一種熱法磷酸生產裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種熱法磷酸生產裝置，屬于熱法磷酸生產的節能型工藝【技術領域】，該裝置包括燃燒塔、吸收塔、動力波除霧器、氣液分離器、引風機，燃燒塔與吸收塔頂部的入口連通，吸收塔與動力波除霧器連接，動力波除霧器通過氣液分離器與引風機連通，同時吸收塔通過吸收塔循環泵與換熱器連接，換熱器通過管道連通至吸收塔形成回路，動力波除霧器與除霧器循環泵通過管道形成回路；該裝置降低系統的阻力，減少循環酸和循環水的用量，大幅度降低系統的裝機容量，實現節能降耗和提高系統生產能力，具有投資省，占地面積小，耗電少，生產成本低，節約煤資源與水資源的特點。
【專利說明】一種熱法磷酸生產裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種熱法磷酸生產裝置，屬于熱法磷酸生產節能【技術領域】。
【背景技術】
[0002]熱法磷酸的生產工藝主要由黃磷燃燒(用單質磷制取五氧化二磷)，水合(五氧化二磷被稀磷酸吸收成高濃度磷酸)，尾氣處理(用水或稀磷酸吸收后達標排放)三個部分組成，其基本工藝技術流程為:固態黃磷由加熱介質(如蒸汽、熱水、熱氣)熔化為液態黃磷，液態黃磷輸送到燃燒塔中霧化后與空氣(或富氧空氣，或氧氣)燃燒，生成雙分子五氧化二磷(十氧化四磷)氣體，含五氧化二磷的氣體進入吸收塔內經吸收塔循環泵送來的稀磷酸吸收后生成高濃度的磷酸或聚磷酸，經水合塔吸收后的含微量五氧化二磷的氣體進入文丘里除霧器進行酸霧捕收，尾氣經復檔除沫器、纖維除沫器進行氣液分離后由尾氣風機向大氣排放。現行生產工藝流程中水合塔一般為帶噴頭的空塔吸收設備，其單塔吸收率為50%_80%，循環酸用量一般為產酸量的60-120倍。也有的工藝中采用二級吸收塔進行進一步的吸收，二級吸收塔中循環酸用量一般為產酸量的40-70倍。采用文丘里除霧器、復檔除沫器進行酸霧捕收，整個生產系統壓力降在7-13kPa。該生產工藝流程存在系統阻力大、吸收效率低、循環酸量大、水合塔設備體積大的不足，特別是文丘里除霧器阻力大，空塔循環酸量大，導致循環泵和引風機電機功率配置增大，整個工藝技術系統能源消耗高，造成能源的浪費。采用新技術和新裝備降低熱法磷酸生產成本是行業發展的需要。
[0003]采用動力波吸收塔進行五氧化二磷吸收和動力波除霧器進行酸霧捕收裝置后，熱法磷酸的生產工藝技術得到大幅提高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于降低熱法磷酸生產系統的系統阻力，提高五氧化二磷吸收率，簡化工藝流程，減少生產系統裝機容量，降低電能消耗，減少資源消耗，在保護環境的同時實現節能型生產熱法磷酸(聚磷酸)，提高熱法磷酸加工的整體清潔化生產水平；本發明提出一種熱法磷酸生產裝置，該裝置將動力波技術原理與二步熱法磷酸生產技術相結合，采用動力波吸收塔有效地提高了吸收設備的吸收率，減少了循環磷酸的用量；采用動力波除霧器有效地提高了酸霧捕收率，大幅度降低了工藝系統阻力，有效降低生產系統中引風機的壓頭，從而大幅降低引風機的電機功率，通過吸收和除霧系統的有機結合，大幅降低了整體生產系統的阻力及其裝置裝機容量，減少了設備體積、材料消耗、裝置占地面積，降低了投資。
[0005]本熱法磷酸生產裝置包括燃燒塔1、吸收塔2、動力波除霧器3、氣液分離器4、引風機5，燃燒塔I與吸收塔2頂部的入口連通，吸收塔2與動力波除霧器3連接，動力波除霧器3通過氣液分離器4與引風機5連通，同時吸收塔2通過吸收塔循環泵6與換熱器7連接，換熱器7通過管道連通至吸收塔2形成回路，動力波除霧器3與除霧器循環泵8通過管道形成回路。
[0006]所述本裝置中設置兩級吸收塔2。
[0007]所述本裝置中設置兩級動力波除霧器3。
[0008]所述吸收塔為動力波吸收塔或內置2-4層噴頭的中空吸收塔。
[0009]所述動力波吸收塔由動力波吸收器12與密閉噴淋塔13組成，動力波吸收器設置在密閉噴淋塔上部，其中動力波吸收器12由洗滌筒14和動力波噴頭I 15組成，動力波噴頭置于洗滌筒內的中下部；密閉噴淋塔包括塔體16、環管17、噴淋噴頭18，環管設置于塔體外并與噴淋噴頭連通，噴淋噴頭均勻安裝在塔體內部上方，塔體下部設置有氣體出口 19，換熱器7與動力波噴頭I連通，塔體底部的液體出口 21通過吸收塔循環泵6與換熱器7連通。
[0010]所述洗滌筒外設置有冷卻水夾套20。
[0011]所述動力波除霧器3包括除霧筒22、動力波噴頭II 23、循環槽24，除霧筒設置在循環槽上部，動力波噴頭II置于除霧筒內的中下部，循環槽上部設置有排氣口 25，除霧器循環栗8與動力波喂頭II連通。
[0012]所述燃燒塔I為常規燃燒塔，如專利號為ZL 01143443.0.ZL 201210305739.4.ZL2010 2 0277178.8、ZL 2013 2 0502892.6、ZL 201210305739.4 中所述的副產蒸汽的燃磷
+R ο
[0013]本發明的設備與工藝步驟為:固態黃磷由加熱介質(如蒸汽、熱水、熱氣)熔化為液態黃磷，液態黃磷輸送到燃燒塔I中霧化后與空氣(或富氧空氣，或氧氣)燃燒，生成雙分子五氧化二磷(十氧化四磷)氣體，含五氧化二磷的氣體進入吸收塔2、在吸收塔內經吸收塔循環泵6送來的稀磷酸吸收后生成高濃度的磷酸或聚磷酸，含微量五氧化二磷的氣體進入動力波除霧器除霧筒22頂部，與來自除霧器循環泵8的稀磷酸(或水)通過動力波噴頭II 23在動力波除霧器的除霧筒內進行氣流和液體的撞擊，在氣-液界面區域形成強烈的湍動泡沫區，使得氣體中酸霧與稀磷酸(或水)迅速結合，其大部分酸霧在動力波除霧器中得以去除，少部分酸霧由于動力波除霧器的作用，其霧粒顯著增大，通過后續設置的氣液分離器4除去，尾氣經引風機5排放至大氣，吸收塔和動力波除霧器都有循環泵不間斷噴入稀磷酸(或水)吸收和捕收氣體中的五氧化二磷，得到不同濃度的磷酸或聚磷酸。
[0014]當吸收塔為動力波吸收塔時，本發明利用了動力波吸收效率高的特點，強化吸收氣相中所含的五氧化二磷，采用循環吸收密閉塔體帶出系統中熱量的同時，再次加強了五氧化二磷吸收，大幅度地提高了設備單位體積內的吸收效率，動力波吸收器的噴酸量與氣體之比(體積比)為0.0020-0.0170，密閉塔體的循環噴酸量為磷酸產量的10-40倍，有效地使循環磷酸的用量降低了 30%-60%，動力波吸收塔對五氧化二磷的吸收率可達80%-99%。根據用戶對蒸汽的不同需求量，可采用帶熱能回收的燃燒塔或帶冷卻夾套的燃燒塔。
[0015]根據不同的磷酸產品濃度要求，可采用不同組合、不同級數的動力波吸收塔和動力波除霧器。本發明可使熱法磷酸生產系統壓力降控制在在3_6kPa。與傳統生產方法相t匕，同等生產規模的熱法磷酸生產裝置，生產系統阻力降低40%-75%，吸收塔五氧化二磷吸收率提高30%-60%，生產系統循環酸量減少30%-60%，生產系統電機裝機容量降低30%-50%，吸收塔裝置面積減少30%-50%，尾氣排放中五氧化二磷含量僅為原工藝系統的1/2-1/5 ;具有節能、成本低、投資省、占地面積小、經濟效益好的特點，減少了對環境的熱污染和有害物排放量，具有良好的環保效益、社會效益和經濟效益。在熱法磷酸的工業化生產中具有廣闊的應用前景。
[0016]本發明與現有技術相比所具有的優點或積極效果如下:
(I)可大幅度提高五氧化二磷的吸收率，降低生產系統阻力，降低裝置裝機容量，節約能源，減少尾氣中有害物的排放量，保護環境。
[0017]本發明在熱法磷酸生產領域中最突出的創新點是采用了動力波吸收塔和動力波除霧器；在有效提高氣相中五氧化二磷的吸收率和除霧率，減少循環酸用量，減少尾氣中有害物排放量的同時，大幅度降低生產系統阻力，降低生產系統裝機容量，降低能源消耗，有利于保護環境和節約能源，降低了生產成本。在熱法磷酸生產過程中，具有明顯的節能、降耗、增效的特點。
[0018](2)可大幅度降低吸收工段的設備體積，減少裝置占地面積，大幅度降低裝置投資。
[0019]本發明采用動力波吸收塔，運用動力波原理和密閉塔體循環吸收原理，是一種創新的設計。采用動力波原理提高單位體積內五氧化二磷吸收率的同時，用少量循環磷酸移出系統內的熱量，使吸收工段設備體積減小，節省材料，減小裝置占地面積，降低生產裝置投資。
[0020](3)本發明提出了通過動力波除霧器及其組合，有效地降低了向外排放尾氣中的有害物質含量，與原工藝技術比較，在采用相同吸收和除霧級數的情況下，對外排放尾氣中的五氧化二磷含量僅為原來的1/2-1/5，具有顯著的環保效益。
[0021](4)與傳統工藝流程比較，生產系統阻力降低40%_75%，吸收塔的五氧化二磷吸收率提高30%-60%，生產系統循環酸用量減少30%-60%，生產系統電機裝機容量降低30%-50%，本發明具有明顯的經濟效益，同時由于減少了對環境的熱污染和降低了電耗，還具有良好的社會效益，是一種節能型的熱法磷酸生產工藝技術。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明裝置結構示意圖；
圖2為本發明裝置采用動力波吸收塔的結構示意圖；
圖3為本發明裝置普通吸收塔、2級動力波除霧器的結構示意圖；
圖4為本發明裝置動力波吸收塔、2級動力波除霧器的結構示意圖；
圖5為本發明中動力波吸收塔的結構示意圖；
圖6為本發明中動力波除霧器的結構示意圖；
圖中:1_燃燒塔；2_吸收塔；3_動力波除霧器；4_氣液分離器；5_引風機；6_吸收塔循環泵；7_換熱器；8_除霧器循環泵；9_動力波吸收塔；10-二級動力波除霧器；11_ 二級除霧器循環泵；12-動力波吸收器；13-密閉噴淋塔；14-洗滌筒；15-動力波噴頭I ;16_塔體；17_環管；18_噴淋噴頭；19_氣體出口 ；20_冷卻水夾套；21_液體出口 ；22_除霧筒；23-動力波噴頭II ；24-循環槽；25_排氣口。
【具體實施方式】
[0023]本發明設計的生產工藝技術實施例結合附圖進行詳細、清楚、完整地說明，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]實施例1:如圖1、6所示，本熱法磷酸生產裝置包括燃燒塔1、吸收塔2、動力波除霧器3、氣液分離器4、引風機5，燃燒塔I與吸收塔2頂部的入口連通，吸收塔2與動力波除霧器3連接，動力波除霧器3通過氣液分離器4與引風機5連通，同時吸收塔2通過吸收塔循環泵6與換熱器7連接，換熱器7通過管道連通至吸收塔2形成回路，動力波除霧器3與除霧器循環泵8通過管道形成回路；其中吸收塔為3層噴頭的中空吸收塔，動力波除霧器3包括除霧筒22、動力波噴頭II 23、循環槽24，除霧筒設置在循環槽上部，動力波噴頭II置于除霧筒內的中下部，循環槽上部設置有排氣口 25，除霧器循環泵8與動力波噴頭II連通。
[0025]使用時，液態黃磷輸送至燃燒塔I與空氣中的氧氣燃燒生成含雙分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合氣體，混合氣體輸送到具有3層噴頭的中空吸收塔2，經吸收塔循環泵6送來的冷卻后的循環稀磷酸吸收，吸收后的氣體進入動力波除霧器3，經除霧器循環泵8輸送來的稀磷酸進行酸霧捕捉洗滌，然后再經過氣液分離器4進行氣液分離后，通過引風機5達標排放至大氣。燃燒塔I是帶黃磷燃燒熱能回收產生飽和蒸汽的專用設備，經吸收塔2吸收后的磷酸，由吸收塔循環泵6輸送至換熱器7，其反應熱由冷卻介質移出，經冷卻的磷酸，大部分循環使用，少部分作為產品酸輸出。
[0026]以投磷量1400千克/小時進行生產,具體內容如下:
將溫度為55?68°C下的液態工業黃磷輸送至燃燒塔，經磷噴槍霧化后與空氣中氧氣在燃燒塔內充分燃燒生成含雙分子五氧化二磷的混合氣體，混合氣體在尾氣風機的抽吸下輸送到具有3層噴頭的中空吸收塔頂部，與吸收塔循環泵送來的稀磷酸循環吸收，在吸收塔內產生濃度為85%的磷酸，尾氣進一步被輸送到動力波除霧器進行酸霧捕捉經氣液分離器分離后由引風機排放到大氣。動力波除霧器和氣液分離器捕獲的稀磷酸按要求送到吸收塔內進行吸收提濃，空氣的用量為所燃燒黃磷理論需要是的1.5倍，即9040m3/h，動力波除霧器的液氣比(體積比)為0.003，即實際噴酸量為27m3/h，吸收塔成品磷酸產酸量為5160kg/h，燃燒塔可副產工業蒸汽為7.2t/h。
[0027]實施例2:如圖2、5、6所示，本熱法磷酸生產裝置包括燃燒塔1、動力波吸收塔9、動力波除霧器3、氣液分離器4、引風機5，燃燒塔I與動力波吸收塔9頂部的入口連通，動力波吸收塔9與動力波除霧器3連接，動力波除霧器3通過氣液分離器4與引風機5連通，同時動力波吸收塔9通過吸收塔循環泵6與換熱器7連接，換熱器7通過管道連通至動力波吸收塔9形成回路，動力波除霧器3與除霧器循環泵8通過管道形成回路；其中動力波吸收塔由動力波吸收器12與密閉噴淋塔13組成，動力波吸收器設置在密閉噴淋塔上部，其中動力波吸收器12由洗滌筒14和動力波噴頭I 15組成，動力波噴頭置于洗滌筒內的中下部；密閉噴淋塔包括塔體16、環管17、噴淋噴頭18,環管設置于塔體外并與噴淋噴頭連通,噴淋噴頭均勻安裝在塔體內部上方，塔體下部設置有氣體出口 19，換熱器7與動力波噴頭I連通，塔體底部的液體出口 21通過吸收塔循環泵6與換熱器7連通；動力波除霧器3包括除霧筒22、動力波噴頭II 23、循環槽24，除霧筒設置在循環槽上部，動力波噴頭II置于除霧筒內的中下部，循環槽上部設置有排氣口 25，除霧器循環泵8與動力波噴頭II連通。
[0028]使用時，液態黃磷輸送至燃燒塔I與空氣中的氧氣燃燒生成含雙分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合氣體，混合氣體輸送到動力波吸收塔9中，與吸收塔循環泵6送至動力波噴頭I 15的冷卻后循環稀磷酸在洗滌筒14中逆流接觸、快速反應與吸收，吸收后氣體進入密閉噴淋塔13，與來自噴淋噴頭18的磷酸接觸，再次吸收；從氣體出口 19進入動力波除霧器3的除霧筒22頂部，與來自除霧器循環泵8的稀硫酸或水逆流接觸，氣體自上而下，液體自下而上，除去大部分酸霧的氣體經排氣口 25到氣液分離器4，在氣液分離器中除去液沫后，經引風機5抽吸后排放至大氣。燃燒塔I是帶黃磷燃燒熱能回收產生飽和蒸汽的專用設備，吸收塔循環泵6輸送的循環磷酸經換熱器7把從動力波吸收塔冷卻帶出來的熱量換出并由冷卻介質移出，動力波吸收塔9產生的磷酸為熱法成品磷酸或聚磷酸產品。
[0029]以投磷量為500千克/小時進行生產，具體內容如下:
溫度在60?70°C下的液態工業黃磷輸送至燃燒塔，經磷噴槍霧化后與空氣中氧氣在燃燒塔內充分燃燒生成含雙分子五氧化二磷的混合氣體，混合氣體在尾氣風機的抽吸下輸送到動力波吸收塔經吸收塔循環泵送來的稀磷酸循環吸收并冷卻，在動力波吸收塔內產生濃度為85%的磷酸，尾氣進一步被輸送到動力波除霧器進行酸霧捕捉，經氣液分離器后由引風機排放到大氣。動力波除霧器和氣液分離器捕獲的稀磷酸按要求送到動力波吸收塔內進行吸收提濃。空氣的用量為所燃燒黃磷理論需要是的1.5倍，即3230Nm3/h，動力波吸收塔動力波管段的液氣比(體積比)為0.006，即實際噴酸量為19m3/h，密閉噴淋塔循環冷卻酸是為19m3/h，動力波除霧器的液氣比(體積比)為0.004，即實際噴酸量為13m3/h，動力波吸收塔成品磷酸產酸量為1845kg/h，燃燒塔可副產工業蒸汽為2.46t/h。
[0030]以投磷量1200千克/小時進行生產，具體內容如下:
溫度為55?68°C下的液態工業黃磷輸送至燃燒塔，經磷噴槍霧化后與空氣中氧氣在燃燒塔內充分燃燒生成含雙分子五氧化二磷的混合氣體，混合氣體在尾氣風機的抽吸下輸送到動力波吸收塔經吸收塔循環泵送來的稀磷酸循環吸收并冷卻，在動力波吸收塔內產生濃度為85%的磷酸，尾氣進一步被輸送到動力波除霧器進行酸霧捕捉經氣液分離器分離后由引風機排放到大氣。動力波除霧器和氣液分離器捕獲的稀磷酸按要求送到動力波吸收塔內進行吸收提濃。空氣的用量為所燃燒黃磷理論需要是的1.5倍，即7750Nm3/h，動力波吸收塔動力波管段的液氣比(體積比)為0.005，即實際噴酸量為39m3/h，密閉噴淋塔循環冷卻酸是為58m3/h，動力波除霧器的液氣比(體積比)為0.003，即實際噴酸量為23m3/h，動力波吸收塔成品磷酸產酸量為4428kg/h，燃燒塔可副產工業蒸汽為5.87t/h。
[0031]以投磷量2000千克/小時進行生產，具體內容如下:
溫度為55?68°C下的液態工業黃磷輸送至燃燒塔，經磷噴槍霧化后與空氣中氧氣在燃燒塔內充分燃燒，生成含雙分子五氧化二磷的混合氣體在尾氣風機的抽吸下輸送到動力波吸收塔，經吸收塔循環泵送來的稀磷酸循環吸收并冷卻，在動力波吸收塔內產生濃度為85%的磷酸，尾氣進一步被輸送到動力波除霧器進行酸霧捕捉，經氣液分離器分離后由引風機排放到大氣。動力波除霧器和氣液分離器捕獲的稀磷酸按要求送到動力波吸收塔內進行吸收提濃。空氣的用量為所燃燒黃磷理論需要是的1.4倍，即12056Nm3/h，動力波吸收塔動力波管段的液氣比為0.005，即實際噴酸量為60m3/h，密閉噴淋塔循環冷卻酸是為80m3/h，動力波除霧器的液氣比為0.004，即實際噴酸量為48m3/h，動力波吸收塔成品磷酸產酸量為7370kg/h，燃燒塔可副產工業蒸汽為9.61t/h。
[0032]實施例3:如圖3、5、6所示，本熱法磷酸生產裝置包括燃燒塔1、吸收塔2、動力波除霧器3、二級動力波除霧器10、氣液分離器4、引風機5，燃燒塔I與吸收塔2頂部的入口連通，吸收塔2與動力波除霧器3連接，動力波除霧器3與二級動力波除霧器10連通，二級動力波除霧器10通過氣液分離器4與引風機5連通，同時吸收塔2通過吸收塔循環泵6與換熱器7連接，換熱器7通過管道連通至吸收塔2形成回路，動力波除霧器3與除霧器循環泵8通過管道形成回路，二級動力波除霧器10與二級除霧器循環泵11通過管道形成回路；其中吸收塔2為3層噴頭的中空吸收塔；動力波除霧器3包括除霧筒22、動力波噴頭II 23、循環槽24，除霧筒設置在循環槽上部，動力波噴頭II置于除霧筒內的中下部，循環槽上部設置有排氣口 25，除霧器循環泵8與動力波除霧器3的動力波噴頭II連通；二級動力波除霧器10結構同動力波除霧器3，二級除霧器循環泵11與二級動力波除霧器10的動力波噴頭II連通。
[0033]使用時，液態黃磷輸送至燃燒塔I與空氣中的氧氣燃燒生成雙分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合氣體，混合氣體輸送到帶內置3層噴頭的中空吸收塔2中，經吸收塔循環泵6送來的循環稀磷酸洗滌吸收；吸收后的氣體進入動力波除霧器3的除霧筒22頂部，與來自除霧器循環泵8的稀硫酸逆流接觸，氣體自上而下，液體自下而上，除去大部分酸霧的氣體經動力波除霧器3的排氣口進入二級動力波除霧器10，經二級除霧器循環泵11輸送來除霧筒的稀磷酸或水進行進一步的酸霧捕捉洗滌，再輸送到氣液分離器4進行氣液分離，由尾氣風機5抽吸排放至大氣。燃燒塔I是帶黃磷燃燒熱能回收產生飽和蒸汽的專用設備，經吸收塔2吸收后的磷酸，由吸收塔循環泵6輸送至換熱器7，其反應熱由冷卻介質移出，經冷卻的磷酸，大部分循環使用，少部分作為產品酸輸出。該流程既可生產工業熱法磷酸，也可生產多聚磷酸。吸收塔、動力波除霧器、二級動力波除霧器的循環磷酸濃度根據所生產的磷酸聚磷酸產品濃度要求從后至前逐級升高。
[0034]以投磷量為2400千克/小時進行生產，具體內容如下:
溫度在62?75°C的液態工業黃磷輸送至燃燒塔，經磷噴槍霧化后與空氣中氧氣在燃燒塔內充分燃燒生成含雙分子五氧化二磷的混合氣體，混合氣體在尾氣風機的抽吸下輸送到內置3層噴頭的中空吸收塔，與吸收塔循環泵送來的稀磷酸循環吸收并冷卻，在吸收塔內產生濃度為105%的聚磷酸(折H3PO4計)，尾氣進一步被輸送到動力波除霧器進行酸霧捕捉吸收，然后進入二級動力波除霧器再次進行酸霧捕捉，經氣液分離器分離后由引風機排放到大氣。二級動力波除霧器和氣液分離器捕獲的稀磷酸按要求送到動力波除霧器循環，動力波除霧器產生的稀磷酸按要求送到內置3層噴頭的中空吸收塔內進行吸收提濃產生105%聚磷酸。空氣的用量為所燃燒黃磷理論需要是的1.8倍，即18600Nm3/h，吸收塔循環酸與產品酸的比例(體積比)為80，即實際循環噴酸量為304m3/h，一級動力波除霧器的液氣比(體積比)為0.005，即實際噴酸量為93m3/h，二級動力波除霧器的液氣比(體積比)為0.002，即實際噴酸量為37m3/h，動力波吸收塔成品聚磷酸產酸量為7050kg/h，燃燒塔可副產工業蒸汽為11.7t/h。
[0035]實施例4:如圖4、5、6所示，本熱法磷酸生產裝置包括燃燒塔1、動力波吸收塔9、動力波除霧器3、二級動力波除霧器10、氣液分離器4、引風機5，燃燒塔I與動力波吸收塔9頂部的入口連通，動力波吸收塔9與動力波除霧器3連接，動力波除霧器3與二級動力波除霧器10連通，二級動力波除霧器10通過氣液分離器4與引風機5連通，同時動力波吸收塔9通過吸收塔循環泵6與換熱器7連接，換熱器7通過管道連通至動力波吸收塔9形成回路，動力波除霧器3與除霧器循環泵8通過管道形成回路，二級動力波除霧器10與二級除霧器循環泵11通過管道形成回路；其中動力波吸收塔由動力波吸收器12與密閉噴淋塔13組成，動力波吸收器設置在密閉噴淋塔上部，其中動力波吸收器12由洗滌筒14和動力波噴頭I 15組成，動力波噴頭置于洗滌筒內的中下部；密閉噴淋塔包括塔體16、環管17、噴淋噴頭18，環管設置于塔體外并與噴淋噴頭連通，噴淋噴頭均勻安裝在塔體內部上方，塔體下部設置有氣體出口 19，換熱器7與動力波噴頭I連通，塔體底部的液體出口 21通過吸收塔循環泵6與換熱器7連通；動力波除霧器3包括除霧筒22、動力波噴頭II 23、循環槽24，除霧筒設置在循環槽上部，動力波噴頭II置于除霧筒內的中下部，循環槽上部設置有排氣口 25，除霧器循環泵8與動力波噴頭II連通；二級動力波除霧器10結構同動力波除霧器3，二級除霧器循環泵11與二級動力波除霧器10的動力波噴頭II連通。
[0036]使用時，液態黃磷輸送至燃燒塔I與空氣中的氧氣燃燒生成含雙分子五氧化二磷(十氧化四磷)的混合氣體，混合氣體輸送到動力波吸收塔9，與吸收塔循環泵6送至動力波噴頭I 15的冷卻后循環稀磷酸在洗滌筒14中逆流接觸、快速反應與吸收，吸收后氣體進入密閉噴淋塔13，與來自噴淋噴頭18的磷酸接觸，再次吸收；從氣體出口 19進入動力波除霧器3的除霧筒22頂部，與來自除霧器循環泵8的稀硫酸逆流接觸，氣體自上而下，液體自下而上，除去大部分酸霧的氣體經排氣口，進入二級動力波除霧器10，經二級除霧器循環泵11輸送來除霧管段的稀磷酸或水進行進一步的酸霧捕捉洗滌，再輸送到氣液分離器4進行氣液分離，由引風機5抽吸排放至大氣。燃燒塔I是帶黃磷燃燒熱能回收產生飽和蒸汽的專用設備，經動力波吸收塔9吸收后的磷酸，由吸收塔循環泵6輸送至換熱器7，其反應熱由冷卻介質移出，經冷卻的磷酸，大部分循環使用，少部分作為產品酸輸出。該流程既可生產工業熱法磷酸，也可生產多聚磷酸。動力波吸收塔、動力波除霧器、二級動力波除霧器的循環磷酸濃度根據所生產的磷酸(聚磷酸)產品濃度要求從后至前逐級升高。
[0037]以投磷量1000千克/小時進行生產，具體內容如下:
溫度為55?68°C下的液態工業黃磷輸送至燃燒塔，經磷噴槍霧化后與空氣中氧氣在燃燒塔內充分燃燒生成含雙分子五氧化二磷的混合氣體，混合氣體在尾氣風機的抽吸下輸送到動力波吸收塔經吸收塔循環泵送來的稀磷酸循環吸收并冷卻，在動力波吸收塔內產生濃度為115%的聚磷酸(折H3PO4計)，尾氣進一步被輸送到動力波除霧器進行酸霧捕捉吸收，然后進入二級動力波除霧器再次進行酸霧捕捉，經氣液分離器分離后由引風機排放到大氣。二級動力波除霧器和氣液分離器捕獲的稀磷酸按要求送到動力波除霧器循環，動力波除霧器產生的稀磷酸按要求送到動力波吸收塔內進行吸收提濃產生聚磷酸。空氣的用量為所燃燒黃磷理論需要是的1.6倍，即6890Nm3/h，動力波吸收塔動力波管段的液氣比(體積t匕)為0.007，即實際噴酸量為48m3/h，密閉噴淋塔循環冷卻酸是為20m3/h，一級動力波除霧器的液氣比(體積比)為0.004，即實際噴酸量為28m3/h，二級動力波除霧器的液氣比(體積t匕)為0.002，即實際噴酸量為14m3/h，動力波吸收塔成品聚磷酸產酸量為2690kg/h，燃燒塔可副產工業蒸汽為4.79t/h。
[0038]以投磷量1500千克/小時進行生產，具體內容如下:
溫度為55?68°C下的液態工業黃磷輸送至燃燒塔，經磷噴槍霧化后與空氣中氧氣在燃燒塔內充分燃燒生成含雙分子五氧化二磷的混合氣體，混合氣體在尾氣風機的抽吸下輸送到動力波吸收塔經吸收塔循環泵送來的稀磷酸循環吸收并冷卻，在動力波吸收塔內產生濃度為115%的聚磷酸(折H3PO4計)，尾氣進一步被輸送到動力波除霧器進行酸霧捕捉吸收，然后輸送到二級動力波除器進行酸霧捕捉經氣液分離器分離后由引風機排放到大氣。二級動力波除霧器和氣液分離器捕獲的稀磷酸按要求送到一級動力波除霧器循環，一級動力波除霧器產生的稀磷酸按要求送到動力波吸收塔內進行吸收提濃產生聚磷酸。空氣的用量為所燃燒黃磷理論需要是的1.5倍，即9690m3/h，動力波吸收塔動力波管段的液氣比(體積比)為0.006，即實際噴酸量為58m3/h，密閉噴淋塔循環冷卻酸是為50m3/h，動力波除霧器的液氣比(體積比)為0.0035，即實際噴酸量為34m3/h，二級動力波除霧器的液氣比(體積比)為
0.003，即實際噴酸量為29m3/h，動力波吸收塔成品聚磷酸產酸量為4035kg/h，燃燒塔可副產工業蒸汽為7.36t/h。
[0039]實施例5:本實施例裝置結構同實施例4，不同在于吸收塔為2級動力波吸收塔9，動力波吸收塔、二級動力波吸收塔、動力波除霧器、二級動力波除霧器的循環磷酸濃度根據所生產的磷酸(聚磷酸)產品濃度要求從后至前逐級升高。
[0040]上述實施例所制得的磷酸或聚磷酸符合國家或行業標準。
[0041]以上所述，僅為本發明的具體實施例，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種熱法磷酸生產裝置，其特征在于:其包括燃燒塔(I)、吸收塔(2)、動力波除霧器(3)、氣液分離器(4)、引風機(5)，燃燒塔(I)與吸收塔(2)頂部的入口連通，吸收塔(2)與動力波除霧器(3)連接，動力波除霧器(3)通過氣液分離器(4)與引風機(5)連通，同時吸收塔(2)通過吸收塔循環泵(6)與換熱器(7)連接，換熱器(7)通過管道連通至吸收塔(2)形成回路，動力波除霧器(3)與除霧器循環泵(8)通過管道形成回路。
2.根據權利要求1所述的熱法磷酸生產裝置，其特征在于:本裝置中設置兩級吸收塔(2)。
3.根據權利要求1所述的熱法磷酸生產裝置，其特征在于:本裝置中設置兩級動力波除霧器(3)。
4.根據權利要求1或2所述的熱法磷酸生產裝置，其特征在于:吸收塔為動力波吸收塔或內置2-4層噴頭的中空吸收塔。
5.根據權利要求4所述的熱法磷酸生產裝置，其特征在于:動力波吸收塔由動力波吸收器(12)與密閉噴淋塔(13)組成，動力波吸收器設置在密閉噴淋塔上部，其中動力波吸收器(12)由洗滌筒(14)和動力波噴頭I (15)組成，動力波噴頭置于洗滌筒內的中下部；密閉噴淋塔包括塔體(16)、環管(17)、噴淋噴頭(18),環管設置于塔體外并與噴淋噴頭連通,噴淋噴頭均勻安裝在塔體內部上方，塔體下部設置有氣體出口(19)，換熱器(7)與動力波噴頭I連通，塔體底部的液體出口(21)通過吸收塔循環泵(6)與換熱器(7)連通。
6.根據權利要求5所述的熱法磷酸生產裝置，其特征在于:洗滌筒外設置有冷卻水夾套(20)。
7.根據權利要求1或3所述的熱法磷酸生產裝置，其特征在于:動力波除霧器(3)包括除霧筒(22)、動力波噴頭II (23)、循環槽(24)，除霧筒設置在循環槽上部，動力波噴頭II置于除霧筒內的中下部，循環槽上部設置有排氣口(25)，除霧器循環泵(8)與動力波噴頭II連通。
【文檔編號】C01B25/24GK104261370SQ201410496526
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】梅毅, 李慧, 武春錦, 龍萍 申請人:昆明理工大學