CN213060217U - 一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，涉及磷酸生产技术领域。所述系统的分级浓缩脱氟段由依次连通的稀酸陈化槽、稀酸沉清槽、一级浓缩单元、脱重反应槽、中间酸沉清槽、二级浓缩单元构成；气提脱氟段由脱氟塔Ⅰ、脱氟塔Ⅱ和脱氟塔换热器构成，脱氟塔Ⅰ的磷酸喷头与脱氟塔换热器的磷酸出口连接，脱氟塔Ⅰ的磷酸出口与脱氟塔Ⅱ的磷酸喷头连接，脱氟塔Ⅱ下段设置有低压蒸汽入口，蒸汽直接通入底部的酸槽内；蒸汽脱氟段由溢流塔和成品酸贮存塔构成，成品酸贮存塔下段设置有低压蒸汽入口，溢流塔顶部的蒸汽出口与脱氟塔Ⅱ的低压蒸汽入口连接，溢流塔上段的磷酸喷头入口与脱氟塔Ⅱ的磷酸出口连接。

Description

一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统

技术领域

本实用新型涉及磷酸生产技术领域，具体涉及一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统。

背景技术

湿法磷酸制备饲料级磷酸，净化工艺关键技术是脱氟，目前国内饲料级磷酸净化工艺存在以下问题：(1)磷损失大：目前国内饲料级湿法磷酸净化采用化学沉淀脱氟较多，化学脱氟是利用碱性的Na₂CO₃与氟硅酸生成氟硅酸钠盐，利用氟硅酸钠在磷酸中溶解度低来实现的，在磷酸P₂O₅浓缩40-47％条件下，使磷酸中的硫酸根、重金属离子和氟离子等有害杂质形成固相沉淀物，采用真空过滤或机械压滤等液固分离方式实现磷酸净化，但固相中带走大量的P₂O₅，磷损较高，液固分离成本较高；(2)脱氟效率低：气提脱氟工艺，浓磷酸经脱出硫酸根和重金属离子后再经气体脱氟，最终产品磷酸P₂O₅/F达到300满足饲料级磷酸质量要求，气提脱氟工艺多为单级脱氟，间歇式生产，脱氟效率低，尤其是磷酸中Fe、Al、Mg杂质含高时 ((Fe₂O₃+Al₂O₃+MgO)/P₂O₅＞0.08)脱氟效率大大降低；(3)在气提脱氟磷酸净化流程中，为提高气提脱氟效率，一般流程是将稀磷酸浓缩得到P₂O₅浓度48-50％的浓磷酸，浓磷酸陈化过程中磷酸中Fe、Al等杂质会形成磷酸铁铝盐沉淀，同时磷酸中的F也会形成一些结晶颗粒细小的氟盐沉淀，通过浓磷酸陈化沉降分离，要回收沉清槽下部含固较高的磷酸即渣酸(渣酸占比一般在30％)，一般采用压滤机，但磷酸压滤作业成本高，磷损失大；沉清槽上部清酸在送去气提脱氟前，一般会设置一道磷酸过滤工序，进一步降低浓磷酸中的固相(此固相多为结晶颗粒细小的氟盐)，目前磷酸过滤也是一道难题，作业中也会产生一些渣酸，成本较高。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种简洁、连续性好、装置能力大、磷酸产品质量高、脱氟效率高、磷收率高、氟回收率高、综合能耗低、投资绩效比高的湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，其特征在于：由分级浓缩脱氟段、气提脱氟段、蒸汽脱氟段构成，所述分级浓缩脱氟段由依次连通的稀酸陈化槽、稀酸沉清槽、一级浓缩单元、脱重反应槽、中间酸沉清槽、二级浓缩单元构成；所述气提脱氟段由脱氟塔Ⅰ、脱氟塔Ⅱ和脱氟塔换热器构成，脱氟塔Ⅰ的磷酸入口与二级浓缩单元的磷酸出口连接，脱氟塔Ⅰ的磷酸喷头与脱氟塔换热器的磷酸出口连接，脱氟塔Ⅰ的磷酸出口分别与脱氟塔换热器的磷酸入口、脱氟塔Ⅱ的磷酸喷头连接，脱氟塔Ⅱ下段设置有低压蒸汽入口，蒸汽直接通入底部的酸槽内；所述蒸汽脱氟段由上部蒸馏塔和下部蒸馏塔构成，上部蒸馏塔的磷酸进口与脱氟塔Ⅱ的磷酸出口连接，上部蒸馏塔的磷酸溢流到下部蒸馏塔中，下部蒸馏塔底部设置有成品磷酸出口，上部蒸馏塔顶部的蒸汽出口与脱氟塔Ⅱ的低压蒸汽入口连接，下部蒸馏塔下部设置有低压蒸汽入口。

更进一步的技术方案是所述中间酸沉清槽底部出口与稀酸沉清槽入口连接，稀酸沉清槽底部出口与磷酸生产装置连接。

更进一步的技术方案是所述一级浓缩单元由依次连接的第一闪蒸室、第一轴流泵和第一换热器构成，一级浓缩单元磷酸进口与稀酸沉清槽磷酸出口连接，一级浓缩单元磷酸出口与脱重反应槽磷酸入口连通。

更进一步的技术方案是所述二级浓缩单元由依次连接的第二闪蒸室、第二轴流泵和第二换热器构成，二级浓缩单元磷酸进口与中间酸沉清槽磷酸出口连接，二级浓缩单元磷酸出口与脱氟塔Ⅰ的磷酸入口连通。

更进一步的技术方案是所述脱氟塔Ⅰ至少设置有一个，多个脱氟塔Ⅰ串联连接；脱氟塔Ⅱ至少设置有一个，多个脱氟塔Ⅱ串联连接，脱氟塔换热器数量与脱氟塔Ⅰ数量一致。

工作原理：

(1)分级浓缩净化:

1-1、将湿法磷酸生产中得到的稀磷酸送入稀酸陈化槽中，并加入脱硫剂，脱出硫酸根；

1-2、将脱硫后的稀磷酸送入稀酸沉清槽中澄清，得到上部清酸，稀酸沉清槽底部渣酸返回磷酸生产装置，上部清酸送入一级浓缩单元进行浓缩；

1-3、将浓缩后得到的中间磷酸送入脱重反应槽中，加入脱重剂，脱重后的中间磷酸送入中间酸沉清槽中澄清，得到上部清酸，中间酸沉清槽底部的渣酸送入稀酸沉清槽，上部清酸送入二级浓缩单元进行浓缩；

(2)气提脱氟：

2-1、经二级浓缩后的磷酸送入脱氟塔Ⅰ，先通过脱氟塔换热器加热后从脱氟塔Ⅰ顶部喷头喷出，与脱氟塔Ⅰ下部进入的空气对流脱氟；

2-2、经过气提脱氟的磷酸送入脱氟塔Ⅱ，低压蒸汽和二次蒸汽直接对磷酸加热，将加热后的磷酸和脱氟塔Ⅰ磷酸出口的磷酸送入脱氟塔Ⅱ的喷头，磷酸与下部进入空气对流脱氟；

(3)蒸汽脱氟净化：将脱氟塔Ⅱ磷酸出口的磷酸送入上部蒸馏塔的磷酸进口，低压蒸汽从下部蒸馏塔下部进入，上部蒸馏塔顶部出来的二次蒸汽从脱氟塔Ⅱ低压蒸汽入口进入，上部蒸馏塔内磷酸溢流至下部蒸馏塔内得到成品磷酸。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.采用多级串联气提脱氟提高了脱氟效率。

2.脱氟塔Ⅱ的磷酸由蒸汽及蒸汽脱氟产生的二次蒸汽(含氟)直接加温，无需换热器，实现二次蒸汽能源的综合利用。

3.本实用新型工艺简洁、实用，工艺连续性好、装置能力大，湿法磷酸制备饲料级磷酸的方法中无需磷酸过滤或压滤工艺及设施，工艺磷收率高，整个过程不产生渣磷酸和固废，磷酸中氟资源回收＞90％，磷收率＞98％，磷酸中氟资源回收高，脱氟效率高，产品磷酸中P₂O₅/F 可达300以上，最大可达30万吨P₂O₅/年，还具有综合能耗低、投资优的特点。

附图说明

图1为本实用新型中湿法磷酸制备饲料级磷酸系统结构原理图。

图中：1-分级浓缩脱氟段，101-稀酸陈化槽，102-稀酸沉清槽，103-一级浓缩单元，104- 脱重反应槽，105-中间酸沉清槽，106-二级浓缩单元，2-气提脱氟段，201-脱氟塔Ⅰ，202- 脱氟塔Ⅱ，203-脱氟塔换热器，3-蒸汽脱氟段，301-上部蒸馏塔，302-下部蒸馏塔，4-第一闪蒸室，5-第一轴流泵，6-第一换热器，7-第二闪蒸室，8-第二轴流泵，9-第二换热器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了：一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，由分级浓缩脱氟段1、气提脱氟段 2、蒸汽脱氟段3构成。

所述分级浓缩脱氟段1由依次连通的稀酸陈化槽101、稀酸沉清槽102、一级浓缩单元 103、脱重反应槽104、中间酸沉清槽105、二级浓缩单元106构成，中间酸沉清槽105底部出口与稀酸沉清槽102入口连接，稀酸沉清槽102底部出口与磷酸生产装置连接，稀酸陈化槽101入口与磷酸生产装置连接。

所述一级浓缩单元103由依次连接的第一闪蒸室4、第一轴流泵5和第一换热器6构成，一级浓缩单元103磷酸进口与稀酸沉清槽102磷酸出口连接，一级浓缩单元103磷酸出口与脱重反应槽104磷酸入口连通。所述二级浓缩单元106由依次连接的第二闪蒸室7、第二轴流泵8和第二换热器9构成，二级浓缩单元106磷酸进口与中间酸沉清槽105磷酸出口连接，二级浓缩单元106磷酸出口与脱氟塔Ⅰ201的磷酸入口连通。一部分磷酸在浓缩单元循环浓缩，一部分进入到下一个环节。

所述气提脱氟段2由脱氟塔Ⅰ201、脱氟塔Ⅱ202和脱氟塔换热器203构成，脱氟塔Ⅰ201 的磷酸喷头与对应的脱氟塔换热器203的磷酸出口连接，脱氟塔Ⅰ201的底部磷酸出口与脱氟塔换热器203的磷酸入口连接。脱氟塔Ⅰ201的磷酸出口与相邻脱氟塔Ⅱ202的磷酸喷头连接，脱氟塔Ⅱ202下段设置有低压蒸汽入口，蒸汽直接通入底部的酸槽内。脱氟塔Ⅰ201串联设置有两个，脱氟塔Ⅱ202串联设置有两个，脱氟塔换热器203对应的也设置有两个。

所述蒸汽脱氟段3由上部蒸馏塔301和下部蒸馏塔302构成，上部蒸馏塔301的磷酸进口与脱氟塔Ⅱ202的磷酸出口连接，上部蒸馏塔301的磷酸溢流到下部蒸馏塔302中，下部蒸馏塔302底部设置有成品磷酸出口，上部蒸馏塔301顶部的蒸汽出口与最后两级的脱氟塔Ⅱ202的低压蒸汽入口连接，下部蒸馏塔302下部设置有低压蒸汽入口，蒸汽从底部成品磷酸中进入将成品磷酸加热，含氟气体在高温下逸出，与蒸汽混合形成二次蒸汽，进入上部蒸馏塔301，上部蒸馏塔301中从磷酸逸出的含氟气体进一步加入二次蒸汽，最后从上部蒸馏塔301顶部的蒸汽出口进入脱氟塔Ⅱ202。

工艺流程如下：

(1)分级浓缩脱氟净化:

1-1、将湿法磷酸生产中得到的稀磷酸泵入稀酸陈化槽101中，并加入脱硫剂，脱出硫酸根；

1-2、将脱硫后的稀磷酸泵入稀酸沉清槽102中澄清，得到上部清酸，稀酸沉清槽102 底部渣酸返回磷酸生产装置，上部清酸泵入一级浓缩单元103进行浓缩；

1-3、将浓缩后得到的中间磷酸泵入脱重反应槽104中，加入脱重剂，脱重后的中间磷酸泵入中间酸沉清槽105中澄清，得到上部清酸，中间酸沉清槽105底部的渣酸泵入稀酸沉清槽102，上部清酸泵入二级浓缩单元106进行浓缩；

(2)气提脱氟：

2-1、经二级浓缩后的磷酸进入脱氟塔Ⅰ201，先通过脱氟塔换热器203加热后从顶部喷头喷出，与脱氟塔Ⅰ201下部进入的空气对流脱氟；经过一次脱氟的磷酸进入后一级的脱氟塔Ⅰ201，先通过脱氟塔换热器203加热后从顶部喷头喷出，与脱氟塔Ⅰ201下部进入的空气对流脱氟；

2-2、经过两次一级气提脱氟的磷酸进入脱氟塔Ⅱ202，低压蒸汽和二次蒸汽直接对磷酸加热，将加热后的磷酸和脱氟塔Ⅰ201磷酸出口的磷酸泵入脱氟塔Ⅱ202的喷头，磷酸与下部进入空气对流脱氟，经过脱氟的磷酸进入后一级的脱氟塔Ⅱ202，低压蒸汽和二次蒸汽直接对磷酸加热，将加热后的磷酸泵入脱氟塔Ⅱ202的喷头，磷酸与下部进入空气对流脱氟；

(3)蒸汽脱氟净化：将脱氟塔Ⅱ202磷酸出口的磷酸送入上部蒸馏塔301的磷酸进口，低压蒸汽从下部蒸馏塔302下部进入，上部蒸馏塔301顶部出来的二次蒸汽从脱氟塔Ⅱ202 低压蒸汽入口进入，上部蒸馏塔301内磷酸溢流至下部蒸馏塔302内得到成品磷酸。蒸汽从底部成品磷酸中进入将成品磷酸加热，含氟气体在高温下逸出，与蒸汽混合形成二次蒸汽，进入上部蒸馏塔301，上部蒸馏塔301中从磷酸逸出的含氟气体进一步加入二次蒸汽，最后从上部蒸馏塔301顶部的蒸汽出口进入脱氟塔Ⅱ202。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的范围之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对组成部件或布局进行多种变形和改进。除了对组成部件或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，其特征在于：由分级浓缩脱氟段(1)、气提脱氟段(2)、蒸汽脱氟段(3)构成，

所述分级浓缩脱氟段(1)由依次连通的稀酸陈化槽(101)、稀酸沉清槽(102)、一级浓缩单元(103)、脱重反应槽(104)、中间酸沉清槽(105)、二级浓缩单元(106)构成；

所述气提脱氟段(2)由脱氟塔Ⅰ(201)、脱氟塔Ⅱ(202)和脱氟塔换热器(203)构成，脱氟塔Ⅰ(201)的磷酸入口与二级浓缩单元(106)的磷酸出口连接，脱氟塔Ⅰ(201)的磷酸喷头与脱氟塔换热器(203)的磷酸出口连接，脱氟塔Ⅰ(201)的磷酸出口分别与脱氟塔换热器(203)的磷酸入口、脱氟塔Ⅱ(202)的磷酸喷头连接，脱氟塔Ⅱ(202)下段设置有低压蒸汽入口，蒸汽直接通入底部的酸槽内；

所述蒸汽脱氟段(3)由上部蒸馏塔(301)和下部蒸馏塔(302)构成，上部蒸馏塔(301)的磷酸进口与脱氟塔Ⅱ(202)的磷酸出口连接，上部蒸馏塔(301)的磷酸溢流到下部蒸馏塔(302)中，下部蒸馏塔(302)底部设置有成品磷酸出口，上部蒸馏塔(301)顶部的蒸汽出口与脱氟塔Ⅱ(202)的低压蒸汽入口连接，下部蒸馏塔(302)下部设置有低压蒸汽入口。

2.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，其特征在于：所述中间酸沉清槽(105)底部出口与稀酸沉清槽(102)入口连接，稀酸沉清槽(102)底部出口与磷酸生产装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，其特征在于：所述一级浓缩单元(103)由依次连接的第一闪蒸室(4)、第一轴流泵(5)和第一换热器(6)构成，一级浓缩单元(103)磷酸进口与稀酸沉清槽(102)磷酸出口连接，一级浓缩单元(103)磷酸出口与脱重反应槽(104)磷酸入口连通。

4.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，其特征在于：所述二级浓缩单元(106)由依次连接的第二闪蒸室(7)、第二轴流泵(8)和第二换热器(9)构成，二级浓缩单元(106)磷酸进口与中间酸沉清槽(105)磷酸出口连接，二级浓缩单元(106)磷酸出口与脱氟塔Ⅰ(201)的磷酸入口连通。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种湿法磷酸制备饲料级磷酸的系统，其特征在于：所述脱氟塔Ⅰ至少设置有一个，多个脱氟塔Ⅰ串联连接；脱氟塔Ⅱ至少设置有一个，多个脱氟塔Ⅱ串联连接，脱氟塔换热器数量与脱氟塔Ⅰ数量一致。

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