[发明专利]湿法磷酸两效蒸发新工艺

说明书

技术领域

本发明属于磷酸生产领域，涉及一种湿法磷酸两效蒸发工艺。 

背景技术

湿法磷酸是磷复肥和磷酸盐工业的基础中间产品，具有非常重要的地位，需求量很大。目前我国已形成约900万吨/年P₂O₅的生产能力，其中约有558万吨P₂O₅经过浓缩后使用，广泛采用强制循环真空浓缩单效蒸发工艺。同样在国外也未见报导采用多效蒸发工艺的。 

单效蒸发最大的缺点就是热利用率差，蒸汽消耗量高，新鲜蒸汽的热量只经过一次利用，产生的二次蒸汽没有利用，直接送去冷凝还需耗用大量的循环冷却水。单效蒸发每蒸发1kg水约消耗加热蒸汽1.3kg，每冷凝1t蒸汽约需循环冷却水60m³。 

多效蒸发能大大节省新鲜蒸汽用量，其值与效数n成反比。理论上讲，蒸发1kg水新鲜蒸汽消耗量大致为1/n。实际上由于加热物料、设备管道散热、蒸汽和冷凝液泄漏等，新鲜蒸汽的消耗量会比理论值大一些，一般平均值为： 

                   单效   双效    三效   四效   五效 

蒸汽消耗量kg/kg水  1.1    0.57    0.4    0.3    0.27 

效数越多，节约蒸汽越多，但节约的幅度递减。 

磷酸的沸点升高值很大，这意味着将其加热到沸点比加热水需有高得多的温度，但产生的二次蒸汽的饱和温度又不高，若要作为热源再利用就比较困难。 

由于磷酸的沸点升高、液柱静压头损失和二次蒸汽的管道阻力损失等原因，每一效蒸发单元都需要有一个最小的加热温度差。各效加热温度差之和组成了全系统的总加热温度差。显然，多效蒸发比单效蒸发需要有更大的总加热温度差，这成为多效蒸发需要解决的主要困难之一。通常采取提高I效蒸发新鲜蒸汽和磷酸的温度，或在允许范围内降低末效压力和磷酸温度以满足这个要求。 

磷酸中含有多种杂质，诸如F^-，Cl^-，SO₄^2-离子，致使其具有很强的腐蚀性。温度越高或酸浓度越浓时腐蚀性越强，因此对金属和非金属材料的耐腐蚀要求很高。单效蒸发时 产生的二次蒸汽不必用作热源，故可将压力和磷酸温度设定得较低，这样腐蚀程度大为减轻，设备材料容易解决。多效蒸发则不然，它需要在更高的温度下进行传热和蒸发，对材质要求甚为苛刻，可供选择的范围更小。 

发明内容

本发明的目的是提供一种节能增效的磷酸浓缩两级蒸发工艺。 

本发明的目的是通过下列技术措施实现的： 

本发明采用两效蒸发工艺，采用的主要措施有：提高I效新鲜蒸汽温度，提高I效闪蒸室压力和磷酸温度，使I效二次蒸汽有足够的过热温度和饱和温度；适当降低II效闪蒸室压力和磷酸温度。确保各效都有必需的加热温度差和全系统的总加热温度差。 

根据各效氟逸出的比例和组成，在本工艺中妥善安排了氟回收流程，将I效二次蒸汽冷凝液补充到II效蒸发气体的氟吸收系统。将未冷凝气体再降温进行氟吸收。尽可能地回收氟，制成符合要求浓度的氟硅酸。 

可根据我国当前技术发展状况，选择和开发适用的材料和设备应用于工业化装置中。 

流程叙述：见流程图。 

稀磷酸加入II效蒸发回路与加热后的循环酸相混合。然后进入闪蒸室，在减压情况下闪急蒸发，除去部分水水分。经过初步浓缩的磷酸大部分在回路中循环，经由加热器用来自I效蒸发产生的二次蒸汽加热，少部分则串入到第I效蒸发回路。 

II效蒸发气体处理用常规流程：设有前后除沫器、两级氟吸收塔、一级冷凝器、两级蒸汽喷射器。用水(或I效二次蒸汽冷凝液)吸收气体中的氟，制得副产品氟硅酸。 

同理，经过初步浓缩的磷酸在I效蒸发回路中同新鲜蒸汽加热进一步蒸发，达到所要求的浓度。浓缩酸大部分在系统内循环，少部分输往酸罐区澄清和贮存。 

I效二次蒸汽作为热源加热II效磷酸之后，自身成为冷凝液，实为稀氟硅酸。为了回收其中的氟，一部分冷凝液补充到II效蒸发系统再进一步吸收氟，另一部分则并入循环冷却水中，统一回收利用。未充分冷凝的气体再经过一级氟吸收塔用经过冷却的氟硅酸进行吸收，然后经由蒸汽喷射器抽吸排空。 

主要工艺参数： 

1)II效蒸发：入口稀磷酸浓度      24～28％P₂O₅