CN203938485U - 一种磷酸浓缩节能装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种磷酸浓缩节能装置，由酸加热器(1)，蒸发室(2)，氟吸收塔(3)，大气冷凝器(4)，浓缩循环泵(5)，循环水集水槽(6)，液环真空泵系统(7),负压抽取器(8)组成；将蒸发室（2）连接酸加热器（1）形成一个循环，添加稀磷酸管从磷酸浓缩循环管线上部接入，在蒸发室（2）水蒸气和不凝气体源源不断从液体介质中蒸发出来，当磷酸浓度达到要求时用底部泵送到浓磷酸贮槽;蒸发室（2）上部在蒸发室产生的气体，通过管道进入氟吸收塔（3），大气冷凝器（4）中，负压抽取器（8）真空设备抽出排到大气中;本实用新型的优点是：设备简单，节能效果显著；真空喷射系统改造后可实现节能8%~15%。可减轻循环水凉水塔热交换负荷达到了减少循环蒸发量和降低循环用水量。

Description

一种磷酸浓缩节能装置
技术领域
本发明属于磷酸生产化工工艺技术装备领域，具体来说涉及磷酸生产浓缩过程节能生产装置。
背景技术
在磷酸浓缩中，一般采用低温负压浓缩工艺，循环酸温度一般控制在90℃以下，压力控制在11 kPa ~18kPa，在此工况下有较高的蒸发浓缩效率和较长的设备使用寿命，浓磷酸浓度一般控制在48～52%。在生产中磷酸浓缩系统的真空度是浓缩正常操作控制最重要的指标。
在传统的工艺中有两种抽真空方式：一种是采用在大气冷凝器上部安装抽真空系统方式（采用二级蒸汽喷射装置或安装液环式真空泵）来维持负压要求（简称抽负压方式）；另一种是直接消耗大量的循环冷却水来达到系统的负压环境要求（简称全冷却循环水方式）。
浓缩系统工艺如下：在换热器中通过用低压蒸汽将循环的磷酸加热，磷酸回到蒸发室在负压的环境下实现蒸发，蒸发降温后的磷酸又回到加热器重新加热，轴流泵是实现磷酸连续加热、连续蒸发的动力设备；稀磷酸从换热器出口管线上不断加入，而浓磷酸从底部不断泵送至浓磷酸贮槽而完成稀磷酸的提浓操作。浓缩闪蒸出来的气体通过一二次氟洗涤后到大气冷凝器，在大气冷凝器中首先采用大量的循环水将蒸汽冷凝，对于不凝气体和未冷凝蒸汽通过抽负压方式设备抽出去；或者采用全冷却循环水方式实现整个系统的负压环境要求。针对抽负压方式分为蒸汽喷射器和液环真空泵两种方式，它们的能耗在循环水消耗上和蒸汽或液环真空泵电的消耗上。全冷却循环水方式的能耗体现在大量的循环水水量消耗上。
本发明就是通过浓缩系统工艺的特点，从循环水能耗以及真空系统能耗减少着手，在保证系统负压要求的情况下，充分利用循环水的势能，使用最少的循环水量再增加一台较小的真空泵就能实现系统抽取真空要求。这种方式是抽负压式蒸汽喷射器的30%，是全循环水循环水式或抽负压式（真空泵）能耗的50%。真空泵还可以采用变频控制，根据浓缩负荷大小调整动力输入，达到深度节能。
发明内容
本发明的目的是通过对工艺设备的改变，即工艺流程的改变达到降低循环水供水压力和降低抽真空时的能源消耗，从而达到稀磷酸浓缩工艺过程节能目的。主要机理是：利用循环水的部分势能实现一定负压作为中间抽取设备，再在下液管底部0～1/4段安装负压抽取器实现二级抽吸，使系统满足负压工况要求。使用这种工艺后，有两个好处：一是循环水与工艺气体介质接触更充分，冷却效果更好，需要抽吸的气体量相对较小；二是通过循环水的作用，下液管0～1/4段的压力相对于大气冷凝器的压力高，根据真空泵的特性，抽吸口压力高小真空泵抽取效果达到抽吸口压力低的大真空泵的效果（指抽出同样不凝气体量），实现系统节能提供理论依据。特别地，一二级蒸汽喷射需要较高的循环水压力来满足乏汽冷却要求，若采用本发明后可降低循环水工作压力，从而实现循环水系统节能，使循环水节能达10%以上。
本发明的具体内容：主要工艺设备由酸加热器1，蒸发室2，氟吸收塔3，大气冷凝器4，浓缩循环泵5，循环水集水槽6，液环真空泵系统7，负压抽取器8等部分组成；装置结构描述：用浓缩循环泵进出口管将蒸发室2与酸加热器1连接，再用管道从上部回到蒸发室2连接酸加热器1形成一个循环，添加稀磷酸管从磷酸浓缩循环管上部加入，在蒸发室2水蒸气和不凝气体源源不断从液体介质中蒸发出来，磷酸浓度不断提高，当浓度达到要求时从底部泵送到浓磷酸贮槽；蒸发室2上部在蒸发室产生的气体，在负压的作用下通过管道接入氟吸收塔3，除去大部分氟后再通过管道引进入到大气冷凝器 4 中，与从顶部喷淋的循环水进行热交换，大部分蒸汽被冷凝成水，一些未冷凝的蒸汽与不凝气体随循环水一道进入大气冷凝器4下部的下液管，循环水进入循环水集水槽6 ，气体部分被安装在下液管0～1/4处的负压抽取器8真空设备抽出排到大气中。
根据上述工艺结构，当循环冷却水从大气冷凝器从喷头喷出时，气体在水流的作用下被带入到循环水下液管中，在下液管的下部0~1/4段上安装负压抽取器，从抽取口接管至真空设备上。抽真空所节省能耗，同时还可降低酸性循环水能耗。
本发明的优点是：1、设备简单，易于改造，改造投资小；2、节能效果显著，该专利抽真空的成本仅为原来的1/3~1/2；3、针对蒸汽喷射系统的装置，改造后可以进一步降低循环水系统压力（可降低70 kPa ~90kPa），使循环水系统节能达10%以上。4、由于不再使用中压蒸汽抽取真空，可减轻循环水凉水塔热交换负荷，循环水的供水温度下降，进而减少循环用水量，达到系统进一步节能的目的。
附图说明
图1为磷酸浓缩装置结构示意图；
图2为负压抽取器结构示意放大图。
其中在图1中， 1.酸加热器，2.蒸发室，3.氟吸收塔，4.大气冷凝器，5.浓缩循环泵，6.循环水集水槽，7.液环真空泵，8.负压抽取器。
具体实施方式
实施例1
磷酸浓缩年产30万吨P 2 O 5 的装置，有3套浓缩装置，主要工艺设备有酸加热器1，蒸发室2，氟吸收塔3，大气冷凝器4，浓缩循环泵5，循环水集水槽6，液环真空泵7、负压抽取器8等组成；装置结构描述：用浓缩循环泵进出口管将蒸发室2与酸加热器1连接，再用管道从上部回到蒸发室2连接酸加热器1形成一个循环，添加稀磷酸管从磷酸浓缩循环管上部加入，在蒸发室2水蒸气和不凝气体源源不断从液体介质中蒸发出来，磷酸浓度不断提高，当浓度达到要求时从底部泵送到浓磷酸贮槽；蒸发室2上部在蒸发室产生的气体，在负压的作用下通过管道接入氟吸收塔3，除去大部分氟后再通过管道引进入到大气冷凝器 4 中，与从顶部喷淋的循环水进行热交换，大部分蒸汽被冷凝成水，一些未冷凝的蒸汽与不凝气体随循环水一道进入大气冷凝器4下部的下液管，循环水进入循环水集水槽6 ，气体部分被安装在下液管0～1/4处的负压抽取器8真空设备抽出排到大气中。
用130°C的低压蒸气在酸加热器将强制循环的磷酸加热到90°C左右，磷酸在蒸发室负压蒸发带走水分和不凝气体的同时液相温度下降，液相在循环泵的作用下再通过加热器后再返回到蒸发室实现循环浓缩，当浓缩后的磷酸浓度达P2O548%～52%时由下部连续排出；水蒸气及含氟气的不凝气体经过氟吸收塔3，再进入大气冷凝器 4，循环水经过氟吸收塔3除去氟后的气体的从侧下部进入，大气冷凝器4通过下液管进入循环水集水槽6，在大气冷凝器4的下液管向上长0～1/4处安装负压抽取器8，在接管至液环真空泵进气端，抽气量为1000 m3/h～1500m3/h，抽气绝压40kPa～70kPa。气体从真空泵排除，液体回到循环水集水槽回到循环水系统中。该套装置抽真空能耗比蒸汽喷射系统每年节能1900吨标煤，循环水系统每年可节电70万kWh。 

Claims (1)

1. 一种磷酸浓缩节能装置，其特征是装置设备由酸加热器(1)，蒸发室(2)，氟吸收塔(3)，大气冷凝器(4)， 浓缩循环泵(5)，循环水集水槽(6)，液环真空泵系统(7), 负压抽取器(8)部分组成；装置结构描述：用浓缩循环泵进、出口管将蒸发室（2）与酸加热器（1）连接，再用管道从上部将蒸发室（2）连接酸加热器（1）形成一个循环，添加稀磷酸管从磷酸浓缩循环管线上部接入，在蒸发室（2）水蒸气和不凝气体源源不断从液体介质中蒸发出来，磷酸浓度不断提高，当磷酸浓度达到要求时从底部泵送到浓磷酸贮槽; 蒸发室（2）上部在蒸发室产生的气体，在负压的作用下通过管道接入氟吸收塔（3），除去大部分氟后再通过管道引进入到大气冷凝器（4）中，与从顶部喷淋的循环水进行热交换，大部分蒸汽被冷凝成水，一些未冷凝的蒸汽与不凝气体随循环水一道进入大气冷凝器（4）下部的下液管，循环水进入循环水集水槽（6），气体部分被安装在下液管0～1/4处的负压抽取器（8）真空设备抽出排到大气中。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113772633A (zh) * 2021-09-09 2021-12-10 东华工程科技股份有限公司 一种用于去除钛白废酸中硫酸亚铁的混酸系统及方法

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