[實用新型]一種應用于窯法磷酸生產的水化塔

有效

• 申請號: 200920084617.0
• 申請日: 2009-03-28
• 公開（公告）號: CN201372202Y
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 白錫柱;姜興武;龔金瑞;鄭秉炎;樊光普;章治寶;周雪;董克勇;胡國富
• 申請（專利權）人: 襄樊擁和磷酸科技有限公司
• 主分類號: C01B25/18
• 分類號: C01B25/18
• 代理公司: 襄樊中天信誠知識產權事務所
• 代理人: 何靜月

技術領域

本實用新型涉及一個化工單元設備，應用于窯法磷酸生產中所產生的五氧化二磷(P₂O₅)水化成磷酸(H₃PO₄)的單元操作。

背景技術

CDK窯法磷酸是近年來我國獨立開發的磷酸生產新工藝，并獲得了國家發明專利授權(專利號93111447.0；授權公告號CN1040199C)。其工藝原理在于：把粉狀磷礦、硅石和煤三者按比例混合，制成直徑為8～12mm的復合球團，置于回轉窯內進行高溫焙燒。此時，球團中的碳把磷礦的磷還原成氣態元素磷逸出，然后被氧化成P₂O₅，再經水化成磷酸。

①Ca₁₀(PO₄)₆F₂+15C+9SiO₂→3/2P₄+15CO+9CaO·SiO₂+CaF₂；

ΔH＝28006kJ/kgP₄；

②P₄+5O₂→2P₂O₅；ΔH＝-25498kJ/kgP₄；

③CO+1/2O₂→2CO₂；ΔH＝-22154kJ/kgP₄；

④P₂O₅+3H₂O→2H₃PO₄。

窯法磷酸工藝的一個優點，就是把反應①②③都置于同一個設備(例如回轉窯或隧道窯等)內同時完成，以充分利用氧化反應②③產生的熱量，因而大大降低了生產能耗。窯法磷酸工藝的另一個優點，就是可以直接使用中、低品位的硅質磷礦，符合我國磷礦資源的特點。

窯法磷酸生產過程中，在回轉窯進行上述①②兩項反應所生成的五氧化二磷(P₂O₅)，隨高溫窯氣(～900℃)導入水化塔。在此用大量循環磷酸(約為成品酸的100倍)通過溢流附于塔內壁和在塔中噴灑，循環磷酸中的水與P₂O₅，反應生成磷酸(H₃PO₄)，同時吸取窯氣帶來的熱量。

P₂O₅+3H₂O→2H₃PO₄

排出塔外的熱磷酸(80～95℃)，送入換熱器與循環冷卻水進行換熱，少量冷卻酸(60～75℃)作為成品送貯槽，其余大部份返回水化塔內，循環吸收窯氣的P₂O₅及其熱量。循環磷酸連續補加工藝水，以保持其濃度恒定。

熱法磷酸生產的水化塔，塔體通常采用316L不銹鋼板制作，在酸溫低于80℃下，316L不銹鋼有良好的抗腐蝕能力，塔體壽命約達10年。但是，窯法磷酸中由于含有氟(F)，其通常以氫氟酸(HF)和氟硅酸(H₂SiF₆)形式存在，因而腐蝕性較強。工業試驗裝置實踐表明：對于窯法磷酸來說，316L不銹鋼不耐腐蝕，甚至改用904不銹鋼抗腐蝕能力也不理想。

發明內容

本實用新型的發明目的在于提供一種抗腐蝕能力強、設備成本低、應用于窯法磷酸生產的水化塔。

本實用新型的技術方案包括塔體，進出氣管、進出酸管，塔體碳鋼外殼內側襯橡膠板，橡膠板內側有碳質磚層。

內襯橡膠板的厚度為2～10mm。

內襯碳質磚層的厚度為60～300mm。

與現有技術相比，本實用新型塔體外殼的材質采用普通碳鋼，降低了設備成本，并且長期生產實踐證明：本實用新型的材質和結構，對窯法磷酸有很好的抗腐蝕能力，可以有效防止窯法磷酸的腐蝕，滿足了水化工藝條件的要求。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

附圖是本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

附圖中，1為塔體碳鋼外殼；2為橡膠板，其厚度為5mm；3為碳質磚層，其厚度為100mm。a為P₂O₅氣體進口，b為尾氣出口，c為循環吸收酸、工藝補水進口，d為磷酸出口，e為循環吸收酸進口。

本實施例窯法磷酸水化塔及其操作參數：