[实用新型]用于净化磷酸的结晶塔

说明书

技术领域

本实用新型属于磷酸净化装置，特别涉及一种采用熔融结晶法净化磷酸的结晶塔。

背景技术

熔融结晶法净化磷酸的装置包括普通夹套式结晶器、蛇管冷却结晶器、层式结晶器和液膜结晶塔等。普通夹套式结晶器与蛇管冷却结晶器是将冷却介质通入夹套或蛇管，通过间壁换热，使磷酸溶液冷却结晶，此类冷却结晶器换热面很容易结垢，从而导致传热效果差，生产能力小，此外，虽然经过多次重结晶操作可达到纯度要求，但产品收率低，操作步骤繁杂，不便在工业生产中采用。层式结晶器和液膜结晶塔用于净化磷酸，所述磷酸物料在层式结晶器和液膜结晶塔内循环，结晶提纯，但是此类结晶起工艺要求严格，必须在严格的控温曲线条件下操作，而且需要多次操作才能达到纯度要求，不便于连续生产，且净化磷酸收率仍然不高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于净化磷酸的新型结晶塔，以提高净化磷酸的收率，降低生产能耗，简化操作，便于工业化生产。

本实用新型所述用于净化磷酸的结晶塔，包括塔体、搅拌器、加热器和驱动机构，所述塔体分为冷却结晶段、分离提纯段和晶体熔融段，冷却结晶段位于塔体上部，晶体熔融段位于塔体下部，分离提纯段位于冷却结晶段与晶体熔融段之间，塔体的冷却结晶段下部设置有进料口和冷冻剂入口，所述冷冻剂入口位于进料口之上，塔体的冷却结晶段上部设置有残液及冷冻剂排放口，塔体的晶体熔融段底部设置有净化磷酸出口，所述搅拌器为一根，其主体部分安装在塔体内，其一端伸出塔体与驱动机构的减速器连接，所述加热器安装在塔体上并位于塔体的晶体熔融段。

为了增强半水磷酸晶体的沉降性能，使磷酸的提纯过程稳定运行，最好将上述结构的结晶塔倾斜安装，试验表明，结晶塔塔体相对于铅垂方向倾斜的角度θ优选5°～20°。

本实用新型所述用于净化磷酸的结晶塔，其塔体为筒状体，所述筒状体的底部制作材料为聚四氟乙烯，周边制作材料为聚乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯中的任一种。

本实用新型所述用于净化磷酸的结晶塔，优选以下结构的搅拌器：

所述搅拌器包括骨架、套筒、桨叶和刮件，桨叶为多片，各片桨叶的两端均安装有一刮件，套筒的数量＝桨叶的数量+1，所述套筒与桨叶交替套装在骨架上，且套筒与桨叶之间设置有密封圈，各套筒、桨叶通过骨架端部的螺纹段与螺母的组合实现固定。

上述结构的搅拌器，其桨叶的数量根据骨架桨叶安装段的长度决定，以满足相邻桨叶之间的间距在50～200mm为限，其桨叶优选类似于菱形的形状，所述桨叶中心部位设置有用于连接骨架的孔，其两端分别设置有用于安装刮件的孔，两安装刮件的孔以连接骨架的孔的中心线为轴对称；所述刮件为两段直径不同的圆柱体构成的阶梯轴形状，其中直径相对较小的一段圆柱体插装并固定在桨叶两端设置的孔中。构成刮件的直径相对较大的一段圆柱体的外侧与塔体内壁之间的间隙为1mm～3mm。所述骨架由不锈钢制作，所述套筒、桨叶和刮件用聚四氟乙烯制作。

本实用新型所述用于净化磷酸的结晶塔，其加热器由导热性能优良的金属材料制作的筒状基体、安装在筒状基体上的加热电阻和测温热电偶构成。

本实用新型所述用于净化磷酸的结晶塔，提纯机理主要有重结晶、逆流洗涤、发汗(晶体在稍高于一次结晶的温度时，其内部的低熔点杂质不断熔化而渗出的现象即为发汗，发汗使晶体得到进一步纯化)，工作原理如下：

待净化的磷酸溶液由结晶塔的进料口进入塔内，与来自塔底的热熔融磷酸液一起向上运动进入所述冷却结晶段，在冷却结晶段，磷酸溶液与冷冻剂直接接触，当其被冷却至结晶温度时析出磷酸晶体，所析出的磷酸晶体在重力的作用下向下运动依次进入分离提纯段和晶体熔融段，磷酸晶体在分离提纯段进行发汗提纯，同时被来自晶体熔融段的熔融磷酸液进行逆流洗涤，因而磷酸晶体的纯度越来越高；进入晶体熔融段的磷酸晶体被融化，一部分作为产品排出，一部分作为回流上升。半水磷酸晶体在结晶塔内不断重复结晶—熔化—结晶过程，即可实现提纯。

本实用新型所述用于净化磷酸的结晶塔，其操作如下：