[发明专利]一种下部进气的五氧化二磷水化塔

说明书

一种下部进气的五氧化二磷水化塔，主体为一柱形塔体结构，所述塔体下部设置有烟气入口管，而烟气出口管位于塔顶，另外，在塔体外层包裹有一层冷却水套，此冷却水套的冷却水进口位于水套下部，而冷却水出口位于水套上部，同时，在塔体结构内设置有三阶喷淋层，每阶喷淋层内均包括有一个单独的喷淋腔室，每个喷淋腔室顶部的喷淋面板上均匀设置有6~40个喷嘴，以能保证均匀覆盖整个塔截面。本发明工艺简单，装配容易，水化效果好，同时使用方便，使用成本便于控制。

技术领域

本发明涉及热法磷酸以及窑法磷酸制备过程中的烟气收酸处理技术，具体为一种下部进气的五氧化二磷水化塔。

背景技术

窑法磷酸是美国ORC公司于1983年最先提出了一种用回转窑制取磷酸的新工艺（设备Kiln Phosphoric Acid，简称KPA工艺），该工艺可用中低品位磷矿石、硅石和碳质还原剂直接制取磷酸，ORC公司完成了部分中间试验工作后遇到一些难以克服的技术困难停止了开发。

窑法磷酸的烟气收酸原理与热法磷酸收酸相同，其主要化学方程式为：

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

其收酸工艺主要借鉴热法磷酸收酸的方法，但窑法磷酸的烟气与热法磷酸黄磷燃烧后的烟气有很大的不同：

1）窑气中P₂O₅浓度低，相同规模产量的烟气量后者是前者的3~4倍；

2）窑法磷酸的烟气成分复杂，含氟、尘、SO₂等杂质。因此，盲目照搬热法磷酸的制酸方法存在较多问题，工艺路线走不通，具体体现在水化塔的设计上，有以下问题：

a热法磷酸的烟气量小，相应的水化塔的烟气流速低，如果套用到窑法磷酸上，则其水化塔的尺寸会相当大，即增加投资又增加操作费用；

b窑法磷酸烟气量大，其磷酸雾的捕集较热法磷酸难度更大，而现有的热法磷酸水化塔对磷酸雾的捕集能力不足，必须强化；

c窑法磷酸的烟气含杂质复杂，喷淋酸的腐蚀性更强，其材质要求更高。

因此，开发高效的水化塔才能满足窑法磷酸的要求。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种下部进气的五氧化二磷水化塔，这种水化塔操作气速高、水化效果好、磷酸雾捕集能力强、适用于窑法磷酸以及热法磷酸的制备过程，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种下部进气的五氧化二磷水化塔，主体为一柱形塔体结构，其塔体下部设置有烟气入口管，而烟气出口管位于塔顶，而在塔体外层还包裹有一层冷却水套，此冷却水套的冷却水进口位于水套下部，而冷却水出口位于水套上部，同时，在塔体结构内设置有三阶喷淋层，每阶喷淋层内均包括有一个单独的喷淋腔室，每个喷淋腔室顶部的喷淋面板上均匀设置有6~40个喷嘴，以能保证均匀覆盖整个塔截面。

作为进一步限定，水化塔的塔体为哈氏合金C材质，壁厚为8~20mm。

作为进一步限定，水化塔的冷却水套采用材质为304不锈钢制成，壁厚为3~8mm。

作为进一步限定，本发明中的喷嘴采用雾化要求低、不易堵塞的大孔径喷嘴。

作为进一步限定，在本发明中，所述烟气入口管为斜向安装，其安装方向为竖直方向向下，其管体与塔体的夹角为60°~30°。

本发明的优点及有益效果在于：

1．由于空塔时塔内气速高，故塔的尺寸小；