[实用新型]热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种利用热法磷酸装置余热生产磷酸盐的装置，尤其涉及一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式反应器，主要用于生产六偏磷酸钠和磷酸二氢钾。

背景技术

现有技术中，热法磷酸生产过程中，磷燃烧产生大量热量，现有生产工艺是将这些热量以大量循环冷却水或循环酸带走，以避免生产介质对设备内壁的高温腐蚀，循环冷却水和循环酸带走热量又不能再次利用，能量被白白浪费。目前，个别生产厂家采用清华大学和云南化工研究院专利技术，利用特种燃磷设备，吸收燃磷热量产生饱和蒸汽进行热量回收，具有一定经济效益。但该技术所用特种燃磷设备材料及制作成本较高，不适合在大范围特别是磷化工中小企业推广，对于自身蒸汽用量不大且无法外销蒸汽的企业来讲，更无推广价值，且该特种燃磷设备相当于一台高压锅炉，安全隐患较大，安检费用较高。

目前，六偏磷酸钠生产所用热源几乎所有企业均使用天然气或黄磷电炉产生的尾气(主要成分为一氧化碳)，每生产一吨六偏磷酸钠约需天然气350立方或约需黄磷尾气1100立方，二者燃烧后均产生和排放大量二氧化碳。其中，用天然气作热源每产一吨六偏磷酸钠产品约排放二氧化碳350立方，用黄磷尾气作热源每产一吨六偏磷酸钠产品约排放二氧化碳1100立方，而二氧化碳属于温室气体，为气候变暖罪魁祸首。因此，传统六偏磷酸钠生产工艺根本不能适应环境保护和低碳经济的要求。

直接利用磷酸和氯化钾进行复分解生产磷酸二氢钾是大多数企业追逐的能显著降低生产成本的一种生产方法。目前，部分企业或科研院所采用两种方法研制和生产：一种为使用萃取剂化合或吸附氯化钾中的氯离子，使钾离子与磷酸二氢根离子形成磷酸二氢钾，尔后用氨(以铵根离子形态)或碱解吸氯离子。该方法反应条件温和，不失为一种较好的生产方法。但生产过程中有萃取剂的损失，而萃取剂即便是少量带入产品，亦相当于产品中带入了新的杂质，不利于产品质量的提高。且该方法使用设备极多，投资成本较高，只能适合大企业投资建设(目前尚未见工业化生产报道)；另一种磷酸二氢钾生产方法为用略过量的磷酸和氯化钾反应，高温加热，热源为天然气、煤炭(间壁加热产生热风)、电或重油等，副产品为盐酸。该方法无论是料液循环加热式或是烧结式生产，均需消耗大量热能，既不能将成本降至最低，亦可能排放一定温室气体。同时，反应设备腐蚀严重，检修成本极高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有磷酸盐尤其是六偏磷酸钠和磷酸二氢钾生产存在的上述问题，提供一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式反应器，本实用新型消除了磷酸盐各产品生产过程中对天然气、煤炭、重油等不可再生资源的使用和浪费，解决了设备腐蚀的问题，将大型及复杂设备简化为管道反应器，大幅度地降低了装置建设成本和生产运行成本，且无大量二氧化碳气体排出，可最大限度的利用黄磷燃烧所产生的高额热能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种热法磷酸装置余热生产磷酸盐的管式反应器，其特征在于：包括在燃磷炉炉膛内设置的反应管，所述反应管在燃磷炉内膛呈迂回状分布，反应管的进液口和出液口伸出燃磷炉壳体。

所述反应管从进液口到出液口高度逐渐降低。

所述反应管上连通有放空管，放空管的出口向上伸出燃磷炉壳体。

所述反应管在燃磷炉内膛迂回呈多个“S”状。

所述反应管为碳化硅陶瓷管，或者采用性能与碳化硅陶瓷管接近的如氧化锆陶瓷管、石英玻璃管、高硼硅玻璃管等。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型包括在卧式燃磷炉炉膛设置的反应管，反应管在燃磷炉内膛呈迂回状分布，反应管的进液口和出液口伸出燃磷炉壳体，消除了磷酸盐各产品生产过程中对天然气、煤炭、重油等不可再生资源的使用和浪费，解决了设备腐蚀的问题，将大型及复杂设备简化为管道反应器，大幅度地降低了装置建设成本和生产运行成本，可最大限度的利用黄磷燃烧所产生的高额热能。

二、本实用新型中，反应管从进液口到出液口高度逐渐降低，使单管及相邻两管之间有一定斜度，便于料液流动。

三、本实用新型中，反应管上连通有放空管，放空管的出口向上伸出燃磷炉壳体，便于将反应管内的水蒸气或盐酸汽体排出，水蒸气或盐酸汽体排出简单方便，易于操作，有利于提高产量和保证产品质量。

四、本实用新型中，反应管在燃磷炉内膛迂回呈多个“S”状，保证了液体在反应管内的反应时间和温度，提高了产量和保证了产品质量。