[發(fā)明專利]降低硫酸、磷酸生產(chǎn)能耗的方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2011-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102336399A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉松
• 主分類號(hào): C01B25/234
• 分類號(hào): C01B25/234;C01B17/74
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硫酸、磷酸生產(chǎn)工藝，具體說(shuō)，是一種降低硫酸、磷酸生產(chǎn)能耗的方法。

背景技術(shù)

在酸廠，硫酸系統(tǒng)和磷酸系統(tǒng)都是孤立系統(tǒng)，互不聯(lián)系，存在下述弊端：

硫酸吸收反應(yīng)是放熱反應(yīng)????????????????????????????????????????????????，目前采用的工藝是，用水對(duì)硫酸進(jìn)行循環(huán)冷卻，使其不斷吸收SO₃，獲得高濃度的硫酸，由于硫酸吸收反應(yīng)釋放的熱量很大，吸收塔出口溫度高達(dá)100℃，冷卻水的耗量也很大，泵水能耗很高，是硫酸成本的重要組成部分。同時(shí)，為了節(jié)約水資源，通常采用循環(huán)水冷卻硫酸，故需建設(shè)龐大的循環(huán)水池，配備涼水塔、水泵等設(shè)施，占地面積大，土建及裝備投資高。不僅如此，硫酸放空尾氣溫度高達(dá)80℃，蘊(yùn)含的巨大熱量白白浪費(fèi)掉。

目前的磷酸生產(chǎn)工藝，是用磷礦粉加水制得稀磷酸料漿，經(jīng)沉降分離出清液，再用蒸汽加熱濃縮，使稀磷酸中的水分蒸發(fā)，獲得高濃度磷酸，由于稀磷酸的濃度很低（通常其P₂O₅含量在20%左右），要獲得高濃度的磷酸，要消耗大量蒸汽，成本很高。同時(shí)，需配置蒸汽鍋爐等設(shè)施，投資很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服上述弊端，提供一種降低硫酸、磷酸生產(chǎn)能耗的方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種降低硫酸、磷酸生產(chǎn)能耗的方法，將硫酸系統(tǒng)與磷酸系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，用稀磷酸作為冷卻介質(zhì)，取代冷卻水，對(duì)硫酸進(jìn)行冷卻，從而降低硫酸能耗；同時(shí)，稀磷酸被硫酸加熱，水分蒸發(fā)，濃度提高，不再使用蒸汽加熱，從而降低磷酸能耗。

該方法包括硫酸吸收反應(yīng)流程和磷酸濃縮流程，其中

硫酸吸收反應(yīng)流程的具體步驟是：

(1).?將H₂O加入硫酸吸收反應(yīng)塔循環(huán)槽；

(2).?將SO₃氣體送入硫酸吸收反應(yīng)塔，與H₂O反應(yīng)，生成H₂SO₄；

(3).?用硫酸泵將吸收反應(yīng)塔中的高溫硫酸泵入換熱器，與稀磷酸換熱，被冷卻的硫酸返回吸收反應(yīng)塔，繼續(xù)吸收SO₃，提高濃度，如此循環(huán)，直至H₂SO₄濃度達(dá)到目標(biāo)值。

磷酸濃縮流程的具體步驟是：

①.?將稀磷酸送入沉降槽沉降，上層清液溢流進(jìn)入清液收集槽，底層沉淀進(jìn)入底流收集槽，再由污泥泵排除槽外；

②.?將清液收集槽中的稀磷酸泵入換熱器，與高溫硫酸換熱，稀磷酸被加熱；

③.?將加熱后的稀磷酸送入蒸發(fā)濃縮塔，稀磷酸中水分蒸發(fā)，濃度提高，進(jìn)入收集槽；蒸發(fā)濃縮塔的尾氣經(jīng)凈化處理后放空；

④.?將收集槽中的濃縮磷酸泵入沉降槽，與稀磷酸混合；

⑤.?將混合后的磷酸分成兩路，一路再次泵入換熱器，與高溫硫酸換熱，并按上述步驟循環(huán)；另一路送入磷酸系統(tǒng)二吸工段繼續(xù)濃縮，獲得目標(biāo)濃度產(chǎn)品。

所述蒸發(fā)濃縮塔的尾氣經(jīng)凈化處理包括步驟，用復(fù)擋除沫器除去尾氣中的泡沫，尾氣達(dá)標(biāo)排放。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)方案是，還將硫酸尾氣送入磷酸蒸發(fā)濃縮塔，增強(qiáng)磷酸水分蒸發(fā)效果和速率。

本發(fā)明的有益效果：

通過(guò)采用上述技術(shù)手段，合理調(diào)整系統(tǒng)工藝參數(shù)，使系統(tǒng)的物料、熱量平衡，即可保持系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)，技術(shù)簡(jiǎn)潔實(shí)用，技術(shù)改造簡(jiǎn)便，投資少；通過(guò)改造，省掉了硫酸生產(chǎn)的冷卻水系統(tǒng)和磷酸生產(chǎn)的加熱蒸汽供給系統(tǒng)，不僅能耗大幅度降低，也降低了企業(yè)的裝備投資和占地面積，經(jīng)濟(jì)效果顯著，分析如下（以年產(chǎn)100kt/a硫酸裝置計(jì)算）：

1、運(yùn)行費(fèi)用：

電耗：裝機(jī)容量200KW，電價(jià)0.6元/KW　耗電200KW·h/h，120元/h，96萬(wàn)元/年。

人工工資：4人，3萬(wàn)元/人，12萬(wàn)元/年

機(jī)物料及維修費(fèi)：40萬(wàn)元/年

尾氣帶走磷酸霧：3t/a，P2O5　1.5萬(wàn)元/年

費(fèi)用合計(jì)：149.5萬(wàn)元。

2、能耗節(jié)約費(fèi)用

蒸發(fā)1噸水消耗蒸氣1.2噸，每年節(jié)約蒸汽：4.8萬(wàn)噸，每噸按150元計(jì)，合計(jì)720萬(wàn)元/年；另外，硫酸循環(huán)水泵電耗48萬(wàn)元/年，兩項(xiàng)累計(jì)，共768萬(wàn)元/年。

3、年利潤(rùn)為：

768萬(wàn)元－149.5萬(wàn)元=618.5萬(wàn)元