CN118217653B - 一种湿法磷酸脱氟装置及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿法磷酸脱氟装置及其工艺，其中装置包括壳体，壳体的顶部设置有进料喷头，壳体内的底部设置有蒸汽管，蒸汽管上构造有喷孔，壳体的一端设置有连接口，壳体的另一端设置有搅拌组件，搅拌组件包括旋转顶出单元以及可拆卸设置在旋转顶出单元的执行端的第一搅拌叶片。通过旋转顶出单元可驱动第一搅拌叶片在不同搅拌位置进行旋转搅拌，一方面可提高对磷酸的搅拌效果，另一方面当第一搅拌叶片需要维修时，通过旋转顶出单元还可将其顶出至靠近连接口的维修位置，从而便于对第一搅拌叶片的更换。本发明脱氟装置的第一搅拌叶片能够改变搅拌位置，且能够通过连接口实现对第一搅拌叶片的便捷化维护，本发明具有高效、易用的优势。

Description

一种湿法磷酸脱氟装置及其工艺

技术领域

本发明涉及磷酸加工设备技术领域，特别地，涉及一种湿法磷酸脱氟装置及其工艺。

背景技术

用硫酸、硝酸或盐酸分解磷矿制得的磷酸统称为湿法磷酸，湿法磷酸生产是用无机酸分解磷矿粉，分离出粗磷酸，再经净化后制得磷酸产品，脱氟是湿法磷酸生产过程中的一个重要的净化环节，直接影响磷酸加工的品质。湿法磷酸的净化脱氟工艺常用的有化学脱氟、气提脱氟和溶剂萃取脱氟等工艺，气提脱氟生产中又分为蒸汽气提和空气气提两种技术。

在蒸汽气提工艺中，蒸汽扮演着至关重要的角色。蒸汽通过提供热量和动力，帮助将磷酸溶液中的氟化物挥发出来，从而实现脱氟的目的。蒸汽的流动性和渗透性使得它能够均匀地穿过反应体系，确保脱氟过程的均匀和高效。同时，搅拌在气提法脱氟工艺中也是不可或缺的。搅拌能够确保磷酸溶液与脱氟剂充分混合，增加反应物之间的接触面积，提高反应速率。此外，搅拌还有助于维持反应体系的均匀性，防止局部氟化物浓度过高或过低，从而确保脱氟效果的稳定性。

然而，在蒸汽脱氟装置的长时间运行过程中，其内部的搅拌器叶片可能会受到磨损和腐蚀，影响搅拌效果。对此，需要定期对搅拌器叶片进行检查和更换，而搅拌器叶片通常被配置为在固定位置对磷酸进行搅拌，这在维修过程中造成极大的不便性；且固定位置的搅拌器叶片的搅拌范围较小，导致磷酸的搅拌效果不佳。

发明内容

本发明的第一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种湿法磷酸脱氟装置。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：

一种湿法磷酸脱氟装置，包括壳体，所述壳体的顶部设置有进料喷头，所述壳体内的底部设置有蒸汽管，所述蒸汽管上构造有喷孔，所述壳体的一端设置有通过连接盖可启闭的连接口，所述壳体的另一端设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括旋转顶出单元以及可拆卸设置在所述旋转顶出单元的执行端的第一搅拌叶片，所述旋转顶出单元适配为能够驱动所述第一搅拌叶片旋转以及顶出所述第一搅拌叶片改变搅拌位置。

所述旋转顶出单元的执行端上设置有安装部，所述安装部的侧壁上开设有安装孔，而搅拌叶片包括连接部、叶片部，所述连接部可拆卸连接于所述安装孔。

所述连接口位于所述壳体的底部，所述搅拌组件位于所述壳体的顶部。

所述蒸汽管内构造有容纳腔，所述容纳腔用于储存第二搅拌叶片，所述蒸汽管上还设置有第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述第二搅拌叶片伸出于所述蒸汽管并安装至所述旋转顶出单元的执行端。

所述连接盖上设置有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第一搅拌叶片从所述旋转顶出单元的执行端上脱出。

所述连接部与所述安装孔采用螺纹结构实现可拆卸，所述第二搅拌叶片的所述叶片部上可分离适配有第一驱动盘，所述第一驱动盘上构造有连接槽，所述叶片部嵌设在所述连接槽内，所述第一驱动盘密封连接于所述蒸汽管，所述旋转顶出单元的执行端上还设置有连接杆，当所述第一搅拌叶片被顶出至维修位置时，所述连接杆遮盖所述喷孔，所述第一驱动机构包括构造在所述蒸汽管的内壁上的螺旋驱动槽，所述第一驱动盘的侧壁上设置有驱动柱，所述驱动柱与所述螺旋驱动槽传动配合。

所述连接部与所述安装孔采用螺纹结构实现可拆卸，所述安装孔内还转动设置有第二驱动盘，所述第二驱动盘的端面处弹动设置有抵紧盘，所述抵紧盘抵紧于所述连接部的端面，所述第二驱动盘的侧壁上构造有齿状结构，所述第二驱动机构包括齿条，在所述第一搅拌叶片被顶出至维修位置的过程中，所述齿条能够啮合于所述齿状结构。

所述连接杆的底面被构造为密封部以及导流部。

本发明的第二个目的在于克服现有技术的不足，提供一种湿法磷酸脱氟工艺。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：

一种湿法磷酸脱氟工艺，包括上述的湿法磷酸脱氟装置，还包括如下步骤：

S1、将含氟磷酸从所述进料喷头喷入所述壳体，使得含氟磷酸与所述喷孔中喷出的蒸汽逆流接，期间氟化物进入气相随蒸汽从所述壳体中排出，即得脱氟磷酸；

S2、在所述S1的进行过程中，所述旋转顶出单元顶出所述第一搅拌叶片在不同的搅拌位置进行旋转搅拌；

S3、当所述第一搅拌叶片需要更换时，所述旋转顶出单元顶出所述第一搅拌叶片至维修位置，并使得所述连接杆将所述喷孔遮盖；

S4、继续向所述蒸汽管内通入高压蒸汽，此时高压蒸汽会推动所述第二搅拌叶片向所述安装孔一侧顶出，并且所述驱动柱与所述螺旋驱动槽将顶出力转化为旋转力，从而使得连接部旋入至所述安装孔内；

S5、所述旋转顶出单元重新将所述第二搅拌叶片抬升至不同的搅拌位置进行旋转搅拌。

本发明的有益效果是：

1、通过旋转顶出单元可驱动第一搅拌叶片在不同搅拌位置进行旋转搅拌，一方面可提高对磷酸的搅拌效果，另一方面当第一搅拌叶片需要维修时，通过旋转顶出单元还可将其顶出至靠近连接口的维修位置，从而便于对第一搅拌叶片的更换。与现有技术相比，本发明的湿法磷酸脱氟装置的第一搅拌叶片能够改变搅拌位置，且能够通过连接口实现对第一搅拌叶片的便捷化维护，本发明具有高效、易用的优势。

2、在第一搅拌叶片被顶出至维修位置的过程中，通过第二驱动机构能够实现第一搅拌叶片的自动脱出，随后通过第一驱动机构能够实现将预存在蒸汽管内的第二搅拌叶片的替换安转，因此不但搅拌叶片的拆装动作更加便捷、自动化，例如在二者的配合下还可实现搅拌叶片的在线更换。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的B部放大图；

图4为连接杆的截面结构示意图；

图5为X型弹簧卡扣件的结构示意图。

附图标记：1、壳体；2、进料喷头；3、蒸汽管；4、喷孔；5、连接盖；6、连接口；7、搅拌组件；8、旋转顶出单元；9、第一搅拌叶片；10、安装部；11、安装孔；12、连接部；13、叶片部；14、容纳腔；15、第二搅拌叶片；16、第一驱动机构；17、第二驱动机构；18、第一驱动盘；19、连接槽；20、连接杆；21、螺旋驱动槽；22、驱动柱；23、第二驱动盘；24、抵紧盘；25、齿条；26、密封部；27、导流部；28、传动孔；29、传动杆；30、弹簧；31、X型弹簧卡扣件；32、卡扣槽。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。

实施例一：

图1至图4所示，一种湿法磷酸脱氟装置，包括壳体1，壳体1的顶部设置有进料喷头2，壳体1内的底部设置有蒸汽管3。例如，进料喷头2与蒸汽管3可采用相对设置，且二者均沿周向设置有若干，具体的数量与间隔角度可根据磷酸的工艺进行调整，在本披露中不做限制。其中，蒸汽管3上构造有喷孔4。在装置运行时，可将含氟磷酸通过进料喷头2喷入壳体1内，同时蒸汽管3内通入高压蒸汽，高压蒸汽会向上接触于下落的含氟磷酸，进而使得氟化物进入气相随蒸汽从壳体1中排出。

此外，壳体1的顶部还设置有向下伸入至壳体1内的搅拌组件7，壳体1的底部则相应设置有连接口6，连接口6上设置有连接盖5，通过连接盖5可实现对连接口6可选择的启闭，而连接盖5与连接口6的连接形式例如可采用法兰连接或铰链连接等形式。在装置运行时，通过搅拌组件7可搅拌磷酸溶液与脱氟剂充分混合，增加反应物之间的接触面积，提高反应速率。

例如，搅拌组件7可包括旋转顶出单元8以及可拆卸设置在旋转顶出单元8的执行端的第一搅拌叶片9。其中，旋转顶出单元8为现有技术中能够实现顶出与旋转一体驱动的驱动器，例如可包括一个旋转机构，用于驱动工件进行旋转；同时，还可包括一个顶出机构，用于实现工件的顶出。具体而言，其可包括旋转顶出模块以及执行轴，通过旋转顶出模块课实现执行轴的顶出与旋转，而第一搅拌叶片9则可拆卸设置在执行轴上。

因此，在脱氟的过程中，第一搅拌叶片9可在旋转顶出单元8的作用下实现对磷酸溶液的旋转搅拌，以及还能够被驱动顶出至不同的搅拌位置来实现对磷酸溶液更均匀的搅拌效果。并且，在第一搅拌叶片9需要维修时，旋转顶出单元8还可将其顶出至靠近连接口6一侧的维修位置，从而便于工作人员自连接口6对其的便捷维护。

在一些实施例中，上述执行轴上可设置有安装部10，安装部10的侧壁上则开设有安装孔11，例如安装孔11沿周向开设有若干，且安装孔11的数量与位置可优选与上述若干蒸汽管3相对应。而第一搅拌叶片9以及下文即将叙述的第二搅拌叶片15构造为相同的结构，例如搅拌叶片可包括连接部12以及叶片部13，其中连接部12被配置为可拆卸连接于安装孔11。因此，通过连接部12与安装孔11的配合能够实现搅拌叶片的便捷拆装。

例如，蒸汽管3内构造有容纳腔14，容纳腔14内可预存一个或多个第二搅拌叶片15。并且，蒸汽管3上还设置有第一驱动机构16，例如当第一搅拌叶片9在执行轴上拆出后，可通过第一驱动机构16在壳体1内部实现对第二搅拌叶片15伸出蒸汽管3以及安装至执行轴的驱动安装。

在优选的示例中，连接盖5上还可设置有第二驱动机构17。例如，在第一搅拌叶片9被顶出至维修位置时，可通过第二驱动机构17在壳体1内部实现对第一搅拌叶片9从执行轴上脱出的驱动拆出。因此，在更优选的示例中，通过两个驱动机构的配合能够实现对搅拌叶片的在线更换，尤其是可实现无需打开连接盖5的情形下对搅拌叶片的更换。例如，在脱氟工艺的进行过程中，当第一搅拌叶片9的搅拌性能严重低于阈值时，此时对其进行维护在现有技术中往往需要暂停作业，例如需要通过出料口将其内部的磷酸溶液完全排空才可打开连接盖5进行维护，而这将严重影响脱氟作业的效率，显然通过两个驱动机构的配合能够解决上述技术问题。

在一些实施例中，连接部12与安装孔11可采用螺纹结构实现可拆卸。例如，安装孔11内还转动设置有第二驱动盘23，且第二驱动盘23的端面处弹动设置有抵紧盘24，在连接部12旋入安装孔11的过程中，抵紧盘24能够抵紧于连接部12的端面。此外，第二驱动盘23的侧壁上构造有齿状结构，第二驱动机构17则优选包括相对设置在连接盘上的齿条25。在第一搅拌叶片9被顶出至维修位置的过程中，齿条25将逐渐啮合于齿状结构，并传动第二驱动盘23发生旋转；此时，旋转的第二驱动盘23将带动抵紧盘24同步旋转，从而带动连接部12发生相对于旋紧方向的反向旋转，而由于抵紧盘24在弹性件的作用下能够始终抵紧于连接部12的端面，因此连接部12将逐渐从安装孔11中被旋出，直至掉落至连接盖5内。

例如，第二驱动盘23上可周向构造若干传动孔28，抵紧盘24上则对应设置有若干传动杆29，若干传动杆29一一适配在若干传动孔28内，并且传动杆29外还可套设有弹簧30。在第二驱动盘23旋转时，传动杆29与传动孔28配合能够实现扭矩的有效传递，弹簧30则能够推动抵紧盘24始终抵紧于连接部12的端面，从而实现连接部12自安装孔11的旋出。

在一些实施例中，第二搅拌叶片15的叶片部13上可分离的适配有第一驱动盘18。换句话说，蒸汽管3内密封滑动设置有第一驱动盘18，且第一驱动盘18的侧壁上构造有连接槽19，叶片部13远离连接部12的端部被适配嵌设在连接槽19内。例如，执行轴上还设置有连接杆20，在第一搅拌叶片9被顶出至维修位置时，也即例如上述的第一搅拌叶片9已经通过第二驱动机构17被驱动拆出时，连接杆20将遮盖喷孔4，此时继续通入蒸汽管3内的高压蒸汽将推动第一驱动盘18向执行轴一侧移动。而第一驱动机构16可优选包括构造在蒸汽管3的内壁上的螺旋驱动槽21，且第一驱动盘18的侧壁上还设置有驱动柱22，在上述第一驱动盘18被高压蒸汽推动顶出时，驱动柱22将逐渐被推入螺旋驱动槽21内，随后驱动柱22与螺旋驱动槽21传动配合可实现第一驱动盘18的旋转顶出，进入连接部12能够被逐渐旋入至安装孔11内完成第二搅拌叶片15的更换安装。

其中，连接杆20的底面上可优选构造为密封部26以及导流部27。例如，导流部27以倾斜的姿态布置在密封部26相对于执行轴旋转方向的两侧。在第一搅拌叶片9正常旋转以对磷酸溶液进行搅拌的过程中，连接杆20将不断的与蒸汽管3相对，因此在导流部27的作用下蒸汽气流会改变上升角度，从而提高了蒸汽的辐射范围，磷酸溶液与蒸汽的交换面积得到提升。而当第一搅拌叶片9需要更换时，可通过旋转顶出单元8驱动第一搅拌叶片9以及连接杆20旋转至与蒸汽管3相对的角度位置，随后顶出第一搅拌叶片9与连接杆20实现上述的更换动作，期间密封部26可对喷孔4进行遮盖。

如图5所示，作为其他方案，连接部12与安装孔11之间还可采用卡扣结构实现可拆卸。例如。安装孔11内设置有X型弹簧卡扣件31，搅拌叶片的连接部12上对应设置有卡扣槽32。在此方案中，第二驱动机构17可仅包括上述的第一驱动盘18，随着高压蒸汽对第一驱动盘18的推动，连接部12将逐渐插入至X型弹簧卡扣件31的夹持端内，此时X型弹簧卡扣件31发生弹动并随即在弹性力的作用下驱使夹持端对卡扣槽32进行夹持；第一驱动机构16则可包括设置在连接盘上的抵触杆（图未示），抵触杆的顶端可构造为锥形或其他斜面结构，例如第一搅拌叶片9可被顶出至相对于上述维修位置更靠下方的拆卸位置，在拆卸位置抵触杆将不断抵撑进入X型弹簧卡扣件31的驱动端内，随后夹持端的两个夹持臂会张开解除对连接部12的锁定，随后第一搅拌叶片9可向下掉落至连接盘内。最后，安装孔11可被重新上抬至维修位置进行上述第二搅拌叶片15的安装更换。

实施例二：

一种湿法磷酸脱氟工艺，包括实施例一中的湿法磷酸脱氟装置，还包括如下步骤：

S1、将含氟磷酸从进料喷头2喷入壳体1，使得含氟磷酸与喷孔4中喷出的蒸汽逆流接，期间氟化物进入气相随蒸汽从壳体1中排出，即得脱氟磷酸；

S2、在S1的进行过程中，旋转顶出单元8顶出第一搅拌叶片9在不同的搅拌位置进行旋转搅拌；

S3、当第一搅拌叶片9需要更换时，旋转顶出单元8顶出第一搅拌叶片9至维修位置，并使得连接杆20将喷孔4遮盖；

S4、继续向蒸汽管3内通入高压蒸汽，此时高压蒸汽会推动第二搅拌叶片15向安装孔11一侧顶出，并且驱动柱22与螺旋驱动槽21将顶出力转化为旋转力，从而使得连接部12旋入至安装孔11内；

S5、旋转顶出单元8重新将第二搅拌叶片15抬升至不同的搅拌位置进行旋转搅拌。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种湿法磷酸脱氟装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)的顶部设置有进料喷头(2)，所述壳体(1)内的底部设置有蒸汽管(3)，所述蒸汽管(3)上构造有喷孔(4)，其特征是：所述壳体(1)的一端设置有通过连接盖(5)可启闭的连接口(6)，所述壳体(1)的另一端设置有搅拌组件(7)，所述搅拌组件(7)包括旋转顶出单元(8)以及可拆卸设置在所述旋转顶出单元(8)的执行端的第一搅拌叶片(9)，所述旋转顶出单元(8)适配为能够驱动所述第一搅拌叶片(9)旋转以及顶出所述第一搅拌叶片(9)改变搅拌位置；

所述旋转顶出单元(8)的执行端上设置有安装部(10)，所述安装部(10)的侧壁上开设有安装孔(11)，而搅拌叶片包括连接部(12)、叶片部(13)，所述连接部(12)可拆卸连接于所述安装孔(11)；

所述蒸汽管(3)内构造有容纳腔(14)，所述容纳腔(14)用于储存第二搅拌叶片(15)，所述蒸汽管(3)上还设置有第一驱动机构(16)，所述第一驱动机构(16)用于驱动所述第二搅拌叶片(15)伸出于所述蒸汽管(3)并安装至所述旋转顶出单元(8)的执行端；

所述连接盖(5)上设置有第二驱动机构(17)，所述第二驱动机构(17)用于驱动所述第一搅拌叶片(9)从所述旋转顶出单元(8)的执行端上脱出。

2.根据权利要求1所述的湿法磷酸脱氟装置，其特征是：所述连接口(6)位于所述壳体(1)的底部，所述搅拌组件(7)位于所述壳体(1)的顶部。

3.根据权利要求1所述的湿法磷酸脱氟装置，其特征是：所述连接部(12)与所述安装孔(11)采用螺纹结构实现可拆卸，所述第二搅拌叶片(15)的所述叶片部(13)上可分离适配有第一驱动盘(18)，所述第一驱动盘(18)上构造有连接槽(19)，所述叶片部(13)嵌设在所述连接槽(19)内，所述第一驱动盘(18)密封连接于所述蒸汽管(3)，所述旋转顶出单元(8)的执行端上还设置有连接杆(20)，当所述第一搅拌叶片(9)被顶出至维修位置时，所述连接杆(20)遮盖所述喷孔(4)，所述第一驱动机构(16)包括构造在所述蒸汽管(3)的内壁上的螺旋驱动槽(21)，所述第一驱动盘(18)的侧壁上设置有驱动柱(22)，所述驱动柱(22)与所述螺旋驱动槽(21)传动配合。

4.根据权利要求1所述的湿法磷酸脱氟装置，其特征是：所述连接部(12)与所述安装孔(11)采用螺纹结构实现可拆卸，所述安装孔(11)内还转动设置有第二驱动盘(23)，所述第二驱动盘(23)的端面处弹动设置有抵紧盘(24)，所述抵紧盘(24)抵紧于所述连接部(12)的端面，所述第二驱动盘(23)的侧壁上构造有齿状结构，所述第二驱动机构(17)包括齿条(25)，在所述第一搅拌叶片(9)被顶出至维修位置的过程中，所述齿条(25)能够啮合于所述齿状结构。

5.根据权利要求3所述的湿法磷酸脱氟装置，其特征是：所述连接杆(20)的底面被构造为密封部(26)以及导流部(27)。

6.一种湿法磷酸脱氟工艺，包括如权利要求3所述的湿法磷酸脱氟装置，其特征是：还包括如下步骤：

S1、将含氟磷酸从所述进料喷头(2)喷入所述壳体(1)，使得含氟磷酸与所述喷孔(4)中喷出的蒸汽逆流接，期间氟化物进入气相随蒸汽从所述壳体(1)中排出，即得脱氟磷酸；

S2、在所述S1的进行过程中，所述旋转顶出单元(8)顶出所述第一搅拌叶片(9)在不同的搅拌位置进行旋转搅拌；

S3、当所述第一搅拌叶片(9)需要更换时，所述旋转顶出单元(8)顶出所述第一搅拌叶片(9)至维修位置，并使得所述连接杆(20)将所述喷孔(4)遮盖；

S4、继续向所述蒸汽管(3)内通入高压蒸汽，此时高压蒸汽会推动所述第二搅拌叶片(15)向所述安装孔(11)一侧顶出，并且所述驱动柱(22)与所述螺旋驱动槽(21)将顶出力转化为旋转力，从而使得连接部(12)旋入至所述安装孔(11)内；

S5、所述旋转顶出单元(8)重新将所述第二搅拌叶片(15)抬升至不同的搅拌位置进行旋转搅拌。