[发明专利]一种氟硅酸真空低温循环浓缩系统及其方法

说明书

本发明公开了一种氟硅酸真空低温循环浓缩系统，包括闪蒸室、氟硅酸加热器、氟硅酸循环泵以及大气冷凝器，所述氟硅酸加热器、氟硅酸循环泵与闪蒸室内的集液区连接形成一个氟硅酸循环单元，氟硅酸循环单元用于对导入的稀氟硅酸溶液加热恒定在一个温度区内，大气冷凝器与闪蒸室内的集气区连通；所述氟硅酸循环单元连通有用于补入稀氟硅酸溶液的补液管，闪蒸室内的集液区上连通有用于排出浓氟硅酸溶液的排液管；本发明与现有技术相比，对氟硅酸溶液的浓缩设备相对比较简单且氟硅酸溶液浓缩的收率高。

技术领域

本发明涉及氟硅酸浓缩技术领域，具体涉及一种氟硅酸真空低温循环浓缩系统及其方法。

背景技术

在利用磷矿石生产磷酸过程中，由于磷矿石一般中含有3.0％～4.0％的氟，在浓酸分解磷矿的过程中会产生含氟废气，含氟废气经多级水洗涤吸收后生成10～20％质量浓度的氟硅酸，因其水含量过高，商业附加值较低，而高浓度氟硅酸则广泛应用于氟化工、冶金电解电镀等诸多领域，经济性较好，因此，有必要将低浓度的氟硅酸进行浓缩，以提高其经济价值。

氟硅酸受热易分解为四氟化硅和氟化氢气体，因此只能以溶液形式存在。最稳定氟硅酸浓度为13％，随着氟硅酸浓度增大，其热稳定性迅速变差，当浓度达到36.4％，温度为107.3℃时，形成类共沸物。

因氟硅酸热稳定性差的特性，现有氟硅酸浓缩技术主要是低温浓缩，稀氟硅酸溶液加热到50-80℃，在真空条件下液态水闪蒸为水蒸气，实现浓缩。在此条件下，分解产生的四氟化硅气体和闪蒸气中的水蒸气会在气相管道中迅速反应生成硅胶，造成管道和设备堵塞，需要频繁清理管道，装置开工率低，氟硅酸收率也低。

申请号为CN201910559094.9的专利申请文件公开了一种氟硅酸浓缩的方法及装置，采用40-80℃的热空气与20-40℃的氟硅酸溶液进行交换，来去除硅酸溶液中的水分，提高氟硅酸至所需浓度。在此条件下，热空气容易使氟硅酸溶液中的氟硅酸进行分解，从而导致浓缩后的氟硅酸溶液收率较低，且氟硅酸在分解后容易堵塞管道，同时会产生大量含氟废气，导致后续废气处理系统相对复杂。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种氟硅酸真空低温循环浓缩系统，以解决现有技术中，对氟硅酸溶液进行浓缩的过程中容易堵塞管道，或产生大量含氟废气来导致后续废气处理系统相对复杂，且收率较低的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种氟硅酸真空低温循环浓缩系统，包括闪蒸室、氟硅酸加热器、氟硅酸循环泵以及大气冷凝器，所述氟硅酸加热器、氟硅酸循环泵与闪蒸室内的集液区连接形成一个氟硅酸循环单元，氟硅酸循环单元用于对导入的稀氟硅酸溶液加热恒定在一个温度区内，大气冷凝器与闪蒸室内的集气区连通；

所述氟硅酸循环单元连通有用于补入稀氟硅酸溶液的补液管，闪蒸室内的集液区上连通有用于排出浓氟硅酸溶液的排液管。

进一步，所述大气冷凝器和闪蒸室设置在同一罐体内。

进一步，所述罐体内通过竖直布置的挡流板来分隔成大气冷凝器的工作区与闪蒸室的工作区，闪蒸室的工作区内通过水平布置的丝网除沫器来分隔成呈上、下分布的集气区和集液区，集气区与大气冷凝器的工作区通过开设在挡流板上的导气孔连通。

进一步，所述大气冷凝器的工作区内均布有多个液体分布器。

进一步，所述液体分布器数量有三个，分布在大气冷凝器的工作区内顶部以及其顶部下方两侧。

进一步，每个所述液体分布器均包括主管以及主管轴向方向分布的多个支管，多个支管均与主管连通且交错布置，每个支管上均沿其轴向方向连通有多个喷嘴，主管与穿设在罐体内、外的插入管连通。

进一步，所述闪蒸室的集液区用于与氟硅酸循环单元导通的稀氟硅酸溶液进液口处设置有防冲格栅板。