CN211537218U - 一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置 - Google Patents
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Abstract
一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，该装置包括反应釜、气压机、吸收塔、酸槽、氟硅酸贮槽、贮气洗涤塔、洗液池、泵；反应釜内设置有分布器、轴液封搅拌器、酸喷头，分布器与气压机相连，酸喷头与酸槽相连；气压器还通过管道与吸收塔和贮气洗涤塔顶部相连，反应釜顶部与吸收塔底部相连，吸收塔底部设置氟硅酸贮槽，贮气洗涤塔底部设置洗液池，洗液池连接泵，泵连接设置在贮气洗涤塔内的喷头，吸收塔内顶部设置水喷头，贮气洗涤塔内设置浮头装置与设置在其底部的集气排液阀相连，吸收塔底部设置液管排液至氟硅酸贮槽。气压机出口设置有循环阀和供气阀，贮气洗涤塔顶部设置有尾气阀、放空阀和检测阀。
Description
技术领域
本实用新型属于氟资源利用领域，尤其涉及一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置
背景技术
氟是一种反应性能极高的元素，被称为是“化学界顽童”。但氟一旦与其它元素结合，就会成为耐热、难以被药品和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能”的化合物，化合物化学性质稳定，氟具有很强的非金属性。氟仅以矿物质的形式出现，工业上主要的含氟矿物质为萤石、氟磷灰石。萤石的化学式为(CaF2)，有各种颜色，在世界各地都大量分布，是氟的主要来源；萤石矿的开采是全球氟的最大来源，由于长期的开采，我国萤石矿的储量逐渐减少，这就意味我们必须考虑到萤石矿的资源短缺问题。我国磷矿伴生氟资源储量相当于国内已探明萤石储量的13.67～16.71倍,每年开采的磷矿石量达5000多万吨,伴生氟有150多万吨,其中大部分未能回收利用,氟的流失量远大于国内当年萤石需求量中氟的总量,磷矿、萤石是不可再生资源,有效利用氟资源是持续发展氟化工的必然选择。氟磷矿石主要用于磷酸的生产，在用磷矿石生产磷酸过程中产生大量的含氟气体，目前最常见的方法是用水吸收生成氟硅酸，再将氟硅酸用于生产其他产品，回收磷矿伴生氟资源。现行工艺为了避免含氟蒸汽从搅拌轴和釜盖缝隙逸出反应釜，污染环境，通过强力风机使反应釜在负压下反应，风机抽出反应釜中含氟蒸汽，送到吸收塔底部，被淋洗后，尾气从塔顶放空。尾气中会夹带含氟气体，污染空气浪费资源。为增加反应过程中氟的逸出率，有人向釜底通入气体，会使尾气流量更大，氟的夹带量会更多。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，将现行工艺搅拌轴的机械密封改为水封；将磷矿浆与硫酸反应产生的经淋洗脱氟后的尾气，用气压机均匀分布地送入反应釜底，同时用微负压集气装置收集贮存循环中不断增加的尾气，以控制反应体系处于微负压状态；贮存的尾气经进一步冷却、脱氟到达标排放。
为达到上述目的本实用新型采用的技术方案为：
一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，该装置包括反应釜、气压机、吸收塔、酸槽、氟硅酸贮槽、贮气洗涤塔、洗液池、泵；其中，
所述反应釜内底部设置有分布器，分布器通过气体管与反应釜外部气压机出口相连，反应釜内顶部设置有酸喷头，酸喷头通过管道与反应釜外上方设置的酸槽相连；
反应釜顶部通过连通管与吸收塔底部相连，吸收塔底部还设置有液管，所述液管下端通入设置在吸收塔下方的氟硅酸贮槽内，所述吸收塔内顶部还设置有水喷头，水喷头通过管道与供水源相连；
所述贮气洗涤塔顶部设置带尾气阀的尾气管，尾气管的另一端与吸收塔顶部连通；在尾气阀和吸收塔之间的尾气管上引出带循环阀的循环管；循环管的另一端与气压机入口相连；在循环阀和气压机之间的管道上引出带供气阀的供气管；
所述贮气洗涤塔内设置有浮头装置，所述浮头装置通过软管与设置在贮气洗涤塔底部的集气排液阀相连，所述贮气洗涤塔下方设置有所述洗液池，所述集气排液阀排液至洗液池，所述贮气洗涤塔内顶部还设置有喷头，所述喷头通过管道连接泵的出口，所述泵的入口通过管道与洗液池相连。
进一步地，所述反应釜内还设置有轴液封搅拌器。
进一步地，所述洗涤塔为填料塔。
进一步地，所述贮气洗涤塔上部设置有放空阀和检测阀，其下部还设置有排液阀，所述排液阀排液至洗液池。
进一步地，所述浮头装置包括浮头和浮子，所述浮头为瓶状，开口向下，所述浮子设置在浮头上为浮头提供浮力，所述软管从浮头的开口处插入浮头内部并与开口处非密封相连。
本实用新型的有益效果是：在反应釜底酸，一般是硫酸与矿浆发生反应生成磷酸的同时，还产生沸点低的氟化物，在该氟化物还没有与反应液中物质结合之前，就直接进入气相，被气体快速带出液面，从而提高氟的逸出率，进而不仅使磷酸和磷酸等产品的含氟量减少，品质提高；也使磷石膏的含氟量降低，污染减少，可利用性提高，容易造成渗漏的轴机械填料密封改为轴液封，在微负压下空气渗入反应系统的量大大减少；反应产生的主要是四氟化硅、氟化氢和水蒸气等易溶、易凝气体，经水淋洗后残存的量很少，所以尾气可以用容器全部收集起来。在贮气洗涤塔中，残存的易容、易凝气体，经进一步洗涤、冷却、净置就可以除去。尾气经检测达标后，才排放，使氟的回收率进一步提高，尾气污染消除。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步地说明。
图1为本实用新型整体结构示意图；
图中：1连通管，2酸喷头，3氟硅酸贮槽，4反应釜，5分布器，6出料阀，7气体管，8轴液封搅拌器，9酸阀，10酸槽，11填料，12水喷头，13吸收塔，14液管，15轴水封，16气压机，17喷头，18放空阀，19检测阀，20浮头，21浮子，22软管，23排液阀，24泵，25贮气洗涤塔，26集气排液阀，27洗液池，28塔盖，29尾气阀，30循环阀，31供气阀。
具体实施方式
如图1所示，一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，包括反应釜4、气压机16、吸收塔13、酸槽10、氟硅酸贮槽3、贮气洗涤塔25、洗液池27。反应釜4内底部设置有分布器5，分布器5连接有气体管7，所述气体管7从反应釜4上部插入，延伸至反应釜4底部与分布器5相连，气体管7另一端连接气压机16的出口，由气压机16通过气体管7以及分布器5向反应釜4内均匀供气。分布器5上部设置有轴液封搅拌器8对物料进行搅拌。反应釜4内顶部设置有若干酸喷头2，酸喷头2通过带有酸阀9的管道与设置在反应釜4上方的酸槽相连，通过酸喷2向反应釜4均匀喷洒酸剂。所述反应釜4底部还设置有出料阀6，应当理解反应釜4上还设置有物料加入口，这属于化工领域公知常识。
反应釜4顶部通过连通管1与吸收塔13底部相连，吸收塔13为填料塔，所需填料根据通过物质进行选择。吸收塔13底部设置有液管4，液管4将吸收塔13内的洗液排入设置在吸收塔13下方的氟硅酸贮槽3内。吸收塔13内填料的上方设置有水喷头12，所述水喷头12与洗液供给源相连。
所述气压机16入口通过管道与所述吸收塔13顶部相连，且进一步通过管道与贮气洗涤塔25顶部相连。其中，贮气洗涤塔25底部的管道上设置有尾气阀29。所述气压机16入口管道上设置有循环阀30，还设置有供气阀31。
所述贮气洗涤塔25底部设置有集气排液阀26，集气排液阀26将贮气洗涤塔25内洗液排放到设置在其下方的洗液池27中。贮气洗涤塔25内顶部设置有喷头17，所述喷头17通过管道与设置在洗液池27处的泵24的出口相连，所述泵24的入口通过管道与洗液池27底部相连。所述贮气洗涤塔25底部还设置有排液阀23，所述排液阀23排液至洗液池27。所述贮气洗涤塔25内设置有浮头装置，所述浮头装置通过软管与设置在贮气洗涤塔25底部的集气排液阀26相连，所述浮头装置包括浮头20和浮子21，所述浮头20为瓶状，开口向下，所述浮子21设置在浮头20上为浮头20提供浮力，所述软管从浮头20的开口处插入浮头内部并与开口处非密封相连，所述非密封相连是指软管侧壁与浮头开口处留有空隙使液体可以进入浮头，当贮气洗涤塔25内通入洗涤液时浮头装置会上升，当打开尾气阀29尾气进入贮气洗涤塔25时随着内部压力上涨洗涤液被压入浮头中并通过软管由集气排液阀26排出至洗液池27中，由此在贮气洗涤塔25内进行尾气的洗涤和收集。所述贮气洗涤塔25顶部还设置有放空阀18和检测阀19。
实施本实用新型时，具体操作步骤如下：
(1)将磷矿浆加入反应釜4，搅拌；
(2)打开放空阀18、检测阀19，关闭排液阀23、集气排液阀26，启动泵24，待检测阀19有液体流出时，关闭泵24；
(3)先关闭尾气阀29、放空阀18和检测阀19，后打开集气排液阀26，流出少量液体后，自动停止，表明贮存洗涤塔25气密性良好，再打开尾气阀29，只有微量液体流出，表明吸收塔13和反应釜4气密性良好，最后打开循环阀30，几乎没有液体流出，表明风压机16气密性良好；
(4)启动风压机16，选择地开启供气阀31，向反应釜4底通入气体，气体经分布器5在反应釜4底均匀分布，并在上升过程中被搅拌分散；
(5)向吸收塔13填料11层上喷洗液；
(6)打开酸阀9，向反应釜4通入硫酸，硫酸经酸喷头2在反应釜4液面上均匀分布，并被搅拌分散；
(7)硫酸加毕，关闭酸阀9继续搅拌通入气体，反应终止时，依次关闭风压机16、尾气阀29、停止搅拌和喷洗液；
(8)间歇地用泵24抽取洗液洗涤贮存洗涤塔25中贮存的尾气，冷却、洗涤和静置一定时间后，取样检测达标后才排放。
Claims (5)
1.一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，其特征在于：该装置包括反应釜、气压机、吸收塔、酸槽、氟硅酸贮槽、贮气洗涤塔、洗液池、泵；其中，
所述反应釜内底部设置有分布器，分布器通过设置的气体管与反应釜外部气压机出口相连，反应釜内顶部设置有酸喷头，酸喷头通过管道与反应釜外上方设置的酸槽相连；
反应釜顶部通过连通管与吸收塔底部相连，吸收塔底部还设置有液管，所述液管下端通入设置在吸收塔下方的氟硅酸贮槽内，所述吸收塔内顶部还设置有水喷头，水喷头通过管道与供水源相连；
所述贮气洗涤塔顶部设置带尾气阀的尾气管，尾气管的另一端与吸收塔顶部连通，在尾气阀和吸收塔之间的尾气管上引出带循环阀的循环管，循环管的另一端与气压机入口相连，在循环阀和气压机之间的管道上引出带供气阀的供气管；
所述贮气洗涤塔内设置有浮头装置，所述浮头装置通过软管与设置在贮气洗涤塔底部的集气排液阀相连，所述贮气洗涤塔下方设置有所述洗液池，所述集气排液阀排液至洗液池，所述贮气洗涤塔内顶部还设置有喷头，所述喷头通过管道连接泵的出口，所述泵的入口通过管道与洗液池相连。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，其特征在于：所述浮头装置包括浮头和浮子，所述浮头为瓶状，开口向下，所述浮子设置在浮头上为浮头提供浮力，所述软管从浮头的开口处插入浮头内部并与开口处非密封相连。
3.根据权利要求2所述的一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，其特征在于：所述贮气洗涤塔上部设置有放空阀和检测阀，其下部还设置有排液阀，所述排液阀排液至洗液池。
4.根据权利要求3所述的一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，其特征在于：所述反应釜内还设置有轴液封搅拌器。
5.根据权利要求4所述的一种磷酸生产中减少氟被尾气夹带放空的装置，其特征在于：所述洗涤塔为填料塔。
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