CN102294158A - 用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，采用磷酸作为空气净化剂，打开净化塔下段的进风口，启动风机，在净化塔顶部均匀喷洒磷酸或在净化槽的磷酸中对空气进行除湿和除尘净化处理，通过控制风速得到空气湿度＜40％的高纯度净化空气；吸收水分和粉尘的磷酸进入酸储槽或水合塔中循环使用。本发明方法制备的净化空气，适用于建材、化工、暖通、空调、纺织和电子等行业的净化空气的用气。解决了吸附剂再生需要的耗能问题，实现空气净化过程的连续性，吸附稀释后的磷酸可作为低浓度产品出售或进一步水合磷酸，降低空气净化能耗和成本，具有较好的经济效益。
Description
技术领域：
本发明属于空气净化技术领域，涉及一种空气净化的方法，尤其是用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法。
背景技术：
热法磷酸是黄磷在空气中燃烧生产P2O5，再经水合吸收制成。磷酸是中强酸，具有很强的吸水性。燃烧生产的P5O2极易与水化合，在不同的水量和反应条件下会形成偏磷酸、焦磷酸和三聚磷酸等混合物，增加了磷耗的同时也降低了产品的质量；燃烧所用的空气对磷酸生产起着举足轻重的作用，空气中往往含有水分、粉尘和其他异物等混合物，此类物质若不经处理就直接在磷酸生产中使用，将会造成设备腐蚀的增大、原料利用率的降低、产品质量的降低等问题，更是无法满足高纯度磷酸的生产要求。为了防止磷多聚物的生成，降低磷耗，提高原料的利用率和生产电子级、食品级磷酸以及脱砷磷酸脱H2S工序的用气要求，均需要对空气进行除湿和除尘净化处理。因此，空气的净化是磷化工生产中需要解决的问题。
目前常用的空气除湿方法主要有：
1、冷冻除湿：冷冻除湿系统主要应用于湿度＞45％的生产环境，除湿效果比较好，性能稳定且能耗也比较低。但是，在生产环境对湿度要求＜45％的时，采用冷冻除湿不单不经济，有时很难达到要求。由于冷冻除湿能耗高，对电网依赖性强，同时其采用的氟氯烃制冷剂泄露会造成大气臭氧层的破坏和温室效应，不利于环境友好。
2、液体吸附除湿：液体吸附剂如溴化锂、氯化锂等盐溶液，溶液通过喷洒方式与湿空气充分接触，空气中的水分被吸附剂吸收同时产生一定的凝结热。吸收到水分的溶液需要通过加热，将水溶液中的水分蒸发排出，完成溶液再生过程。该空气除湿过程需经历吸湿-换热-加热再生过程，系统比较复杂，同时设备比较庞大，而且吸附剂的再生过程要消耗大量的热能。
3、固体吸附除湿：固体吸附使用硅胶、分子筛和氟石等做吸附剂。固体吸附剂能够与湿空气充分接触，吸收空气中的水分而除湿。由于固体吸附剂需要定期再生，因此，其处理空气过程不能连续，而且，固体吸附剂再生过程需要消耗一定的能量，运行费用昂贵。
国内热法磷酸工业上常用的空气干燥剂是浓硫酸，浓硫酸具有较强的吸水性和沉降粉尘的作用，但浓硫酸的再生以及引入将增大空气净化的成本。
经检索，在热法磷酸生产中已有防腐和空气净化的方法，摘录如下：
中国专利CN0114344.0，黄磷燃烧热能回收与利用装置及其热法磷酸生产系统。该发明方法采用了等离子喷涂防腐技术，因此在黄磷燃烧的工艺过程中仅使用普通空气，不需要使用干燥空气。虽然此方法能有效防止反应过程中产生的磷多聚物对金属材料的腐蚀，但是磷多聚物的形成无形中增加了磷耗，而且还不能达到生产电子级磷酸和食品级磷酸的空气净化要求。
中国专利CN200810058781.4一种利用自身反应产物进行高温防腐的方法。该发明方法通入燃塔的空气为普通空气，控制燃烧塔壁面温度低于490℃，塔内水分和反应产物P2O5的摩尔比在0.01～0.8之间，燃烧塔会形成稳定的、结构和组成一定的超磷酸结膜物，从而达到设备防腐的效果。此方法通过控制空气湿度能达到防腐的效果，但是磷酸多聚物的形成无形中增加了磷耗，降低了原料的利用率，而且对于生产电子级磷酸和食用级磷酸的空气还不能达到净化的要求。
经查已有文献得知，热法磷酸生产中和其他行业所需的除湿和除尘的净化空气中，都未有单独使用磷酸作为净化剂对空气进行除湿和除尘净化处理的方法。在热法磷酸生产中所用空气的净化，一要除去空气中的水分，二要除去空气中的粉尘。目前由于空气净化质量差，存在热法磷酸生产原料的利用率低、产品的质量差、设备腐蚀严重、空气除湿和除尘的净化成本高等问题。
发明内容：
本发明的目的：为了克服已有技术中存在的问题，提高空气的纯度，提高热法磷酸生产原料的利用率、产品的得率、产品的质量和设备防腐效果，降低空气除湿和除尘的净化成本，提供一种用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法。
本发明的技术方案是：
用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，其特征在于：采用磷酸作为空气净化剂，空气从净化设备下部进入，在净化设置顶部设置喷洒磷酸或在净化槽的磷酸中进行净化处理，通过控制风机风速得到空气湿度＜40％的高纯度净化空气；吸收水分和粉尘的磷酸进入酸储槽或水合塔中循环使用。
以上所述的风机压力为4000～18000Pa，正压或负压设置，安装在净化塔或净化槽前或后，或是利用磷酸生产用的风机。
以上所述的净化设备包括填料吸收设备、喷淋吸收设备或净化槽，下端设置进风口若干个。
以上所述的高纯度净化空气是磷酸净化处理后进一步经过除雾处理。
以上所述的用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，工艺过程：打开净化塔下段的进风口，启动安装在净化塔或净化槽前或后的风机，或借助热法磷酸生产尾部的风机，控制风速；打开耐酸泵将水合反应的热法磷酸或酸储槽中的磷酸输送到净化塔顶部进行均匀喷洒，吸收空气中的水分和粉尘，控制空气湿度＜40％；经过除湿和除尘净化后的净化空气，供需高纯度净化空气的场所有气或在热法磷酸生产线上用于磷燃烧和吹脱脱砷磷酸中的H2S气体；吸收空气水分和粉尘后的热法磷酸流回水合塔或酸储槽，循环用于水合反应或吸收空气中的水分及粉尘。
本发明的优点和积极效果：
1、本发明的磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，能将空气中的水分和粉尘经净化塔喷洒的磷酸或在净化槽中磷酸的吸收，能获得高纯度空气，能提高热法磷酸生产原料的利用率、产品的得率、产品的质量和设备的防腐效果，避免普通空气直接进入燃烧塔，防止反应过程中产生磷多聚物对金属材料进行腐蚀。
2、本发明净化后的空气，适用于建材、化工、暖通、空调、纺织和电子等行业的净化空气的用气。
3、本发明在热法磷酸生产中使用中间产品热法粗磷酸作为净化剂，解决了吸附剂再生需要的耗能问题，实现空气净化过程的连续性；在其他行业中使用，稀释后的磷酸可作为低浓度产品出售。
4、本发明以磷酸作为空气的净化剂，吸收空气中的水分和粉尘后，回酸储槽或水合塔中循环使用，降低空气净化能耗和成本，具有较好的经济效益。
附图说明
附图1：为本发明方法在热法磷酸生产中的工艺流程示意图。
附图2：为本发明方法工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明附图和通过实施例对本发明方法作进一步说明，所列实施例仅在于说明本发明方法而绝不限于本发明。
实施例一
本实施例是在热法磷酸生产中，打开填料吸收净化塔下段的三个进风口，启动负压风机P＝13000Pa，控制风速保持在3m/s；将水合反应的热法磷酸用耐酸泵输到填料吸收净化塔顶部均匀喷洒热法磷酸，吸收空气中的水分和粉尘，使得空气湿度为29～34％；经过除湿和除尘净化后的净化空气借助热法磷酸生产尾部风机造成的负压，一部分通入燃烧炉，另一部分通向脱气槽，用于磷燃烧和吹脱脱砷磷酸中的H2S气体，吸收空气水分和粉尘后的热法磷酸返回水合塔，循环用于水合反应和吸收空气中的水分及粉尘。
实施例二
本实施例是在热法磷酸生产中，打开喷淋吸收净化塔下段的进风口，启动正压风机P＝5000Pa，使得风速保持在4m/s；将酸储槽的热法磷酸用耐酸泵输到喷淋吸收净化塔顶部均匀喷洒热法磷酸，吸收空气中的水分和粉尘，使得空气湿度为35～38％；经过除湿和除尘净化后的净化空气借助风机造成的正压，一部分通入燃烧炉，另一部分通向脱气槽，用于供磷燃烧和吹脱脱砷磷酸中的H2S气体，吸收空气水分和粉尘后的热法磷酸返回酸储槽，循环用于吸收空气中的水分及粉尘。
实施例三
本实施例是在热法磷酸生产中，打开喷淋吸收净化塔下段的四个进风口，启动负压风机P＝17000Pa，使得风速保持在5m/s；将酸储槽的热法磷酸用耐酸泵输到喷淋吸收净化塔顶部均匀喷洒热法磷酸，吸收空气中的水分和粉尘，控制空气湿度为37～40％；经过除湿和除尘净化后的净化空气借助热法磷酸生产尾部风机造成的负压，一部分通入燃烧炉，另一部分通向脱气槽，用于供磷燃烧和吹脱脱砷磷酸中的H2S气体，吸收空气水分和粉尘的热法磷酸返回酸储槽，循环用于吸收空气中的水分及粉尘。
实施例四
本实施例是在热法磷酸生产中，打开填料吸收净化塔下段的进风口，启动正压风机P＝10000Pa，使得风速保持在2m/s；将水合反应的热法磷酸用耐酸泵输到填料吸收净化塔顶部均匀喷洒热法磷酸，吸收空气中的水分和粉尘，控制空气湿度为25～30％；经过除湿和除尘净化后的净化空气借助风机造成的正压，一部分通入燃烧炉，另一部分通向脱气槽，用于供生产电子级磷酸的磷燃烧和吹脱脱砷磷酸中的H2S气体，吸收水和粉尘后的热法磷酸返回酸储槽，循环用于吸收空气中的水分及粉尘。
实施例五
本实施例是用磷酸喷淋吸附除湿和除尘净化空气的方法，打开喷淋吸收净化塔下段的进风口，启动正压风机P＝12000Pa，使得风速保持在3m/s，将酸储槽的磷酸用耐酸泵输到喷淋吸收净化塔顶部进行均匀喷洒，吸收空气中的水分和粉尘，经除湿和除尘净化后的净化空气借助风机造成的正压，输送到除雾器，进行除酸处理，得到净化空气湿度为32～36％。
实施例六
本实施例是在净化槽用磷酸洗涤吸附除湿和除尘净化空气的方法，打开净化槽下段的进风口，启动正压风机P＝13500Pa，使得风速保持在4m/s，将酸储槽的磷酸用耐酸泵输到净化槽上部，吸收空气中的水分和粉尘，经除湿和除尘净化后的净化空气借助风机造成的正压，输送到除雾器，进行除酸处理，得到净化空气湿度为28～30％。
Claims (4)
1.一种用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，其特征在于：采用磷酸作为空气净化剂，空气从净化设备下部进入，在净化设置顶部设置喷洒磷酸或在净化槽的磷酸中进行净化处理，通过控制风机风速得到空气湿度＜40％的高纯度净化空气；吸收水分和粉尘的磷酸进入酸储槽或水合塔中循环使用。
2.根据权利要求1所述的用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，其特征在于：所述的风机压力为4000～18000Pa，正压或负压设置，安装在净化塔或净化槽前或后，或是利用磷酸生产用的风机。
3.根据权利要求1所述的用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，其特征在于：所述的净化设备包括填料吸收设备、喷淋吸收设备或净化槽，下端设置进风口若干个。
4.根据权利要求1所述的用磷酸吸附除湿和除尘净化空气的方法，其特征在于：所述的高纯度净化空气是磷酸净化处理后进一步经过除雾处理。
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