CN204999614U - 一种吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置，其特征在于：该装置包括预混器(4)、脱氟器(12)、第二磷酸加料泵(8)、磷酸循环槽(14)、磷酸循环泵(13)；所述的脱氟器(12)的顶部设有含氟废气出口，脱氟器(12)的底部与磷酸循环槽(14)相连，所述磷酸循环槽(14)底部通过磷酸循环泵(13)与脱氟器(12)上部设有的若干层喷头相连；所述脱氟器(12)的下底部通过热风机(11)与热风炉(9)相连；所述脱氟器(12)输入端依次通过第二磷酸加料泵(8)、加热槽(7)与预混器(4)的底部相连。采用本实用新型技术方案得到的P2O5收率高，经济效益显著。
Description
技术领域
本实用新型属于湿法磷酸脱氟技术领域，具体涉及一种吹气法脱除湿法磷酸中的氟的装置，脱氟后的磷酸可以用于饲料磷酸钙MCP、MDCP、DCP制造。
背景技术
目前国内产量最大的饲料磷酸钙共有三种：磷酸一钙(Ca(H2PO4)2·H2O)MCP、磷酸一二钙(CaHPO4·2H2O、Ca(H2PO4)2·H2O)MDCP、磷酸二钙(CaHPO4·2H2O)DCP。它们是饲料添加剂，添加量为饲料量的约为2％。以DCP为例，其组成钙磷比为1.3，与动物、家畜骨骼中钙磷比相当，它促进动物骨骼生长。湿法磷酸是制造MCP、MDCP、DCP的基本原料。但是，磷酸中含有1～3％的氟。我国国家标准GB/T22548-2008、GB/T22549-2008中规定饲料磷酸钙中F≤0.18％，，所以，湿法磷酸在用于制造饲料磷酸钙之前必须进行脱氟。
在饲料磷酸钙产量中大部分为DCP。制造方法中使用最多的方法是两段化学沉淀法。第一段用NaCl或NaSO4作为沉淀剂加入到湿法磷酸中，使磷酸中的氟以Na2SiF6沉淀出来后与磷酸进行分离。由于一段沉淀效率不高，只能除掉磷酸中80～85％的氟。所以，磷酸中P2O5/F比值达不到制造DCP的要求而进行二段沉淀。因此该方法操作复杂，所需成分较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种吹气法脱除湿法磷酸中氟的方法，该方法包括以下步骤：
(1)、混合：将预净化的含氟湿法磷酸加入到带蒸汽盘管的预混器中，同时向预混器中加入硅藻土，含氟的湿法磷酸在预混器内与硅藻土充分混合，混合后得到的混合物采用蒸汽进一步进行加热混匀；
(2)、脱氟：将加热混匀后的混合液输送至脱氟器下部并形成不小于500mm高度的液层，同时在脱氟器下底部通入热空气，含氟的湿法磷酸在热空气和硅藻土的作用下，氟以气体的形式从磷酸中释放；
(3)、释放的含氟废气从脱氟器顶部排出，脱氟器底部产生的脱氟磷酸输送至磷酸循环槽，将该磷酸循环槽中的一部分或全部脱氟磷酸返回脱氟器底部进行脱氟循环，另一部分导出成为成品磷酸。
本实用新型技术方案中，预净化的含氟湿法磷酸中P2O5质量分数为40％～48％，成品磷酸中F的质量分数≤0.18％。
本实用新型技术方案中，步骤(1)中硅藻土的粒径为1～150目，优选硅藻土的粒径为80～150目。
本实用新型技术方案中，步骤(2)中底部的热空气从下到上穿过磷酸液面层，从而热空气和磷酸充分接触。
本实用新型技术方案中，步骤(2)中向脱氟器下部通入的热空气的温度为200～350℃，热空气的气速大于6m/s；优选热空气的气速为6～15m/s。
本实用新型技术方案中，步骤(2)中脱氟器下部液层温度控制在70～112℃。
本实用新型技术方案中，步骤(3)中磷酸循环槽中的一部分或全部脱氟磷酸通过泵输送至脱氟器上部的若干层喷头，喷淋密度为18～30m3/h。
一种用于上述的吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置，该装置包括预混器、脱氟器、第二磷酸加料泵、磷酸循环槽、磷酸循环泵；所述的脱氟器的顶部设有含氟废气出口，脱氟器的底部与磷酸循环槽相连，所述磷酸循环槽底部通过磷酸循环泵与脱氟器上部设有的若干层喷头相连；所述脱氟器的下底部通过热风机与热风炉相连；所述脱氟器输入端依次通过第二磷酸加料泵、加热槽与预混器的底部相连。
所述的脱氟器顶部的输出端通过管道依次与文丘里洗涤器、旋风喷淋塔和尾气风机相连。
所述的预混器的输入端通过管道依次与磷酸贮槽和螺旋卸料沉降离心机相连。
本实用新型技术方案中，脱氟剂硅藻土用量与原料磷酸中含氟量以及脱氟后磷酸中含氟量有关，理论用量按照如下反应式计算：SiO2+4HF＝SiF4+2H2O。所述脱氟剂的用量为理论用量的120～240％(以磷酸中F与SiO2反应生成SiF4化学计量计为理论用量)。
本实用新型的有益效果：
1)采用本实用新型技术方案得到的P2O5收率高，经济效益显著。按照目前国内饲料磷酸钙总产量在300万吨左右，采用传统脱氟方法，部分P2O5随脱氟剂进入残渣中(也称白肥)，白肥带走的P2O5量约40万吨P2O5，白肥中P2O5售价仅为磷肥中P2O5售价的25％。采用本实用新型提高P2O5得率，增加年经济收入约10亿人民币。
2)脱氟过程能耗远低于其他方法。以1吨MDCP计算能耗，比较数据列举如下：
旋转窑高温脱氟：热量4×104kCal(16.75×104kJ)；电60kWh
有SiO2存在水蒸汽蒸煮脱氟：热量62×104kCal(260×104kJ)；电41kWh；
塔式空气气提法磷酸脱氟：热量8.5×104kCal(8.4×104kJ)；电29kWh；
本实用新型方法：热量6×104kCal(25×104kJ)；电9kWh。
3)本实用新型方法的脱氟原理与塔式空气气提脱氟原理(201310205676.X)相同，但塔式空气气提连续相是热空气、分散相是湿法磷酸，本实用新型分散相是热空气、连续相是湿法磷酸。塔式气提方法是磷酸通过循环泵、循环管道和喷头连续循环，热空气一次通过喷淋塔，磷酸循环量大，循环泵耗电量较大，为确保磷酸和热空气充分接触，热空气通过气提塔流速小于0.8m/s，塔径较大，工程投资较大；本实用新型是将热空气鼓入脱氟器内强行通过至少500mm高的液层，热空气在湿法磷酸内湍动，与磷酸充分接触，热空气连续鼓入磷酸脱氟器内一定时间后，达到脱氟目的，从操作时间经验来看，本实用新型脱氟器生产强度明显强于塔式脱氟方法。同样规模脱氟装置，塔式脱氟方法脱氟塔直径是吹气法脱氟器直径的1.6倍，高度是吹气法1.45倍。
4)本实用新型的工艺可以使磷酸中氟含量降低到磷氟比(P2O5/F)≥260，磷酸中氟含量比现有工艺明显降低。
附图说明
图1是本实用新型的吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置图。
其中，1为螺旋卸料沉降离心机，2为磷酸贮槽，3为第一磷酸加料泵，4为预混器，5为失重称，6为斗式提升机，7为加热槽，8为第二磷酸加料泵，9为热风炉，10为一次风机，11为热风机，12为脱氟器，13为磷酸循环泵，14为磷酸循环槽，15为文丘里洗涤器，16为旋风喷淋塔，17为循环泵，18为H2SiF6循环槽，19为尾气风机，20为H2SiF6贮槽，21为H2SiF6泵，22为成品磷酸贮槽，23为磷酸泵，24为滤渣收集槽，25为滤渣泵。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
一种用于实现吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置，该装置包括预混器(4)、脱氟器(12)、第二磷酸加料泵(8)、磷酸循环槽(14)、磷酸循环泵(13)；
所述的脱氟器(12)的顶部设有含氟废气出口，该废气出口输出端通过管道依次与文丘里洗涤器(15)、旋风喷淋塔(16)和尾气风机(19)相连，其中经过文丘里洗涤器(15)洗涤吸收后的一部分液体输送至H2SiF6贮槽(20)，另一部分液体输送至旋风喷淋塔(16)下部继续洗涤吸收，旋风喷淋塔(16)底部与H2SiF6循环槽(18)相连，循环泵(17)将H2SiF6循环槽(18)的液体输送至旋风喷淋塔(16)中上部用于循环洗涤吸收。旋风喷淋塔(16)产生的尾气通过尾气风机(19)排出，H2SiF6泵(21)用于将H2SiF6贮槽(20)的液体输出。
所述脱氟器(12)的底部与磷酸循环槽(14)相连，所述磷酸循环槽(14)底部通过磷酸循环泵(13)与脱氟器(12)上部设有的若干层喷头相连；磷酸循环槽(14)中的脱氟磷酸一部分或全部返回脱氟器(12)上部进行脱氟循环，另一部分导出成为成品磷酸，该成品磷酸输送至成品磷酸贮槽(22)，磷酸泵(23)用于将成品磷酸贮槽(22)中的磷酸输出。
所述脱氟器(12)的下部通过热风机(11)与热风炉(9)相连，与热风炉(9)相连的还有一次风机(10)。
所述脱氟器(12)输入端依次通过第二磷酸加料泵(8)、加热槽(7)与预混器(4)的底部相连。
将未预净化处理的含氟湿法磷酸经螺旋卸料沉降离心机(1)处理后，稠相经滤渣收集槽(24)收集后由滤渣泵(25)送至上游过滤工序，清液磷酸经磷酸贮槽(2)收集后由第一磷酸加料泵(3)送至预混器(4)，从而完成了含氟湿法磷酸的预净化处理。
失重称(5)与斗式提升机(6)，失重秤(5)是一种计量设备，对硅藻土加料量进行计量，斗式提升机(6)是将计量后的硅藻土提升后从加热槽顶部加入槽内。
实施例1
未预净化处理的含氟湿法磷酸(P2O5质量分数为42.5％～47.8％)经螺旋卸料沉降离心机(1)处理后，稠相经滤渣收集槽(24)收集后由滤渣泵(25)送至上游过滤工序，净化处理的含氟湿法磷酸经磷酸贮槽(2)收集后由磷酸加料泵(3)送至预混器(4)。粒径为80～100目的硅藻土经失重称(5)计量后通过斗式提升机(6)送至预混器(4)(SiO2：磷酸中F的摩尔比为1.35：1)。混合物料进入加热槽(7)由蒸汽加热并进一步混合后，由第二磷酸加料泵(8)送至脱氟器(12)，与来自热风机(11)的205～215℃热空气体逆流接触充分反应，热空气管出口鼓入液相气速为6.8m/s，在该反应过程中，脱氟器(12)下部液层温度控制在70～80℃，脱氟器内液层高度不小于500mm，热空气从下而上穿过磷酸液面层，从而热空气和磷酸充分接触。反应结束后脱氟器(12)底部产生的脱氟磷酸输送至磷酸循环槽(14)，磷酸循环槽(14)中的一部分磷酸通过磷酸循环泵(13)输送至脱氟器上部的若干层喷头进行脱氟循环(该部分的磷酸F的质量分数大于0.18％)，喷头喷淋密度为18～30m3/h。另一部分磷酸(F的质量分数≤0.18％)输送至磷酸贮槽(22)供后续使用；脱氟器(12)顶部排出的含氟气体经由文丘里洗涤器(15)和旋风喷淋塔(16)两级洗涤收集氟硅酸后由尾气风机(19)排放。收集的氟硅酸经H2SiF6循环收集后由H2SiF6循环泵(17)一部分送至文丘里洗涤器(15)和旋风喷淋塔(16)的喷头进行循环喷淋洗涤，另一部分送至H2SiF6贮槽(20)供进一步进行氟加工。
实施例2
未预净化处理的含氟湿法磷酸(P2O5质量分数为42.5％～47.8％)经螺旋卸料沉降离心机(1)处理后，稠相经滤渣收集槽(24)收集后由滤渣泵(25)送至上游过滤工序，净化处理的含氟湿法磷酸经磷酸贮槽(2)收集后由磷酸加料泵(3)送至预混器(4)。粒径为135～150目的硅藻土经失重称(5)计量后通过斗式提升机(6)送至预混器(4)(SiO2：磷酸中F的摩尔比为2：1)。混合物料进入加热槽(7)由蒸汽加热并进一步混合后，由第二磷酸加料泵(8)送至脱氟器(12)，与来自热风机(11)的305～315℃热空气体逆流接触充分反应，热空气管出口鼓入液相气速为7.2m/s，在该反应过程中，脱氟器(12)下部液层温度控制在90～112℃，脱氟器内液层高度不小于500mm，热空气从下而上穿过磷酸液面层，从而热空气和磷酸充分接触。反应结束后脱氟器(12)底部产生的脱氟磷酸输送至磷酸循环槽(14)，磷酸循环槽(14)中的一部分磷酸通过磷酸循环泵(13)输送至脱氟器上部的若干层喷头进行脱氟循环(该部分的磷酸F的质量分数大于0.18％)，喷头喷淋密度为18～30m3/h。另一部分磷酸(F的质量分数≤0.18％)输送至磷酸贮槽(22)供后续使用；脱氟器(12)顶部排出的含氟气体经由文丘里洗涤器(15)和旋风喷淋塔(16)两级洗涤收集氟硅酸后由尾气风机(19)排放。收集的氟硅酸经H2SiF6循环收集后由H2SiF6循环泵(17)一部分送至文丘里洗涤器(15)和旋风喷淋塔(16)的喷头进行循环喷淋洗涤，另一部分送至H2SiF6贮槽(20)供进一步进行氟加工。
Claims (3)
1.一种吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置，其特征在于：该装置包括预混器(4)、脱氟器(12)、第二磷酸加料泵(8)、磷酸循环槽(14)、磷酸循环泵(13)；所述的脱氟器(12)的顶部设有含氟废气出口，脱氟器(12)的底部与磷酸循环槽(14)相连，所述磷酸循环槽(14)底部通过磷酸循环泵(13)与脱氟器(12)上部设有的若干层喷头相连；所述脱氟器(12)的下底部通过热风机(11)与热风炉(9)相连；所述脱氟器(12)输入端依次通过第二磷酸加料泵(8)、加热槽(7)与预混器(4)的底部相连。
2.根据权利要求1所述的吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置，其特征在于：脱氟器(12)顶部的输出端通过管道依次与文丘里洗涤器(15)、旋风喷淋塔(16)和尾气风机(19)相连。
3.根据权利要求1所述的吹气法脱除湿法磷酸中氟的装置，其特征在于：预混器(4)的输入端通过管道依次与磷酸贮槽(2)和螺旋卸料沉降离心机(1)相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN110467166A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-11-19 | 瓮福达州化工有限责任公司 | 一种湿法磷酸脱氟方法 |
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