[发明专利]湿法磷酸浓缩生产工艺及系统

说明书

本发明涉及一种湿法磷酸浓缩生产工艺及系统，系统包括串联的酸加热器和闪蒸室，所述酸加热器与闪蒸室之间的管路上还设有稀磷酸加入口，所述闪蒸室底部设有滗折器，所述滗折器的底部出口经浓缩循环泵与酸加热器的底部入口连接。方法为来自酸加热器的循环酸补入稀磷酸后送入闪蒸室浓缩并分离二次蒸汽，所述闪蒸室分离的二次蒸汽经顶部出口排出，浓缩酸部分经产品酸泵送至冷却系统，其余部分随重力作用落到滗折器内进一步结晶，然后再回送酸加热器循环加热。本发明具有系统简单、清洗周期长、年操作时间长、蒸汽利用率高、氟回收率高、投资费用低和环境友好的优点。

技术领域

本发明涉及一种磷酸生产工艺，具体的说是一种湿法磷酸浓缩生产工艺及系统。

背景技术

国内多采用湿法工艺来制备磷酸。湿法磷酸制备的磷酸浓度目前最高能达到24～28％wtP₂O₅，磷酸浓缩是湿法磷酸装置的一个工序，湿法磷酸只有通过浓缩除水后,达到50％wtP₂O₅，才能运输、使用。因此湿法磷酸必须浓缩后才能满足工业需求。

国内现有的磷酸浓缩技术多采用强制循环真空闪蒸，如公开号为107128888A，发明名称为工业级聚磷酸生产工艺及其系统的技术方案中，循环酸送入酸加热器加热，再送入闪蒸室进行闪蒸，闪蒸后得到的循环酸再经循环泵回送入酸加热器循环加热，当经闪蒸室闪蒸浓缩后磷酸浓度达68～76％P₂O₅时，则引出部分循环酸作为成品酸送入成品酸冷却器冷却即得工业级聚磷酸，其余循环酸中补入净化磷酸后再作为循环酸依次送入酸加热器循环加热、闪蒸室循环闪蒸。该方案存在以下问题(1)虽然通过控制大循环比能够一定程度上缓解结晶堵塞管道和设备的问题，但一段时间后，酸加热器内壁仍然会产生盐类沉积和结垢，阻碍热量传递，操作一段时间后就必须清洗，目前一般清洗周期大概是7天左右，清洗频率较频繁。(2)浓缩时，随着磷酸浓度的增加，溶解在磷酸中的氟化物逸出率显著升高。大量的氟从酸中逸出，进入气相，导致氟损失。(3)冷凝器采用直接冷却，冷却循环水与氟回收系统出来的二次蒸汽直接接触冷凝，不凝气体进入真空系统，这种直接冷却方式存在效率低、二次蒸汽骤凝剧烈，无法控制，造成设备振动剧烈、损坏，另外二次蒸汽中约有5％的氟损失进入酸性循环水系统，随着酸性循环水的循环使用，不断累积，并随着水的空气冷却挥发进入大气，造成环境污染和氟资源的损失。(4)国内氟吸收系统只有二级吸收,一级分离,氟吸率只有～90％,雾沫回收率只有80％,造成大量的雾沫夹带，大量氟进入循环水中，造成总的氟吸收率只为80～85％,进入冷凝器中蒸汽中的氟含量为0.2～0.7％，远达不到要求。

随着国家环保税的实施，国家对湿法磷酸浓缩装置中氟的排除控制越来越严，要求含氟废水量越来越少，要解决此问题，需提高湿法磷酸浓缩装置中氟吸收率至95％以上、同时还需减少雾沫夹带、含废冷凝液直接回用，这就对研发人员提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种系统简单、年操作时间长、清洗周期长、蒸汽利用率高、氟回收率高、投资费用低和环境友好的湿法磷酸浓缩生产系统。

本发明还提供一种使用上述生产系统的工艺简单、控制简便、运行成本低、氟回收率高、年操作时间长的湿法磷酸浓缩生产工艺。

本发明系统包括串联的酸加热器和闪蒸室，所述酸加热器与闪蒸室之间的管路上还设有稀磷酸加入口，所述闪蒸室底部设有滗折器，所述滗折器的底部出口经浓缩循环泵与酸加热器的底部入口连接。

所述闪蒸室的顶部出口经酸沫分离器、氟回收系统与冷凝器连接，所述冷凝器为降膜冷凝器，冷凝器的气体出口连接真空系统，底部液体出口连接冷凝器密封槽。

所述冷凝器密封槽的液体出口经冷凝液输送泵连接过滤机的滤饼洗水喷淋管。