CN203790619U - 一种溶剂萃取法制取工业级磷酸或食品级磷酸的净化塔 - Google Patents
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Abstract
一种溶剂萃取法制取工业级磷酸或食品级磷酸的净化塔，本实用新型包括塔体及位于塔体内的上澄清段（1）、位于中段的两相混合段（9）和下澄清段（11），各段之间采用法兰进行连接。本实用新型结构简单、混合及两相分层效果好，与其它常规需要外加动力的溶剂萃取设备相比，具有设备运行稳定、萃取效率高、萃取过程中不易出现乳化现象、制得的净化磷酸质量优、节能、运行成本低等多方面的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于溶剂萃取法净化湿法磷酸制取工业级磷酸及食品级磷酸的装置。
背景技术
根据相关资料介绍，常规的筛板萃取塔的主要结构主要由筛板和溢流管组成。分散相经筛板的小孔分散为液滴群，与流经溢流管的连续相接触实现传质。一个筛板萃取塔一般有十几块或几十块筛板，分散相在筛板上（下）再聚结成凝聚层，因此筛板萃取塔是一种逐渐接触式逆流萃取设备。
目前包括常规筛板萃取塔在内的许多萃取塔均存在的一个普遍问题，就是塔内重相及溶剂相的停留时间较短，物料的萃取率或萃出率较低，萃取效果较差。为了提高萃取率或萃出率而增加相比或外加动力搅拌。而外加动力易导致乳化现象而影响产品质量。并增加能耗和生产成本。
溶剂萃取法以湿法磷酸制取工业级磷酸和食品级磷酸的工艺主要包括预处理、萃取、洗涤、反萃、后处理等工艺步骤。其中，萃取、洗涤、和反萃为生产过程的主要工序，主体设备主要分为塔式和槽式两类。在塔式设备中，塔体内部除了传动装置（转盘或震动筛板）外，几乎为空塔，由此导致从塔上部加入重相的下降速度和从塔下部加入的溶剂相上升的速度均较快。增加动力装置虽然可提高传质效率，但同时也易出现乳化现象并降低了对湿法磷酸的净化效率，设备运行过程中的故障率高，并增加能耗。
本实用新型的目的是提供一种溶剂萃取法净化湿法磷酸制取工业级磷酸及食品级磷酸的装置。
本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。
一种溶剂萃取法制取工业级磷酸或食品级磷酸的净化塔，本实用新型特征在于，包括塔体及位于塔体内的上澄清段、位于中段的两相混合段和下澄清段，各段之间采用法兰进行连接；
上澄清段设有溶剂相溢流槽和溶剂相出口；
两相混合段从上至下分别设有筛板，在两相混合段下部设有循环重相出口管，上部设有循环重相分布器，在两相混合段设置有对开的视镜，在视镜旁开设有人孔；
下澄清段设有重相出口；
其中：
1）在湿法磷酸净化塔塔体（包括萃取塔、洗涤塔、反萃塔）的混合段设置有重相循环泵，并在塔内泵进口下部安装带有溢流堰的重相收集槽；
2）在塔体内的中上部和中下部混合段设置了带溢流堰的筛板，在上、下筛板的溢流口均设有溢流挡板，分别对上升的溶剂相和下降的重相进行汇集、分散，且上、下相邻筛板的溢流口呈对开结构；
3）将循环重相出口管的塔内部分设置为由一个以上的进液小管组成，且均置于重相收集槽内；
4）在塔体的上澄清段内设有环形的溢流槽；
本实用新型塔体中上部的循环重相进口，其位于塔内的出液管是由不少于一个小管组成。
本实用新型通过在混合段安装有重相（水相）循环泵，塔内泵进口下部安装带有溢流堰的重相收集槽，由于泵的作用，经过预萃取的磷酸进一步与上升的溶剂相接触并进行传质。由此加强了水相和溶剂相的混合、接触传质，减缓上升溶剂相和下降水相的运行速度，提高两相接触时间，使两相充分接触，提高两相的传质效率。
重相循环泵输送的是重相，为单一液相物料，混合过程不易出现乳化现象。
本实用新型在塔混合段装有带溢流堰并开有小孔的筛板，在上升混合液中的乳化液滴与筛板接触、碰撞后，乳化液滴被破坏而消除，因此筛板能够有效地消除萃取、洗涤和反萃过程产生的乳化现象。在筛板上开有一定直径和数量的小孔，使下降的重相得以重新分散并与上升的有机相接触传质。而塔内筛板溢流口对开，使上升溶剂相在塔内呈“Z”字形流动并与多次分散、下降的重相接触，延长了溶剂相在塔内的停留时间，从而提高萃取、洗涤和反萃的效率。
在塔体混合段的不同部位装有的对开视境，可以清楚地观察到塔内物料流动及变化情况。以便于调节流量、温度等相关工艺指标。
塔体中下部的重相出料管的塔内部分由多个小管组成，并内置于重相收集槽内，以避免运行过程中溶剂相进入重相中而引起乳化现象。
重相出循环重相进料管的塔内部分由多个小管组成，其作用是减缓重相在塔内的流速，防止运行过程中液体湍流过大而使溶剂相混入重相中，以避免发生乳化现象。
本实用新型的有益效果是，主要针对行业内同类工艺装置的缺陷，对常规的筛板萃取塔作了以下几方面的创新：
1、在湿法磷酸净化塔（萃取塔、洗涤塔、反萃塔）的混合段设置了重相循环泵，将从上部下降的重相再次泵入塔内循环，与上升的溶剂相再次混合、接触、传质，保证两相充分接触、延长停留时间，从而提高两相的传质效率。
2、在塔内的中上部和中下部混合段设置了带溢流堰的筛板，筛板的溢流口带有上下挡板，分别对上升的溶剂相和下降的重相进行汇集、分散，且相邻筛板的溢流口对开。由此，下降的重相被多次分散，而上升的部分溶剂相在筛板间呈“Z”字型流动，上升路径大为增长。两相接触和传质更充分，重相在塔内停留时间更长，为其它净化塔结构形式的15—20倍，从而保证两相能充分地传质并消除乳化现象，能达到更好的分层效果，提高萃取、洗涤、反萃等的传质效率。
3、在筛板溢流口的上下部位均设有挡板，上挡板的作用是在物料流量较大无法全部从筛孔通过时，对下降的重相进行汇集、重新分散并与上升的溶剂相接触。下挡板的作用是在物料流量较大无法全部从筛孔通过时，对上升的轻相进行汇集、重新分散并与下降的重相接触。从而达到两相充分的接触和传质。
4、将循环重相出口管的塔内部分由多个进液小管组成，且置于一个重相收集槽内，保证所出的流体全部为重相，避免了溶剂相的混入而现出乳化现象。
5、在塔的上部澄清段内设有环形的溢流槽，使溶剂相能达到理想的分层效果。对于从塔上部出来的溶剂相可不需要另设中转槽。保证上升溶剂相均匀、慢速上升，避免了局流速过快出现溶剂相的夹带现象。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为筛板结构示意图；
图3为图2中A-A剖视图；
图4 净化塔工作原理示意图。
附图标号为：上澄清段（1）、重相进料口（2）、溶剂相出口（3）、分布器（4）、筛板（5）、溢流口（5.1）、人孔（6）、视镜（7）、循环重相出口管（8）、两相混合段（9）、溢流挡板（10）、下澄清段（11）、溶剂相入口（12）、重相出口（13）、溢流槽（14）、重相收集槽（15）、循环重相进口（16）。
具体实施方式
一种溶剂萃取法制取工业级磷酸或食品级磷酸的净化塔，本实用新型特征在于，包括塔体及位于塔体内的上澄清段1、位于中段的两相混合段9和下澄清段11，各段之间采用法兰进行连接；
上澄清段设有溶剂相溢流槽14和溶剂相出口3；
两相混合段9从上至下分别设有筛板5，在两相混合段9下部设有循环重相出口管8，上部设有循环重相分布器4，在两相混合段9设置有对开的视镜7，在视镜7旁开设有人孔6；
下澄清段设有重相出口13；
其中：
1）在湿法磷酸净化塔塔体（包括萃取塔、洗涤塔、反萃塔）的混合段9设置有重相循环泵，并在塔内泵进口下部安装带有溢流堰的重相收集槽15；
2）在塔体内的中上部和中下部混合段设置了带溢流堰的筛板5，在上、下筛板的溢流口5.1均设有溢流挡板10，分别对上升的溶剂相和下降的重相进行汇集、分散，且上、下相邻筛板的溢流口5.1呈对开结构；
3）将循环重相出口管8的塔内部分设置为由一个以上的进液小管组成，且均置于重相收集槽15内；
4）在塔体6的上澄清段1内设有环形的溢流槽14；
本实用新型塔体中上部的循环重相进口16，其位于塔内的出液管是由不少于一个小管组成。
实施例1：用湿法磷酸制取工业级磷酸的具体工艺流程如下：
将经过计量的溶剂从塔体下部设置的溶剂相入口12加入，重相（湿法磷酸或净化磷酸或去离子水）从塔体上部重相进料口2加入。启动重相循环泵，使液体在塔内的混合段保持稳定循环。控制循环重相的流量，使塔内重相循环段内的筛板溢流口的上挡板有部分重相溢出。控制萃取塔内温度在45℃、洗涤塔内温度在50℃、反萃塔内温度70℃。
本实施例所制备的工业磷酸，有关组分的含量如下表：
| P2O5% | SO4 -% | Cl- % | Fe% | As% | 重金属（以Pb计） |
| 26 | 0.003 | 0.001 | 0.004 | 0.002 | 0.003 |
实施例2：用湿法磷酸制取工业级磷酸的具体工艺流程如下：
将以过计量的溶剂从塔体下部设置的溶剂相入口12加入，重相（湿法磷酸或净化磷酸或去离子水）从塔体上部重相进料口2加入。启动重相循环泵，使液体在塔内的混合段保持稳定循环。控制循环重相的流量，使塔内重相循环段内的筛板溢流口的上挡板有部分重相溢出。控制萃取塔内温度在43℃、洗涤塔内温度在48℃、反萃塔内温度72℃。
本实施例所制备的工业磷酸，有关组分的含量如下表：
| P2O5% | SO4 -% | Cl- % | Fe% | As% | 重金属（以Pb计） |
| 24 | 0.004 | 0.002 | 0.003 | 0.001 | 0.002 |
Claims (2)
1.一种溶剂萃取法制取工业级磷酸或食品级磷酸的净化塔，其特征在于，包括塔体及位于塔体内的上澄清段（1）、位于中段的两相混合段（9）和下澄清段（11），各段之间采用法兰进行连接；
上澄清段设有溶剂相溢流槽（14）和溶剂相出口（3）；
塔中部的两相混合段（9）从上至下分别设有筛板（5），在两相混合段（9）下部设有循环重相出口管（8），上部设有循环重相进口（16）及分布器（4），在两相混合段（9）设置有对开的视镜（7），在视镜（7）旁开设有人孔（6）；
下澄清段设有重相出口（13）；
其中：
1）在湿法磷酸净化塔塔体的混合段（9）设置有重相循环泵，并在塔内泵进口管下部安装带有溢流堰的重相收集槽（15）；
2）在塔体内的中上部和中下部混合段设置了带溢流堰的筛板（5），在上、下筛板的溢流口（5.1）均设有溢流挡板（10），分别对上升的溶剂相和下降的重相进行汇集、分散，且上、下相邻筛板的溢流口（5.1）呈对开结构；
3）将循环重相出口管（8）的塔内部分设置为由一个以上的进液小管组成，且均置于重相收集槽（15）内；
4）在塔体的上澄清段（1）内设有环形的溢流槽（14）。
2.根据权利要求1所述的一种溶剂萃取法制取工业级磷酸或食品级磷酸的净化塔，其特征在于，塔体中上部的循环重相进口（16），其位于塔内的出液管是由不少于一个小管组成。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105753275A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-13 | 山东科技大学 | 含油污泥清洁无害处理系统 |
| CN106110703A (zh) * | 2016-08-01 | 2016-11-16 | 中石化上海工程有限公司 | 连续动态逆流提取的方法 |
| CN107008030A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-08-04 | 上海应用技术大学 | 一种连续萃取分离装置 |
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| CN107008030A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-08-04 | 上海应用技术大学 | 一种连续萃取分离装置 |
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