济效益。在热法磷酸的工业化生产中具有广阔的应用前景。
[0016]本发明与现有技术相比所具有的优点或积极效果如下:
(I)可大幅度提高五氧化二磷的吸收率，降低生产系统阻力，降低装置装机容量，节约能源，减少尾气中有害物的排放量，保护环境。
[0017]本发明在热法磷酸生产领域中最突出的创新点是采用了动力波吸收塔和动力波除雾器；在有效提高气相中五氧化二磷的吸收率和除雾率，减少循环酸用量，减少尾气中有害物排放量的同时，大幅度降低生产系统阻力，降低生产系统装机容量，降低能源消耗，有利于保护环境和节约能源，降低了生产成本。在热法磷酸生产过程中，具有明显的节能、降耗、增效的特点。
[0018](2)可大幅度降低吸收工段的设备体积，减少装置占地面积，大幅度降低装置投资。
[0019]本发明采用动力波吸收塔，运用动力波原理和密闭塔体循环吸收原理，是一种创新的设计。采用动力波原理提高单位体积内五氧化二磷吸收率的同时，用少量循环磷酸移出系统内的热量，使吸收工段设备体积减小，节省材料，减小装置占地面积，降低生产装置投资。
[0020](3)本发明提出了通过动力波除雾器及其组合，有效地降低了向外排放尾气中的有害物质含量，与原工艺技术比较，在采用相同吸收和除雾级数的情况下，对外排放尾气中的五氧化二磷含量仅为原来的1/2-1/5，具有显著的环保效益。
[0021](4)与传统工艺流程比较，生产系统阻力降低40%_75%，吸收塔的五氧化二磷吸收率提高30%-60%，生产系统循环酸用量减少30%-60%，生产系统电机装机容量降低30%-50%，本发明具有明显的经济效益，同时由于减少了对环境的热污染和降低了电耗，还具有良好的社会效益，是一种节能型的热法磷酸生产工艺技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明装置结构示意图；
图2为本发明装置采用动力波吸收塔的结构示意图；
图3为本发明装置普通吸收塔、2级动力波除雾器的结构示意图；
图4为本发明装置动力波吸收塔、2级动力波除雾器的结构示意图；
图5为本发明中动力波吸收塔的结构示意图；
图6为本发明中动力波除雾器的结构示意图；
图中:1_燃烧塔；2_吸收塔；3_动力波除雾器；4_气液分离器；5_引风机；6_吸收塔循环泵；7_换热器；8_除雾器循环泵；9_动力波吸收塔；10-二级动力波除雾器；11_ 二级除雾器循环泵；12-动力波吸收器；13-密闭喷淋塔；14-洗涤筒；15-动力波喷头I ;16_塔体；17_环管；18_喷淋喷头；19_气体出口 ；20_冷却水夹套；21_液体出口 ；22_除雾筒；23-动力波喷头II ；24-循环槽；25_排气口。
【具体实施方式】
[0023]本发明设计的生产工艺技术实施例结合附图进行详细、清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]实施例1:如图1、6所示，本热法磷酸生产装置包括燃烧塔1、吸收塔2、动力波除雾器3、气液分离器4、引风机5，燃烧塔I与吸收塔2顶部的入口连通，吸收塔2与动力波除雾器3连接，动力波除雾器3通过气液分离器4与引风机5连通，同时吸收塔2通过吸收塔循环泵6与换热器7连接，换热器7通过管道连通至吸收塔2形成回路，动力波除雾器3与除雾器循环泵8通过管道形成回路；其中吸收塔为3层喷头的中空吸收塔，动力波除雾器3包括除雾筒22、动力波喷头II 23、循环槽24，除雾筒设置在循环槽上部，动力波喷头II置于除雾筒内的中下部，循环槽上部设置有排气口 25，除雾器循环泵8与动力波喷头II连通。
[0025]使用时，液态黄磷输送至燃烧塔I与空气中的氧气燃烧生成含双分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合气体，混合气体输送到具有3层喷头的中空吸收塔2，经吸收塔循环泵6送来的冷却后的循环稀磷酸吸收，吸收后的气体进入动力波除雾器3，经除雾器循环泵8输送来的稀磷酸进行酸雾捕捉洗涤，然后再经过气液分离器4进行气液分离后，通过引风机5达标排放至大气。燃烧塔I是带黄磷燃烧热能回收产生饱和蒸汽的专用设备，经吸收塔2吸收后的磷酸，由吸收塔循环泵6输送至换热器7，其反应热由冷却介质移出，经冷却的磷酸，大部分循环使用，少部分作为产品酸输出。
[0026]以投磷量1400千克/小时进行生产,具体内容如下:
将温度为55?68°C下的液态工业黄磷输送至燃烧塔，经磷喷枪雾化后与空气中氧气在燃烧塔内充分燃烧生成含双分子五氧化二磷的混合气体，混合气体在尾气风机的抽吸下输送到具有3层喷头的中空吸收塔顶部，与吸收塔循环泵送来的稀磷酸循环吸收，在吸收塔内产生浓度为85%的磷酸，尾气进一步被输送到动力波除雾器进行酸雾捕捉经气液分离器分离后由引风机排放到大气。动力波除雾器和气液分离器捕获的稀磷酸按要求送到吸收塔内进行吸收提浓，空气的用量为所燃烧黄磷理论需要是的1.5倍，即9040m3/h，动力波除雾器的液气比(体积比)为0.003，即实际喷酸量为27m3/h，吸收塔成品磷酸产酸量为5160kg/h，燃烧塔可副产工业蒸汽为7.2t/h。
[0027]实施例2:如图2、5、6所示，本热法磷酸生产装置包括燃烧塔1、动力波吸收塔9、动力波除雾器3、气液分离器4、引风机5，燃烧塔I与动力波吸收塔9顶部的入口连通，动力波吸收塔9与动力波除雾器3连接，动力波除雾器3通过气液分离器4与引风机5连通，同时动力波吸收塔9通过吸收塔循环泵6与换热器7连接，换热器7通过管道连通至动力波吸收塔9形成回路，动力波除雾器3与除雾器循环泵8通过管道形成回路；其中动力波吸收塔由动力波吸收器12与密闭喷淋塔13组成，动力波吸收器设置在密闭喷淋塔上部，其中动力波吸收器12由洗涤筒14和动力波喷头I 15组成，动力波喷头置于洗涤筒内的中下部；密闭喷淋塔包括塔体16、环管17、喷淋喷头18,环管设置于塔体外并与喷淋喷头连通,喷淋喷头均匀安装在塔体内部上方，塔体下部设置有气体出口 19，换热器7与动力波喷头I连通，塔体底部的液体出口 21通过吸收塔循环泵6与换热器7连通；动力波除雾器3包括除雾筒22、动力波喷头II 23、循环槽24，除雾筒设置在循环槽上部，动力波喷头II置于除雾筒内的中下部，循环槽上部设置有排气口 25，除雾器循环泵8与动力波喷头II连通。
[0028]使用时，液态黄磷输送至燃烧塔I与空气中的氧气燃烧生成含双分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合气体，混合气体输送到动力波吸收塔9中，与吸收塔循环泵6送至动力波喷头I 15的冷却后循环稀磷酸在洗涤筒14中逆流接触、快速反应与吸收，吸收后气体进入密闭喷淋塔13，与来自喷淋喷头18的磷酸接触，再次吸收；从气体出口 19进入动力波除雾器3的除雾筒22顶部，与来自除雾器循环泵8的稀硫酸或水逆流接触，气体自上而下，液体自下而上，除去大部分酸雾的气体经排气口 25到气液分离器4，在气液分离器中除去液沫后，经引风机5抽吸后排放至大气。燃烧塔I是带黄磷燃烧热能回收产生饱和蒸汽的专用设备，吸收塔循环泵6输送的循环磷酸经换热器7把从动力波吸收塔冷却带出来的热量换出并由冷却介质移出，动力波吸收塔9产生的磷酸为热法成品磷酸或聚磷酸产品。
[0029]以投磷量为500千克/小时进行生产，具体内容如下:
温度在60?70°C下的液态工业黄磷输送至燃烧塔，经磷喷枪雾化后与空气中氧气在燃烧塔内充分燃烧生成含双分子五氧化二磷的混合气体，混合气体在尾气风机的抽吸下输送到动力波吸收塔经吸收塔循环泵送来的稀磷酸循环吸收并冷却，在动力波吸收塔内产生浓度为85%的磷酸，尾气进一步被输送到动力波除雾器进行酸雾捕捉，经气液分离器后由引风机排放到大气。动力波除雾器和气液分离器捕获的稀磷酸按要求送到动力波吸收塔内进行吸收提浓。空气的用量为所燃烧黄磷理论需要是的1.5倍，即3230Nm3/h，动力波吸收塔动力波管段的液气比(体积比)为0.006，即实际喷酸量为19m3/h，密闭喷淋塔循环冷却酸是为19m3/h，动力波除雾器的液气比(体积比)为0.004，即实际喷酸量为13m3/h，动力波吸收塔成品磷酸产酸量为1845kg/h，燃烧塔可副产工业蒸汽为2.46t/h。
[0030]以投磷量1200千克/小时进行生产，具体内容如下:
温度为55?68°C下的液态工业黄磷输送至燃烧塔，经磷喷枪雾化后与空气中氧气在燃烧塔内充分燃烧生成含双分子五氧化二磷的混合气体，混合气体在尾气风机的抽吸下输送到动力波吸收塔经吸收塔循环泵送来的稀磷酸循环吸收并冷却，在动力波吸收塔内产生浓度为85%的磷酸，尾气进一步被输送到动力波除雾器进行酸雾捕捉经气液分离器分离后由引风机排放到大气。动力波除雾器和气液分离器捕获的稀磷酸按要求送到动力波吸收塔内进行吸收提浓。空气的用量为所燃烧黄磷理论需要是的1.5倍，即7750Nm3/h，动力波吸收塔动力波管段的液气比(体积比)为0.005，即实际喷酸量为39m3/h，密闭喷淋塔循环冷却酸是为58m3/h，动力波除雾器的液气比(体积比)为0.003，即实际喷酸量为23m3/h，动力波吸收塔成品磷酸产酸量为4428kg/h，燃烧塔可副产工业蒸汽为5.87t/h。
[0031]以投磷量2000千克/小时进行生产，具体内容如下:
温度为55?68°C下的液态工业黄磷输送至燃烧塔，经磷喷枪雾化后与空气中氧气在燃烧塔内充分燃烧，生成含双分子五氧化二磷的混合气体在尾气风机的抽吸下输送到动力波吸收塔，经吸收塔循环泵送来的稀磷酸循环吸收并冷却，在动力波吸收塔内产生浓度为85%的磷酸，尾气进一步被输送到动力波除雾器进行酸雾捕捉，经气液分离器分离后由引风机排放到大气。动力波除雾器和气液分离器捕获的稀磷酸按要求送到动力波吸收塔内进行吸收提浓。空气的用量为所燃烧黄磷理论需要是的1.4倍，即12056Nm3/h，动力波吸收塔动力波管段的液气比为0.005，即实际喷酸量为60m3/h，密闭喷淋塔循环冷却酸是为80m3/h，动力波除雾器的液气比为0.004，即实际喷酸量为48m3/h，动力波吸收塔成品磷酸产酸量为7370kg/h，燃烧塔可副产工业蒸汽为9.61t/h。
[0032]实施例3:如图3、5、6所示，本热法磷酸生产装置包括燃烧塔1、吸收塔2、动力波除雾器3、二级动力波除雾器10、气液分离器4、引风机5，燃烧塔I与吸收塔2顶部的入口连通，吸收塔2与动力波除雾器3连接，动力波除雾器3与二级动力波除雾器10连通，二级动力波除雾器10通过气液分离器4与引风机5连通，同时吸收塔2通过吸收塔循环泵6与换热器7连接，换热器7通过管道连通至吸收塔2形成回路，动力波除雾器3与除雾器循环泵8通过管道形成回路，二级动力波除雾器10与二级除雾器循环泵11通过管道形成回路；其中吸收塔2为3层喷头的中空吸收塔；动力波除雾器3包括除雾筒22、动力波喷头II 23、循环槽24，除雾筒设置在循环槽上部，动力波喷头II置于除雾筒内的中下部，循环槽上部设置有排气口 25，除雾器循环泵8与动力波除雾器3的动力波喷头II连通；二级动力波除雾器10结构同动力波除雾器3，二级除雾器循环泵11与二级动力波除雾器10的动力波喷头II连通。
[0033]使用时，液态黄磷输送至燃烧塔I与空气中的氧气燃烧生成双分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合气体，混合气体输送到带内置3层喷头的中空吸收塔2中，经吸收塔循环泵6送来的循环稀磷酸洗涤吸收；吸收后的气体进入动力波除雾器3的除雾筒22顶部，与来自除雾器循环泵8的稀硫酸逆流接触，气体自上而下，液体自下而上，除去大部分酸雾的气体经动力波除雾器3的排气口进入二级动力波除雾器10，经二级除雾器循环泵11输送来除雾筒的稀磷酸或水进行进一步的酸雾捕捉洗涤，再输送到气液分离器4进行气液分离，由尾气风机5抽吸排放至大气。燃烧塔I是带黄磷燃烧热能回收产生饱和蒸汽的专用设备，经吸收塔2吸收后的磷酸，由吸收塔循环泵6输送至换热器7，其反应热由冷却介质移出，经冷却的磷酸，大部分循环使用，少部分作为产品酸输出。该流程既可生产工业热法磷酸，也可生产多聚磷酸。吸收塔、动力波除雾器、二级动力波除雾器的循环磷酸浓度根据所生产的磷酸聚磷酸产品浓度要求从后至前逐级升高。
[0034]以投磷量为2400千克/小时进行生产，具体内容如下:
温度在62?75°C的液态工业黄磷输送至燃烧塔，经磷喷枪雾化后与空气中氧气在燃烧塔内充分燃烧生成含双分子五氧化二磷的混合气体，混合气体在尾气风机的抽吸下输送到内置3层喷头的中空吸收塔，与吸收塔循环泵送来的稀磷酸循环吸收并冷却，在吸收塔内产生浓度为105%的聚磷酸(折H3PO4计)，尾气进一步被输送到动力波除雾器进行酸雾捕捉吸收，然后进入二级动力波除雾器再次进行酸雾捕捉，经气液分离器分离后由引风机排放到大气。二级动力波除雾器和气液分离器捕获的稀磷酸按要求送到动力波除雾器循环，动力波除雾器产生的稀磷酸按要求送到内置3层喷头的中空吸收塔内进行吸收提浓产生105%聚磷酸。空气的用量为所燃烧黄磷理论需要是的1.8倍，即18600Nm3/h，吸收塔循环酸与产品酸的比例(体积比)为80，即实际循环喷酸量为304m3/h，一级动力波除雾器的液气比(体积比)为0.005，即实际喷酸量为93m3/h，二级动力波除雾器的液气比(体积比)为0.002，即实际喷酸量为37m3/h，动力波吸收塔成品聚磷酸产酸量为7050kg/h，燃烧塔可副产工业蒸汽为11.7t/h。
[0035]实施例4:如图4、5、6所示，本热法磷酸生产装置包括燃烧塔1、动力波吸收塔9、动力波除雾器3、二级动力波除雾器10、气液分离器4、引风机5，燃烧塔I与动力波吸收塔9顶部的入口连通，动力波吸收塔9与动力波除雾器3连接，动力波除雾器3与二级动力波除雾器10连通，二级动力波除雾器10通过气液分离器4与引风机5连通，同时动力波吸收塔9通过吸收塔循环泵6与换热器7连接，换热器7通过管道连通至动力波吸收塔9形成回路，动力波除雾器3与除雾器循环泵8通过管道形成回路，二级动力波除雾器10与二级除雾器循环泵11通过管道形成回路；其中动力波吸收塔由动力波吸收器12与密闭喷淋塔13组成，动力波吸收器设置在密闭喷淋塔上部，其中动力波吸收器12由洗涤筒14和动力波喷头I 15组成，动力波喷头置于洗涤筒内的中下部；密闭喷淋塔包括塔体16、环管17、喷淋喷头18，环管设置于塔体外并与喷淋喷头连通，喷淋喷头均匀安装在塔体内部上方，塔体下部设置有气体出口 19，换热器7与动力波喷头I连通，塔体底部的液体出口 21通过吸收塔循环泵6与换热器7连通；动力波除雾器3包括除雾筒22、动力波喷头II 23、循环槽24，除雾筒设置在循环槽上部，动力波喷头II置于除雾筒内的中下部，循环槽上部设置有排气口 25，除雾器循环泵8与动力波喷头II连通；二级动力波除雾器10结构同动力波除雾器3，二级除雾器循环泵11与二级动力波除雾器10的动力波喷头II连通。
[0036]使用时，液态黄磷输送至燃烧塔I与空气中的氧气燃烧生成含双分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合气体，混合气体输送到动力波吸收塔9，与吸收塔循环泵6送至动力波喷头I 15的冷却后循环稀磷酸在洗涤筒14中逆流接触、快速反应与吸收，吸收后气体进入密闭喷淋塔13，与来自喷淋喷头18的磷酸接触，再次吸收；从气体出口 19进入动力波除雾器3的除雾筒22顶部，与来自除雾器循环泵8的稀硫酸逆流接触，气体自上而下，液体自下而上，除去大部分酸雾的气体经排气口，进入二级动力波除雾器10，经二级除雾器循环泵11输送来除雾管段的稀磷酸或水进行进一步的酸雾捕捉洗涤，再输送到气液分离器4进行气液分离，由引风机5抽吸排放至大气。燃烧塔I是带黄磷燃烧热能回收产生饱和蒸汽的专用设备，经动力波吸收塔9吸收后的磷酸，由吸收塔循环泵6输送至换热器7，其反应热由冷却介质移出，经冷却的磷酸，大部分循环使用，少部分作为产品酸输出。该流程既可生产工业热法磷酸，也可生产多聚磷酸。动力波吸收塔、动力波除雾器、二级动力波除雾器的循环磷酸浓度根据所生产的磷酸(聚磷酸)产品浓度要求从后至前逐级升高。
[0037]以投磷量1000千克/小时进行生产，具体内容如下:
温度为55?68°C下的液态工业黄磷输送至燃烧塔，经磷喷枪雾化后与空气中氧气在燃烧塔内充分燃烧生成含双分子五氧化二磷的混合气体，混合气体在尾气风机的抽吸下输送到动力波吸收塔经吸收塔循环泵送来的稀磷酸循环吸收并冷却，在动力波吸收塔内产生浓度为115%的聚磷酸(折H3PO4计)，尾气进一步被输送到动力波除雾器进行酸雾捕捉吸收，然后进入二级动力波除雾器再次进行酸雾捕捉，经气液分离器分离后由引风机排放到大气。二级动力波除雾器和气液分离器捕获的稀磷酸按要求送到动力波除雾器循环，动力波除雾器产生的稀磷酸按要求送到动力波吸收塔内进行吸收提浓产生聚磷酸。空气的用量为所燃烧黄磷理论需要是的1.6倍，即6890Nm3/h，动力波吸收塔动力波管段的液气比(体积t匕)为0.007，即实际喷酸量为48m3/h，密闭喷淋塔循环冷却酸是为20m3/h，一级动力波除雾器的液气比(体积比)为0.004，即实际喷酸量为28m3/h，二级动力波除雾器的液气比(体积t匕)为0.002，即实际喷酸量为14m3/h，动力波吸收塔成品聚磷酸产酸量为2690kg/h，燃烧塔可副产工业蒸汽为4.79t/h。
[0038]以投磷量1500千克/小时进行生产，具体内容如下:
温度为55?68°C下的液态工业黄磷输送至燃烧塔，经磷喷枪雾化后与空气中氧气在燃烧塔内充分燃烧生成含双分子五氧化二磷的混合气体，混合气体在尾气风机的抽吸下输送到动力波吸收塔经吸收塔循环泵送来的稀磷酸循环吸收并冷却，在动力波吸收塔内产生浓度为115%的聚磷酸(折H3PO4计)，尾气进一步被输送到动力波除雾器进行酸雾捕捉吸收，然后输送到二级动力波除器进行酸雾捕捉经气液分离器分离后由引风机排放到大气。二级动力波除雾器和气液分离器捕获的稀磷酸按要求送到一级动力波除雾器循环，一级动力波除雾器产生的稀磷酸按要求送到动力波吸收塔内进行吸收提浓产生聚磷酸。空气的用量为所燃烧黄磷理论需要是的1.5倍，即9690m3/h，动力波吸收塔动力波管段的液气比(体积比)为0.006，即实际喷酸量为58m3/h，密闭喷淋塔循环冷却酸是为50m3/h，动力波除雾器的液气比(体积比)为0.0035，即实际喷酸量为34m3/h，二级动力波除雾器的液气比(体积比)为
0.003，即实际喷酸量为29m3/h，动力波吸收塔成品聚磷酸产酸量为4035kg/h，燃烧塔可副产工业蒸汽为7.36t/h。
[0039]实施例5:本实施例装置结构同实施例4，不同在于吸收塔为2级动力波吸收塔9，动力波吸收塔、二级动力波吸收塔、动力波除雾器、二级动力波除雾器的循环磷酸浓度根据所生产的磷酸(聚磷酸)产品浓度要求从后至前逐级升高。
[0040]上述实施例所制得的磷酸或聚磷酸符合国家或行业标准。
[0041]以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种热法磷酸生产装置，其特征在于:其包括燃烧塔(I)、吸收塔(2)、动力波除雾器(3)、气液分离器(4)、引风机(5)，燃烧塔(I)与吸收塔(2)顶部的入口连通，吸收塔(2)与动力波除雾器(3)连接，动力波除雾器(3)通过气液分离器(4)与引风机(5)连通，同时吸收塔(2)通过吸收塔循环泵(6)与换热器(7)连接，换热器(7)通过管道连通至吸收塔(2)形成回路，动力波除雾器(3)与除雾器循环泵(8)通过管道形成回路。
2.根据权利要求1所述的热法磷酸生产装置，其特征在于:本装置中设置两级吸收塔(2)。
3.根据权利要求1所述的热法磷酸生产装置，其特征在于:本装置中设置两级动力波除雾器(3)。
4.根据权利要求1或2所述的热法磷酸生产装置，其特征在于:吸收塔为动力波吸收塔或内置2-4层喷头的中空吸收塔。
5.根据权利要求4所述的热法磷酸生产装置，其特征在于:动力波吸收塔由动力波吸收器(12)与密闭喷淋塔(13)组成，动力波吸收器设置在密闭喷淋塔上部，其中动力波吸收器(12)由洗涤筒(14)和动力波喷头I (15)组成，动力波喷头置于洗涤筒内的中下部；密闭喷淋塔包括塔体(16)、环管(17)、喷淋喷头(18),环管设置于塔体外并与喷淋喷头连通,喷淋喷头均匀安装在塔体内部上方，塔体下部设置有气体出口(19)，换热器(7)与动力波喷头I连通，塔体底部的液体出口(21)通过吸收塔循环泵(6)与换热器(7)连通。
6.根据权利要求5所述的热法磷酸生产装置，其特征在于:洗涤筒外设置有冷却水夹套(20)。
7.根据权利要求1或3所述的热法磷酸生产装置，其特征在于:动力波除雾器(3)包括除雾筒(22)、动力波喷头II (23)、循环槽(24)，除雾筒设置在循环槽上部，动力波喷头II置于除雾筒内的中下部，循环槽上部设置有排气口(25)，除雾器循环泵(8)与动力波喷头II连通。
【文档编号】C01B25/24GK104261370SQ201410496526
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】梅毅, 李慧, 武春锦, 龙萍 申请人:昆明理工大学