CN101643203A - 湿法磷酸生产中蒸汽冷凝水的回收利用方法 - Google Patents

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王煜
资学民
赵剑波
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Abstract

本发明公开了一种湿法磷酸生产中蒸汽冷凝水的回收利用方法。将蒸汽冷凝水先引入真空蒸发器蒸发、冷却，产生的蒸汽进入低压蒸汽管网，降温后的冷凝水导入换热器中进一步冷却后，再送到脱盐水装置进行净化处理，得到的软水供给硫酸装置余热锅炉使用。本发明将一部分蒸汽冷凝水直接变成了蒸汽，供给磷酸浓缩装置循环使用，避免了能量的浪费。蒸汽冷凝水温度的有效降低，保护了超滤、反渗透装置，延长了其使用寿命。运用该方法，能够减小换热器的换热面积、循环冷却水数量以及循环泵、凉水塔、鼓风机等附属设备的尺寸和投资，降低运行费用。本发明工艺简便、节水、节能效果明显，经济效益显著。

Description

湿法磷酸生产中蒸汽冷凝水的回收利用方法
技术领域
本发明属于化工生产技术领域，具体涉及一种在湿法磷酸浓缩过程中，对使用加热蒸汽后得到的蒸汽冷凝水进行回收利用的方法。
背景技术
化工生产蒸发浓缩过程中，使用加热蒸汽后所得到的蒸汽冷凝水是较高品质的水，还含有热能。但目前还没有很好的方法来回收利用该蒸汽冷凝水。例如，在湿法磷酸装置配套建设硫磺制酸装置时，硫磺燃烧产生的热量通过硫酸装置余热锅炉副产中压蒸汽(为过热蒸汽或饱和蒸汽，约3.6～4.1MPa，240～450℃)，经过减温减压(发电/冷却)后，得到低压蒸汽(为过热蒸汽或饱和蒸汽，约0.4～0.6MPa，120～280℃)，供给湿法磷酸浓缩生产中石墨换热器加热磷酸使用。低压蒸汽使用过程中，产生大量蒸汽冷凝水(夹带有蒸汽，故温度较高，为100～115℃)。但由于石墨换热器列管有时存在泄漏，蒸汽冷凝水中就会含有酸和杂质，其电导率、PH值超标时，只能送到磷酸萃取过滤洗涤工序作为洗涤水使用。当电导率、PH值未超标时，将其送到硫酸装置脱盐水站进行脱盐净化，得到精制脱盐水(软水)供余热锅炉使用。所有脱盐水装置在净化工艺上均设置了离子交换树酯(阴床、阳床——混床)和/或超滤及反渗透膜。树酯和膜均不耐高温，适宜在较低温度下操作，所以，蒸汽冷凝水需要采用换热器进行换热冷却，把温度降低后，才能进入脱盐水装置进行脱盐净化。以上生产工艺主要存在三个方面的问题：(1)较高品质的蒸汽冷凝水被当作一般的水使用；(2)需要换热器移出的热能多，循环冷却水需要量大，循环泵、凉水塔等设备的投资和运行费用高；(3)脱盐净化得到的软水进入硫酸装置余热锅炉时，又需要吸收较多热量变成蒸汽。可以看出，整个生产过程中，蒸汽冷凝水的利用很不合理。目前，现有技术中尚没有很好的方法克服上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种湿法磷酸生产中蒸汽冷凝水的回收利用方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
湿法磷酸生产中蒸汽冷凝水的回收利用方法，其特征在于：将蒸汽冷凝水先引入真空蒸发器蒸发、冷却，产生的蒸汽进入低压蒸汽管网，降温后的冷凝水导入换热器中进一步冷却。
具体为：将湿法磷酸浓缩过程中使用加热蒸汽后得到的100～115℃的蒸汽冷凝水先送入一个真空蒸发器中进行蒸发、冷却，蒸发出来的这部分蒸汽直接进入低压蒸汽管网，供给磷酸浓缩装置循环使用，蒸发剩余的、降温后的冷凝水送到换热器进一步冷却后，再送到脱盐水装置进行净化处理，得到的软水供给硫酸装置余热锅炉使用。
所述的真空蒸发器置于换热器之前，并通过管道与减温减压装置连接，由减温减压装置对真空蒸发器抽真空。
所述的真空蒸发器蒸发水量在4.50～36.07(t H2O)/h，真空蒸发器蒸发面积为8.37m2～67.12m2，真空蒸发器直径为3.26m～9.25m。
进一步的，所述的真空蒸发器蒸发水量为9.00～27.00(t H2O)/h，真空蒸发器蒸发面积为16.74m2～50.24m2，真空蒸发器直径为4.62m～8.00m。
真空蒸发器绝压范围7.0KPa～94.0KPa，优选真空蒸发器绝压范围8.0KPa～20.0KPa。
本发明的工作原理：生产过程产生的蒸汽冷凝水进入真空蒸发器后，利用中压蒸汽减温减压变成低压蒸汽的过程中产生的真空以及蒸汽冷凝水本身具有的100～115℃的温度，产生沸腾蒸发，移出一部分热量，降低冷凝水的温度；同时，蒸发出来的蒸汽通过减温减压装置直接进入低压蒸汽管网，将一部分蒸汽冷凝水直接变成了蒸汽提供给磷酸浓缩装置循环使用。蒸发降温后的冷凝水送到换热器进一步冷却后，再送到脱盐水装置进行净化处理，得到的软水供给硫酸装置余热锅炉使用。
本发明充分利用中压蒸汽减温减压成为低压蒸汽的过程中产生的真空以及蒸汽冷凝水自身具有的温度进行沸腾蒸发，将一部分蒸汽冷凝水直接变成了蒸汽，供给磷酸浓缩装置循环使用。同时，本发明还有效降低了蒸汽冷凝水的温度，容易将脱盐水装置的进水温度稳定控制在较低水平，能够有效保护超滤、反渗透装置。增加一台真空蒸发器，通过真空蒸发先移出一部分热量，可以减少需要通过换热器移出的热能数量，从而减小换热器的换热面积、循环冷却水数量以及循环泵、凉水塔、鼓风机等附属设备的尺寸和投资，降低运行费用。本发明节水、节能效果明显，经济效益显著。
附图说明
图1为现有技术中蒸汽冷凝水回收利用工艺流程示意图；
图2为本发明的蒸汽冷凝水回收利用工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的说明，但它们均不是对本发明的限定。
实施例1
如附图2所示，在原有设备的基础上，增加一台真空蒸发器，将其连接于冷凝水槽之后，换热器之前，并通过Φ1.27m管道将真空蒸发器与减温减压装置连接，由减温减压装置对真空蒸发器抽真空。该真空蒸发器的直径为5.66m，蒸发面积为25.12m2，绝压操作范围是9.0～14.6KPa，蒸发水量13.50(t H2O)/h。
冷凝水温度为112℃，经过真空蒸发，温度降低到80～90℃，再经过换热器冷却，温度降低到39℃，进入脱盐水装置进行净化。
实施例2
如附图2所示，在原有设备的基础上，增加一台真空蒸发器，将其连接于冷凝水槽之后，换热器之前，并通过Φ1.80m管道将真空蒸发器与减温减压装置连接，由减温减压装置对真空蒸发器抽真空。该真空蒸发器的直径为8.00m，蒸发面积为50.24m2，绝压操作范围是10.0～16.0KPa，蒸发水量27.00(t H2O)/h。
冷凝水温度为108℃，经过真空蒸发，温度降低到70～80℃，再经过换热器冷却，温度降低到38℃，进入脱盐水装置进行净化。
实施例3
如附图2所示，在原有设备的基础上，增加一台真空蒸发器，将其连接于冷凝水槽之后，换热器之前，并通过Φ1.04m管道将真空蒸发器与减温减压装置连接，由减温减压装置对真空蒸发器抽真空。该真空蒸发器的直径为4.62m，蒸发面积为16.74m2，绝压操作范围是8～12KPa，蒸发水量9.00(tH2O)/h。
冷凝水温度为105℃，经过真空蒸发，温度降低到85～95℃，再经过换热器冷却，温度降低到40℃，进入脱盐水装置进行净化。

Claims (6)

1、湿法磷酸生产中蒸汽冷凝水的回收利用方法，其特征在于：将蒸汽冷凝水先引入真空蒸发器蒸发、冷却，产生的蒸汽进入低压蒸汽管网，降温后的冷凝水导入换热器中进一步冷却。
2、根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于：所述的真空蒸发器置于换热器之前，并通过管道与减温减压装置连接，由减温减压装置对真空蒸发器抽真空。
3、根据权利要求2所述的回收利用方法，其特征在于：所述的真空蒸发器蒸发水量为4.50～36.07(t H2O)/h，真空蒸发器蒸发面积为8.37m2～67.12m2，真空蒸发器直径为3.26m～9.25m。
4、根据权利要求3所述的回收利用方法，其特征在于：所述的真空蒸发器蒸发水量为9.00～27.00(t H2O)/h，真空蒸发器蒸发面积为16.74m2～50.24m2，真空蒸发器直径为4.62m～8.00m。
5、根据权利要求2所述的回收利用方法，其特征在于：所述的真空蒸发器绝压范围7.0KPa～94.0Kpa。
6、根据权利要求5所述的回收利用方法，其特征在于：所述的真空蒸发器绝压范围8.0KPa～20.0KPa。
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