CN212058367U - 氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统 - Google Patents

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刘文超
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Abstract

本实用新型涉及一种氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统，所述系统包括磷矿石分解反应器，磷矿石分解反应器尾气排出口通过管道与绝热冷凝器的进气口连通，绝热冷凝器底部排液口通过管道与第一冷凝罐和闪蒸器依次连通，闪蒸器底部排液口通过管道与第二冷凝罐和绝热冷凝器的喷淋管道依次连通，闪蒸器顶部蒸汽排出口通过管道与除沫器入料口连通，除沫器底部排液口通过管道与交叉流水罐和除沫器的喷淋管道依次连通，除沫器顶部排气口通过管道与水蒸气冷凝器和冷凝水罐依次连通。本实用新型对磷矿石生产氟硅酸产品过程的尾气中的热源进行利用，同时也对尾气进行净化回收利用。

Description

氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统
技术领域
本实用新型涉及属于化工技术领域，具体涉及一种氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统。
背景技术
氟硅酸作为磷酸、磷肥工业副产物，主要用于饮用水氟化及制备基础氟化工原料氟化氢、氟化铝、氟化钠、冰晶石、氟硅酸钠等氟盐，以及制备用于多晶硅生产的四氟化硅和介孔二氧化硅。氟硅酸目前主要为磷肥厂分解磷矿时逸出的四氟化硅气体用水吸收而得或无水氟化氢制备过程中副产所得。氟硅酸生产过程中会产生包含CO2、HF、H2S及粉尘。CN201822133977.7 采用尾气处理塔、水吸收池、过滤器对氟硅酸生产过程中产生的尾气二次碱洗、一次水洗、过滤，使净化后的尾气达到排放标准。该装置主要是通过吸收手段去除氟硅酸生产过程中的产生的尾气，其尾气成分并没有效回收利用，且废气中的余热也没有回收，其处理效率和收益都很低，且产生了大量废水。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统，对磷矿石生产氟硅酸产品过程的尾气中的热源进行利用，同时也对尾气进行净化回收利用。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统，所述系统包括磷矿石分解反应器，磷矿石分解反应器尾气排出口通过管道与绝热冷凝器的进气口连通，绝热冷凝器底部排液口通过管道与第一冷凝罐和闪蒸器依次连通，闪蒸器底部排液口通过管道与第二冷凝罐和绝热冷凝器的喷淋管道依次连通，闪蒸器顶部蒸汽排出口通过管道与除沫器入料口连通，除沫器底部排液口通过管道与交叉流水罐和除沫器的喷淋管道依次连通，除沫器顶部排气口通过管道与水蒸气冷凝器和冷凝水罐依次连通，绝热冷凝器顶部排气口通过管道与第一二氧化碳吸收器和第二二氧化碳吸收器依次连通，第一二氧化碳吸收器底部与结晶转化器连通，第二二氧化碳吸收器底部通过管道与配浆槽连通，配浆槽底部分别通过管道与第一二氧化碳吸收器和第二二氧化碳吸收器的喷淋管道连通。
优选地，结晶转化器外侧设有冷却器。
优选地，所述水蒸气冷凝器壳程通过管道与压缩机和工艺介质加热器形成回路，水蒸气冷凝器的排气口通过管道与射流真空泵和冷凝水罐依次连通。
优选地，所述第二冷凝罐设有氟硅酸排出管，磷矿石分解反应器底部设有酸解料浆排出管，磷矿石分解反应器入料口分别与磷矿石入料管、硫酸入料管和稀磷酸入料管连通。
优选地，所述第二二氧化碳吸收器顶部排气口通过管道与磷矿石分解反应器入料口连通。
优选地，所述第一二氧化碳吸收器设有氨气进入管，配浆槽设有磷石膏进入管道。
本实用新型有益效果：
1、本实用新型通过将磷矿石分解反应器酸解产生的尾气进入绝热冷凝器、闪蒸器处理，降温后的氟硅酸溶液直接接触传热传质、降温降湿，冷凝液进入第一冷凝罐后进入到闪蒸器得到氟硅酸溶液，降低了尾气的含氟量，同时尾气携带的酸解反应热也随冷凝过程转移到第一冷凝罐的氟硅酸稀溶液。除沫器顶部排汽口水蒸气在水蒸气冷凝器冷凝放热，放出的热量使工艺介质加热器进行升温得到热介质用于工艺过程中热源。绝热冷凝器顶部脱氟的气相进入第一二氧化碳吸收器、第二二氧化碳吸收器，利用固废磷石膏将尾气二氧化碳与磷石膏、氨气反应转化为产品硫酸铵和碳酸。
2、绝热冷凝器顶部脱氟的气相与氨气混合进入第一二氧化碳吸收器，配浆槽配置的磷石膏浆液与混合气流中的CO2及NH3反应生成碳酸钙沉淀和游离硫酸铵溶液，第二二氧化碳吸收器顶部脱氟脱碳后的尾气通过循环风机送回到磷矿石分解反应器的布风管，实现尾气的循环利用。
3、水蒸气冷凝器壳程通过管道与压缩机和工艺介质加热器形成回路，进一步吸收水蒸气中的热源。
附图说明
图1：本实用新型结构示意图；
其中：磷矿石分解反应器1，酸解料浆排出管101，磷矿石入料管102，硫酸入料管103，稀磷酸入料管104，绝热冷凝器2，第一冷凝罐3，闪蒸器4，第二冷凝罐5，氟硅酸排出管501，除沫器6，交叉流水罐7，水蒸气冷凝器8，冷凝水罐9，第一二氧化碳吸收器10，第二二氧化碳吸收器11，结晶转化器12，配浆槽13，冷却器14，压缩机15，工艺介质加热器16，射流真空泵17。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统，所述系统包括磷矿石分解反应器1，磷矿石分解反应器1尾气排出口通过管道与绝热冷凝器2的进气口连通，绝热冷凝器2底部排液口通过管道与第一冷凝罐3和闪蒸器4依次连通，闪蒸器4底部排液口通过管道与第二冷凝罐5和绝热冷凝器2的喷淋管道依次连通，闪蒸器4顶部蒸汽排出口通过管道与除沫器6入料口连通，除沫器6底部排液口通过管道与交叉流水罐7和除沫器6的喷淋管道依次连通，除沫器6顶部排气口通过管道与水蒸气冷凝器8和冷凝水罐9依次连通，绝热冷凝器2顶部排气口通过管道与第一二氧化碳吸收器10和第二二氧化碳吸收器11依次连通，第一二氧化碳吸收器10底部与结晶转化器12连通，第二二氧化碳吸收器11底部通过管道与配浆槽13连通，配浆槽13底部分别通过管道与第一二氧化碳吸收器10和第二二氧化碳吸收器11的喷淋管道连通。
优选地，结晶转化器13外侧设有冷却器14。
优选地，所述水蒸气冷凝器8壳程通过管道与压缩机15和工艺介质加热器16形成回路，水蒸气冷凝器8的排气口通过管道与射流真空泵17和冷凝水罐9依次连通。
优选地，所述第二冷凝罐5设有氟硅酸排出管501，磷矿石分解反应器1底部设有酸解料浆排出管101，磷矿石分解反应器1入料口分别与磷矿石入料管102、硫酸入料管103和稀磷酸入料管104连通。
优选地，所述第二二氧化碳吸收器11顶部排气口通过管道与磷矿石分解反应器1入料口连通。
优选地，所述第一二氧化碳吸收器10设有氨气进入管，配浆槽13设有磷石膏进入管道。
本实施例工作原理：
磷矿石分解反应器1中，加入磷矿石、硫酸、稀磷酸进行磷矿石分解，产生的尾气进入绝热冷凝器2经过闪蒸器4降温后的氟硅酸溶液直接接触传热传质、降温降湿，冷凝液进入第一冷凝罐3后进入到闪蒸器4得到氟硅酸溶液，闪蒸器4顶部排出的水蒸气氟含量降低99.5%左右，尾气携带的酸解反应热也随冷凝过程转移到第一冷凝罐3的氟硅酸稀溶液，第一冷凝罐3的氟硅酸稀溶液通过闪蒸器4绝热降温浓缩，得到的氟硅酸质量浓度大于16%。闪蒸器4顶部排出的二次水蒸气进入到除沫器6除沫后进入到交叉流水罐7，氟化物的浓度进一步降低，除沫器6顶部排汽口水蒸气在水蒸气冷凝器8冷凝放热，放出的热量使工艺介质加热器16进行升温得到热介质用于工艺过程中热源。水蒸气冷凝器8收集的蒸汽冷凝液进入冷凝水罐9中抽吸不凝气体。绝热冷凝器2顶部脱氟的气相进入第一二氧化碳吸收器10、第二二氧化碳吸收器11， 与磷石膏、氨气反应生产碳酸钙和硫酸铵溶液。
绝热冷凝器2顶部脱氟的气相与氨气混合进入第一二氧化碳吸收器10，配浆槽13配置的磷石膏浆液与混合气流中的CO2及NH3反应生成碳酸钙沉淀和游离硫酸铵溶液，反应温度60-75℃。剩余的气相经第一二氧化碳吸收器10进入第二二氧化碳吸收器11继续反应，反应后离开上层床顶部的尾气氨气含量小于0.3%（体积）、CO2含量低于1.5%（体积），最后被工艺水进行洗涤。第二二氧化碳吸收器11顶部脱氟脱碳后的尾气通过循环风机送回到磷矿石分解反应器1的布风管，实现尾气的循环利用。

Claims (6)

1.一种氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统，所述系统包括磷矿石分解反应器（1），其特征在于：磷矿石分解反应器（1）尾气排出口通过管道与绝热冷凝器（2）的进气口连通，绝热冷凝器（2）底部排液口通过管道与第一冷凝罐（3）和闪蒸器（4）依次连通，闪蒸器（4）底部排液口通过管道与第二冷凝罐（5）和绝热冷凝器（2）的喷淋管道依次连通，闪蒸器（4）顶部蒸汽排出口通过管道与除沫器（6）入料口连通，除沫器（6）底部排液口通过管道与交叉流水罐（7）和除沫器（6）的喷淋管道依次连通，除沫器（6）顶部排气口通过管道与水蒸气冷凝器（8）和冷凝水罐（9）依次连通，绝热冷凝器（2）顶部排气口通过管道与第一二氧化碳吸收器（10）和第二二氧化碳吸收器（11）依次连通，第一二氧化碳吸收器（10）底部与结晶转化器（12）连通，第二二氧化碳吸收器（11）底部通过管道与配浆槽（13）连通，配浆槽（13）底部分别通过管道与第一二氧化碳吸收器（10）和第二二氧化碳吸收器（11）的喷淋管道连通。
2.根据权利要求1所述的氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统，其特征在于：结晶转化器（12）外侧设有冷却器（14）。
3.根据权利要求1所述的氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统，其特征在于：所述水蒸气冷凝器（8）壳程通过管道与压缩机（15）和工艺介质加热器（16）形成回路，水蒸气冷凝器（8）的排气口通过管道与射流真空泵（17）和冷凝水罐（9）依次连通。
4.根据权利要求1所述的氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统,其特征在于：所述第二冷凝罐（5）设有氟硅酸排出管（501），磷矿石分解反应器（1）底部设有酸解料浆排出管（101），磷矿石分解反应器（1）入料口分别与磷矿石入料管（102）、硫酸入料管（103）和稀磷酸入料管（104）连通。
5.根据权利要求1所述的氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统,其特征在于：所述第二二氧化碳吸收器（11）顶部排气口通过管道与磷矿石分解反应器（1）入料口连通。
6.根据权利要求1所述的氟硅酸生产过程中尾气余热回收系统,其特征在于：所述第一二氧化碳吸收器（10）设有氨气进入管，配浆槽（13）设有磷石膏进入管道。
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