CN215403104U - 一种磷酸高效脱砷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磷酸高效脱砷设备，包括有依次连接的脱砷管式反应器、脱砷反应槽、磷酸曝气槽和洗涤塔；所述脱砷反应槽还连接有气体回收装置；所述气体回收装置用于将脱砷反应槽内溢出气体导入脱砷管式反应器或洗涤塔。本实用新型的有益效果是：解决现有的脱砷设备的洗涤塔中可回收S^2‑、HS^‑的量极少的问题。

Description

一种磷酸高效脱砷设备

技术领域

本实用新型涉及脱砷设备技术领域，具体涉及一种磷酸高效脱砷设备。

背景技术

随着社会和经济发展，市场客户端对化工领域的要求越来越高，化工产品应具有精细化、高端化等特点。在此背景下，磷化工行业基础原料—热法磷酸或湿法磷酸的净化技术应运而生。由于砷的毒害性，磷酸脱砷一直为净化技术的重点研究方向。目前，磷酸脱砷的主要方法有：沉淀法、萃取法、离子交换法等，其中，沉淀法具有投资省、设备要求低、脱砷效果好等优点而被广泛使用。沉淀法脱砷原理是根据As离子能与S^2-生成难溶化合物的特性，向磷酸中加入脱砷剂硫化物（如Na₂S、K₂S、P₂S₅等）溶液，砷在一定反应条件生成沉淀，过滤分离而得到脱砷磷酸。

反应原理：

S^2-+2H₃PO₄ =H₂S↑+2H₂PO^4-

H₃AsO₄+H₂S=H₃AsO₃+H₂O+S↓

2H₃AsO₃+3H₂S=6H₂O+As₂S₃↓

上述反应式表明，脱砷过程实质是脱砷剂与磷酸反应生成H₂S后，再与磷酸中的H₃AsO₄和H₃AsO₃反应最终生成As₂S₃难溶性沉淀，达到磷酸脱砷目的。

实际生产过程中，为达到理想脱砷效果，通常会投入过量的脱砷剂，使脱砷反应尽可能向有利于生成脱砷沉淀的方向进行。该种方法虽然能够深度脱除磷酸中的砷，但是大量未参与反应的H₂S会溢出至气相中。H₂S气体为剧毒性气体，为保证后续工段安全，脱砷反应槽会增设抽气系统，同时配套磷酸曝气装置，使溶解在磷酸中的H₂S彻底释放至气相，脱砷装置和曝气装置产生的H₂S统一收集至洗涤塔，采用碱性溶液逆流洗涤，洗涤液回用至脱砷系统。但是该洗涤液极易被氧化，在回用至磷酸脱砷过程中，基本已丧失脱砷能力，生产实践和检测表明其主要成分为S₂O₃ ^2-、SO₃ ^2-、SO₄ ^2-等，只有极少量的S^2-、HS^-可回收利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的脱砷设备的洗涤塔中可回收S^2-、HS^-的量极少的问题，提供一种磷酸高效脱砷设备。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种磷酸高效脱砷设备，包括有依次连接的脱砷管式反应器、脱砷反应槽、磷酸曝气槽和洗涤塔；所述脱砷反应槽还连接有气体回收装置；所述气体回收装置用于将脱砷反应槽内溢出气体导入脱砷管式反应器或洗涤塔；

进一步的，所述气体回收装置包括有第一引风机和H₂S检测仪；所述第一引风机的进风端与脱砷反应槽连接；所述第一引风机的出风端与H₂S检测仪连接；

进一步的，所述H₂S检测仪通过第一控制阀与脱砷管式反应器连接；

进一步的，所述H₂S检测仪通过第二控制阀与洗涤塔连接；

进一步的，所述脱砷反应槽内的气相负压为-2.5Kpa-0.2Kpa；所述磷酸曝气槽内的气相负压为-2.5Kpa-0.2Kpa；

进一步的，所述脱砷管式反应器为316L、904L、2507、ZeCor、CD4Mcu材质中的一种；

进一步的，所述洗涤塔上部设置有喷淋管；所述喷淋管连接有洗涤循环泵；所述洗涤塔顶部连接有尾气排放管；所述尾气排放管上连接有第二引风机；

进一步的，所述脱砷反应槽内设置有搅拌机构；所述搅拌机构包括有步进电机、螺杆和搅拌部；所述步进电机设置在脱砷反应槽顶部；所述步进电机驱动螺杆在脱砷反应槽内转动；所述搅拌部上下转动套设在螺杆上；

更进一步的技术方案是所述搅拌部包括有搅拌环和搅拌叶片；所述搅拌环与螺杆螺纹配合连接；所述搅拌叶片设置在搅拌环的周面上。

本实用新型具有以下优点：

1、脱砷反应槽还连接有气体回收装置，首先脱砷药剂与磷酸反应进行脱砷反应，未参与反应的H₂S气体溢出进入气相，当气相中的H₂S浓度超过设定限度值时，通过气体回收装置将该部分H₂S气体导回至脱砷管式反应器中，与磷酸反应进行再次脱砷反应；当气相中的H₂S浓度低于设定限度值是，通过气体回收装置则将该部分H₂S气体导入到洗涤塔中，经过洗涤后达到排放；

2、本实用新型公开的磷酸高效脱砷设备解决了背景技术中脱砷剂利用率低、脱砷剂和洗涤液消耗高的问题，最大程度的有效利用脱砷剂。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为搅拌机构的结构示意图。

图中：1.脱砷管式反应器；2.脱砷反应槽；3.磷酸曝气槽；4.洗涤塔；5.气体回收装置；51.第一引风机；52. H₂S检测仪；6.第一控制阀；7.第二控制阀；8.喷淋管；9.洗涤循环泵；10.尾气排放管；11.第二引风机；12.搅拌机构；13.步进电机；14.螺杆；15.搅拌部；151.搅拌环；152.搅拌叶片。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：如图1和2所示，一种磷酸高效脱砷设备，包括有依次连接的脱砷管式反应器1、脱砷反应槽2、磷酸曝气槽3和洗涤塔4；所述脱砷反应槽2还连接有气体回收装置5；所述气体回收装置5用于将脱砷反应槽2内溢出气体导入脱砷管式反应器1或洗涤塔4；本实施例中，脱砷管式反应器1、脱砷反应槽2、磷酸曝气槽3和洗涤塔4均采用常规结构，可根据需要选择任意一种合理的结构以及连接安装方式；本实施例中，脱砷管式反应器1中添加磷酸和脱砷剂，本实施例中的脱砷剂为Na₂S、K₂S、P₂S₅中的一种或多种；本实施例中，洗涤塔4中选用的洗涤液采用KOH、NaOH、Na₂CO₃、K₂CO₃中的一种或多种；本实施例中，在磷酸曝气槽3内设置有曝气柱；曝气柱与曝气泵连接；在磷酸曝气槽3底部设置有脱砷酸排液管。脱砷反应槽2还连接有气体回收装置5，首先脱砷药剂与磷酸反应进行脱砷反应，未参与反应的H₂S气体溢出进入气相，当气相中的H2S浓度超过设定限度值时，通过气体回收装置5将该部分H₂S气体导回至脱砷管式反应器1中，与磷酸反应进行再次脱砷反应；当气相中的H₂S浓度低于设定限度值是，通过气体回收装置5则将该部分H₂S气体导入到洗涤塔4中，经过洗涤后达到排放；本实用新型公开的磷酸高效脱砷设备解决了背景技术中脱砷剂利用率低、脱砷剂和洗涤液消耗高的问题，最大程度的有效利用脱砷剂。

所述气体回收装置5包括有第一引风机51和H₂S检测仪52；所述第一引风机51的进风端与脱砷反应槽2连接；所述第一引风机51的出风端与H₂S检测仪52连接；所述H₂S检测仪52通过第一控制阀6与脱砷管式反应器1连接；所述H₂S检测仪52通过第二控制阀7与洗涤塔4连接；本实施例中，第一引风机51采用常规市购产品，可根据需要选择任意一种合理的引风机型号和连接那幢方式；本实施例中，H₂S检测仪52采用常规市购产品，可根据需要选择任意一种合理的结构型号以及适宜的连接安装方式；本实施例中，H₂S检测仪52的检测气体浓度设定值为10ppm；第一引风机51将气相引入到H₂S检测仪52进行检测，当气相中H₂S中浓度大于10ppm时，则通入脱砷管式反应器1的第一控制阀6打开，而第二控制阀7关闭，使得含H₂S气体导回至脱砷管式反应器1，再次进行脱砷反应，当气相中H₂S浓度低于设定限度时，通入洗涤塔4的第二控制阀7打开，而通入脱砷管式反应器1的第一控制阀6关闭，则气相进入洗涤塔4，洗涤后，达到排放。本实施例中，第一引风机51、H₂S检测仪52、第一控制阀6和第二控制阀7均可连接至常规市购数控系统，可根据需要选择任意一种合理的数控系统，例如PLC数控系统，有利于控制相互之间的协调联动即可。

所述脱砷反应槽2内的气相负压为-2.5Kpa-0.2Kpa；所述磷酸曝气槽3内的气相负压为-2.5Kpa-0.2Kpa；本实施例中，第一引风机51有利于控制脱砷反应槽2和磷酸曝气槽3内的负压；本实施例中，通过控制负压范围，有利于控制H₂S溢出。

所述脱砷管式反应器1为316L、904L、2507、ZeCor、CD4Mcu材质中的一种；本实施例中，脱砷管式反应器1的材质选择316L、904L、2507、ZeCor、CD4Mcu材质中的一种有利于脱砷反应的稳定进行，有利于延长使用周期。

所述洗涤塔4上部设置有喷淋管8；所述喷淋管8连接有洗涤循环泵9；所述洗涤塔4顶部连接有尾气排放管10；所述尾气排放管10上连接有第二引风机11；本实施例中，喷淋管8、洗涤循环泵9均采用常规市购产品，可根据需要选择合理的结构型号以及适宜的连接安装方式，有利于对洗涤塔4内进行喷淋洗涤即可；本实施例中，尾气排放管10与第二引风机11均采用常规市购产品，可根据需要选择任意一种合理的结构以及适宜的连接安装方式，有利于对尾气进行排放。

所述脱砷反应槽2内设置有搅拌机构12；所述搅拌机构12包括有步进电机13、螺杆14和搅拌部15；所述步进电机13设置在脱砷反应槽2顶部；所述步进电机13驱动螺杆14在脱砷反应槽2内转动；所述搅拌部15上下转动套设在螺杆14上；本实施例中，脱砷反应槽2内设置搅拌机构12，有利于提高脱砷反应槽2内反应物料的均匀性，有利于反应的持续稳定进行；本实施例中，搅拌机构12的步进电机13采用常规市购产品，可根据需要选择任意一种合理的结构型号以及适宜的连接安装方式；本实施例中，螺杆14采用常规市购螺纹杆，可根据需要选择任意一种合理的结构、材质以及与电机的连接方式；本实施例中，螺杆14采用常规市购联轴器与电机连接；本实施例中，当步进电机13驱动螺杆14正转或反转时，带动旋转套装在螺杆14上的搅拌部15绕螺杆14转动且上下移动，有利于提高搅拌部15在脱砷反应槽2内的搅拌范围，有利于提高搅拌效果。

所述搅拌部15包括有搅拌环151和搅拌叶片152；所述搅拌环151与螺杆14螺纹配合连接；所述搅拌叶片152设置在搅拌环151的周面上；本实施例中，搅拌环151内壁设置与螺杆14配合的螺纹，可根据需要选择任意一种合理的螺纹结构，有利于当螺杆14正转或者翻转时，通过螺纹咬合和螺旋输送力，带动搅拌环151上下转动移动，从而有利于带动搅拌叶片152随之上下移动转动，有利于扩大搅拌部15的搅拌范围，有利于提高搅拌效果。本实施例中，在螺杆14上还可设置常规限位件，以避免搅拌环151从螺杆14两端脱出，有利于提高搅拌的稳定性。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磷酸高效脱砷设备，包括有依次连接的脱砷管式反应器、脱砷反应槽、磷酸曝气槽和洗涤塔；其特征在于：所述脱砷反应槽还连接有气体回收装置；所述气体回收装置用于将脱砷反应槽内溢出气体导入脱砷管式反应器或洗涤塔。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述气体回收装置包括有第一引风机和H₂S检测仪；所述第一引风机的进风端与脱砷反应槽连接；所述第一引风机的出风端与H₂S检测仪连接。

3.根据权利要求2所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述H₂S检测仪通过第一控制阀与脱砷管式反应器连接。

4.根据权利要求2所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述H₂S检测仪通过第二控制阀与洗涤塔连接。

5.根据权利要求1所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述脱砷反应槽内的气相负压为-2.5Kpa-0.2Kpa；所述磷酸曝气槽内的气相负压为-2.5Kpa-0.2Kpa。

6.根据权利要求1所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述脱砷管式反应器为316L、904L、2507、ZeCor、CD4Mcu材质中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述洗涤塔上部设置有喷淋管；所述喷淋管连接有洗涤循环泵；所述洗涤塔顶部连接有尾气排放管；所述尾气排放管上连接有第二引风机。

8.根据权利要求1所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述脱砷反应槽内设置有搅拌机构；所述搅拌机构包括有步进电机、螺杆和搅拌部；所述步进电机设置在脱砷反应槽顶部；所述步进电机驱动螺杆在脱砷反应槽内转动；所述搅拌部上下转动套设在螺杆上。

9.根据权利要求8所述的一种磷酸高效脱砷设备，其特征在于：所述搅拌部包括有搅拌环和搅拌叶片；所述搅拌环与螺杆螺纹配合连接；所述搅拌叶片设置在搅拌环的周面上。

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