CN204917975U - 一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，属于化肥生产技术领域，包括硫酸进酸管、回磷酸进酸管、混合腔、混酸管和磷酸萃取槽，所述回磷酸进酸管与混合腔连通，混合腔下端连接混酸管，混酸管接入磷酸萃取槽中，硫酸进酸管从混合腔顶端接入混合腔中，混合腔内壁设有防腐衬垫a；硫酸进酸管内壁设有内防腐衬垫，外壁设有外防腐衬垫。本技术方案通过在混合装置中最容易受到腐蚀的位置设置防腐蚀结构，并对混合装置的结构、防腐方式等进行改进，最大限度保证硫酸与回磷酸混合器在高温下不被腐蚀，杜绝了因硫酸直接加入萃取槽而腐蚀槽体等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于化肥生产技术领域，涉及湿法磷酸的生产设备，尤其是涉及一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器。
背景技术
磷酸是一种重要的中间化学产品，湿法磷酸则主要用于生产肥料，湿法磷酸生产实际上是指用硫酸分解磷矿制得磷酸。硫酸与磷矿的反应是放热反应，反应过程中放出的大量热量将使反应料浆温度迅速升高；同时硫酸与萃取槽中的水瞬间接触，硫酸根离子与水分子结合，生成水合硫酸根离子，在形成水合硫酸根离子时，会放出大量的热，也会导致温度升高。在此过程中，浓硫酸被稀释，稀释时将硫酸往稀磷酸料浆里加并且不断搅拌才安全，但由于局部接触混合，会产生大量高温泡沫飞溅，使萃取槽顶部腐蚀严重；而由于温度局部集中，使得操作状况恶化，工艺指标不易控制，设备腐蚀严重，又对生产造成了不利影响。
现有技术中常见的混合器是直接用一根不锈钢管直接插入混合腔体内，如我公司申请号为201420833421.8的实用新型专利公开了一种用于料浆法生产磷酸二铵的混合器，通过使料浆管与混合筒呈一定角度并切向进入，使料浆在混合筒内螺旋推进，提高了反应中和度并提高了反应热。本结构很好地满足了料浆法生产磷酸二铵的需求，却不适用于湿法磷酸的热反应，硫酸与回磷酸混合方式不同，会造成工艺指标波动，热量集中，在生产时，容易发生混合不均匀，液面暴沸，液体飞溅，腐蚀萃取槽的防腐层及混凝土结构的情况。
不锈钢材质极易被酸腐蚀。在磷酸浓度相同的情况下，湿法磷酸比热法磷酸对不锈钢的腐蚀更快，因为湿法磷酸比热法磷酸含有更多的杂质，如硫酸根离子、氯离子和氟离子等；而磷酸的温度升高也会大大的加快不锈钢的腐蚀，达到沸点时的腐蚀速度更快。在磷酸温度相同时，磷酸对不锈钢的腐蚀速度在某一浓度下达到最大值，低于或高于此浓度，不锈钢的腐蚀速度都会降低。
磷矿与硫酸的反应为放热反应，反应时放出的热量绝热状态下足以使料浆温度升至150℃，而事实上在正常反应条件下，料浆早已超过沸点，处于沸腾状态，使装置不能正常生产。因此，磷酸与回磷酸需充分混合后进入萃取槽，这对磷酸萃取操作至关重要。
随着磷酸生产技术的逐步成熟，萃取槽生产装置大型化，生产能力从几千吨到几万吨，到现在的30万吨、40万吨，在生产中，一旦造成萃取槽因腐蚀检修设备，停机降温、清理、升温开机过程均十分耗时，一般要30天以上，产量损失大，而且萃取槽槽体一旦被腐蚀，后期修复及防腐较为困难。
在诸多条件制约的情况下，要保证设备安全、正常、持续运行，只有改变硫酸的加酸混合方式。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，从而达到防腐蚀，杜绝由腐蚀产生的安全隐患的效果。
本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。
一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，包括硫酸进酸管、回磷酸进酸管、混合腔、混酸管和磷酸萃取槽，所述回磷酸进酸管与混合腔连通，所述混合腔下端连接混酸管，所述混酸管接入磷酸萃取槽中，所述硫酸进酸管从混合腔顶端接入混合腔中，所述混合腔内壁设有防腐衬垫a；所述硫酸进酸管内壁设有内防腐衬垫，外壁设有外防腐衬垫。
所述硫酸进酸管和混合腔均采用904L不锈钢材质制成。
所述内防腐衬垫和外防腐衬垫均采用聚四氟乙烯材料制作。
所述混合腔固定在磷酸萃取槽的混凝土盖体上，并通过密封盖板密封。
所述混凝土盖体下表面设有防腐层。
所述防腐层是采用橡胶制作的衬垫。
所述硫酸进酸管下端封闭，管壁上设有硫酸出酸口，硫酸出酸口在硫酸进酸管下端管壁上呈周向均匀分布。
所述回磷酸进酸管与混合腔轴向呈锐角相交，且磷酸进酸管的入口端向混合腔的入口端倾斜，回磷酸进酸管与混合腔相切。
所述回磷酸进酸管的出口端位置高于硫酸出酸口的位置。
所述混酸管的出口端位置高于磷酸萃取槽中的最高液面。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，通过在混合装置中最容易受到腐蚀的位置设置防腐蚀结构，并对混合装置的结构、防腐方式等进行改进，最大限度保证硫酸与回磷酸混合器在高温下不被腐蚀，杜绝了因硫酸直接加入萃取槽而腐蚀槽体等问题，保证生产的正常运行和延长萃取槽的使用寿命，排除混合物对萃取槽盖体及槽体造成的损坏以及生产中可能遇到的其他安全隐患，保证工艺生产的正常进行，使生产处于受控状态，杜绝了由容器腐蚀而产生的安全隐患。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A-A截面的结构示意图；
图3为图1中B处的局部放大图。
图中：1-法兰a，2-法兰b，3-法兰c，4-硫酸进酸管，401-内防腐衬垫，402-外防腐衬垫，5-硫酸出酸口，6-回磷酸进酸管，7-混合腔，701-防腐衬垫a，8-混酸管，9-混凝土盖体，10-防腐层，11-密封盖板，12-磷酸萃取槽。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2、图3所示，本实用新型所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，包括硫酸进酸管4、回磷酸进酸管6、混合腔7、混酸管8和磷酸萃取槽12，所述回磷酸进酸管6与混合腔7连通，所述混合腔7下端连接混酸管8，所述混酸管8接入磷酸萃取槽12中，所述硫酸进酸管4从混合腔7顶端接入混合腔7中，所述混合腔7内壁设有防腐衬垫a701；所述硫酸进酸管4内壁设有内防腐衬垫401，外壁设有外防腐衬垫402。
所述硫酸进酸管4和混合腔7均采用904L不锈钢材质制成，904L不锈钢具有很好的活化—钝化转变能力，耐腐蚀性能极好，在非氧化性酸如硫酸、醋酸、甲酸、磷酸中具有很好的耐蚀性。硫酸进酸管4双面衬内防腐衬垫401和外防腐衬垫402，内防腐衬垫401和外防腐衬垫402均采用聚四氟乙烯材料制成；混合腔7内壁也设有用聚四氟乙烯材料制成的防腐衬垫a701，对904L不锈钢材质形成进一步的防腐保护。
所述混合腔7固定在磷酸萃取槽12的混凝土盖体9上，并通过密封盖板11密封，所述混凝土盖体9下表面设有防腐层10，防腐层10是采用橡胶制作的衬垫，主要是防止磷酸萃取槽12中溅起的少量磷酸对混凝土盖体9造成腐蚀。
所述硫酸进酸管4下端封闭，管壁上设有四个硫酸出酸口5，硫酸出酸口5在硫酸进酸管4下端管壁上呈周向均匀分布，所述硫酸出酸口5的形状为矩形条状，在管壁上沿轴向布置。
所述回磷酸进酸管6与混合腔7轴向上呈锐角相交，且磷酸进酸管6的入口端向混合腔7的入口端倾斜。回磷酸进酸管6与混合腔7相切，回磷酸从切线方向倾斜进入混合腔7，使回磷酸呈螺旋状流动，以减少飞溅；且回磷酸进酸管6的出口端位置高于硫酸出酸口5的位置，保证从硫酸出酸口5中流出的硫酸与之充分混合；硫酸与回磷酸在密闭容器内混合，能减少液体飞溅，同时产生一定压力，使混合后的混合溶液快速从混酸管8出口处流出，进入磷酸萃取槽12中；混酸管8的出口端位置高于磷酸萃取槽12中的最高液面100～200mm，以控制混合液从混酸管8流入磷酸萃取槽12中时的溅起高度，防止混酸管8外壁和混凝土盖体9遭到腐蚀。
工业磷酸的杂质主要来源于原料，不同的杂质对磷酸的腐蚀性的影响不同，磷酸中常见的杂质有氟离子、氯离子、硫酸根离子、铁离子、铝离子、镁离子、活性二氧化硅。氟离子、氯离子、硫酸根离子对腐蚀有促进作用，铁离子、铝离子、镁离子等起缓蚀作用。在湿法磷酸中存在二氧化硅杂质可以使腐蚀减弱，因为活性的二氧化硅与氟化氢形成氟硅酸盐，降低了磷酸的游离氟化物，使液相磷酸的腐蚀变得十分苛刻，对硫酸与回磷酸的加酸装置结构和防腐蚀要求较高。
本技术方案中硫酸与回磷酸混合装置是通过法兰a1、法兰b2、法兰c3分别与硫酸容器出口、混合器安装架、回磷酸容器出口连接，硫酸从法兰a1处进入，并通过硫酸进酸管4，从硫酸进酸管4下端的4个硫酸出酸口5流出，与经法兰c3、回磷酸进酸管6来的回磷酸进行混合，充分混合的回磷酸与硫酸混合液在混合腔7中混合，并经混酸管8进入到磷酸萃取槽12中。
Claims (10)
1.一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，包括硫酸进酸管(4)、回磷酸进酸管(6)、混合腔(7)、混酸管(8)和磷酸萃取槽(12)，所述回磷酸进酸管(6)与混合腔(7)连通，所述混合腔(7)下端连接混酸管(8)，所述混酸管(8)接入磷酸萃取槽(12)中，所述硫酸进酸管(4)从混合腔(7)顶端接入混合腔(7)中，其特征在于：所述混合腔(7)内壁设有防腐衬垫a(701)；所述硫酸进酸管(4)内壁设有内防腐衬垫(401)，外壁设有外防腐衬垫(402)。
2.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述硫酸进酸管(4)和混合腔(7)均采用904L不锈钢材质制成。
3.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述内防腐衬垫(401)和外防腐衬垫(402)均采用聚四氟乙烯材料制作。
4.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述混合腔(7)固定在磷酸萃取槽(12)的混凝土盖体(9)上，并通过密封盖板(11)密封。
5.根据权利要求4所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述混凝土盖体(9)下表面设有防腐层(10)。
6.根据权利要求5所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述防腐层(10)是采用橡胶制作的衬垫。
7.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述硫酸进酸管(4)下端封闭，管壁上设有硫酸出酸口(5)，硫酸出酸口(5)在硫酸进酸管(4)下端管壁上呈周向均匀分布。
8.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述回磷酸进酸管(6)与混合腔(7)轴向呈锐角相交，且磷酸进酸管(6)的入口端向混合腔(7)的入口端倾斜，回磷酸进酸管(6)与混合腔(7)相切。
9.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述回磷酸进酸管(6)的出口端位置高于硫酸出酸口(5)的位置。
10.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸生产中的酸混合器，其特征在于：所述混酸管(8)的出口端位置高于磷酸萃取槽(12)中的最高液面。
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| CN109310976A (zh) * | 2016-06-07 | 2019-02-05 | 株式会社田中化学研究所 | 用于得到无机粒子的反应装置和无机粒子的制造方法 |
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