[發明專利]黃磷燃燒熱能濃縮磷銨母液的方法

有效

• 申請號: 201110448269.2
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102530900A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 林軍;吳小海;何忠華;馬釗松;黃新興;韋仕能;蘇杰文;王文營;彭艷霞
• 申請（專利權）人: 廣西利達磷化工有限公司
• 主分類號: C01B25/28
• 分類號: C01B25/28
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術領域

本發明屬于磷化工業技術領域，涉及一種利用黃磷燃燒熱能濃縮磷銨母液的方法。

背景技術

磷酸和磷酸鹽是化學工業的重要組成成分。磷酸的生產方法分為熱法磷酸和濕法磷酸兩種。由于熱法磷酸具有產品濃度高、雜質少等優點，已被廣泛應用于磷化工企業。熱法磷酸生產過程中，磷燃燒產生大量的熱量，現有技術中均用冷卻水和循環稀磷酸帶走，能量被白白浪費。而傳統無水磷酸鈉鹽、聚合磷酸鹽等生產過程中的脫水或聚合，所用熱源一般為天然氣、黃磷尾氣、煤炭、重油等。例如傳統的六偏磷酸鈉生產所用的熱源，為天然氣或黃磷電爐產生的尾氣。用黃磷尾氣作熱源，生產一噸六偏磷酸鈉產品約排放二氧化碳1100立方，而二氧化碳屬于溫室氣體，成為氣候變暖罪魁禍首。傳統方式既浪費大量能源，又排放大量二氧化碳，不符合低碳經濟和可持續發展要求。為此，人們正積極開發利用黃磷燃燒熱。例如：

中國專利ZL01143443.0，黃磷燃燒熱能回收與利用裝置及其熱法磷酸生產系統。該發明采用低于60℃的水吸收黃磷燃燒的熱量，從而可產生高溫高壓的蒸汽，將回收的部分蒸汽通過蒸汽管道供給自身工藝流程中的溶磷槽使用。該發明用水與高溫的五氧化二磷進行熱交換，再將產生蒸汽引入熔磷槽，具有一定的經濟效益，但是需要消耗大量循環水。

中國專利CN201010148367.X，熱法磷酸裝置余熱生產磷酸鹽的方法。該發明提出兩種利用黃磷燃燒放出的熱量的方法。第一，在燃磷爐內安裝陶瓷管式反應器，在磷酸正常燃燒時，將生產六偏磷酸鈉或偏聚磷酸鉀的原料制得的中和液流入陶瓷管進口管端，中和液在黃磷燃燒放熱的作用下脫水，熔融、聚合，呈玻璃流體狀從陶瓷管出口端流出，再經聚冷等步驟制成成品。第二，在臥式燃燒爐內安裝陶瓷管，橫向安裝多根且有間距，便于燃燒爐內的五氧化二磷煙氣通過，每根管道穿過爐壁，在爐殼并聯進出，相當于一個多管換熱器。在陶瓷管并聯出口端安裝一支管，接入熔磷及司磷設備夾套，或接入聚合機內筒和夾套。自然空氣作為導熱介質，加熱后的空氣被用于熔磷和保溫或聚合熱源生產各種聚合磷酸鹽產品。除此之外，該發明還可以根據不同反應及不同產品生產的溫度要求實行分段取熱，如：在燃磷爐外壁特別是火焰高溫段外壁制作內螺旋空氣加熱夾套，空氣源來自鼓風機出口，鼓出的熱空氣并入無水鹽和聚合鹽生產所用熱空氣管道，目的是盡量多的回收燃磷熱量。該發明用空氣作為導熱介質時，由于空氣的導熱系數很小在0.01～0.04之間，不利于熱量的傳導，熱能利用率低。用反應原料流液作為導熱介質時，換熱設備制造較復雜，生產成本高，安全性要求高。再者該發明未對其母液進行處理就直接進入配料工序或自成系統循環。

磷銨母液出現在磷銨生產中的離心脫水環節，按日產300噸磷銨計，每天約產生200噸磷銨母液，而磷銨母液中磷銨的含量較低，需要返回系統利用必須對其進行濃縮處理。目前，只有少數廠家將黃磷燃燒熱能回收用于溶磷槽的使用或磷酸鹽的脫水，而尚未見用磷銨母液做導熱介質并進行母液濃縮。

發明內容

本發明的目的：為了解決上述現有技術中存在的問題，提高黃磷燃燒熱能的利用率，降低磷酸和磷銨的生產成本，提供一種流程簡單，實用性強的黃磷燃燒熱能濃縮磷銨母液的方法。

本發明是這樣實現的：

一種黃磷燃燒熱能濃縮磷銨母液的方法，將儲罐I的磷銨母液通入黃磷燃燒爐夾套吸熱升溫后進入蒸發器中，在真空的作用下濃縮磷銨母液，濃縮后的濃縮磷銨母液直接送往磷銨車間結晶生產使用或至儲罐II備用，未達到設定溫度的磷銨母液或比重的濃縮磷銨母液，重復輸入黃磷燃燒爐夾套吸熱，結晶離心脫水的磷銨母液，送至儲罐III備用。

以上所述的磷銨母液，控制溫度＜50℃。

以上所述的吸熱升溫，控制溫度90～110℃。

以上所述的濃縮磷銨母液，控制比重1.30～1.45。

黃磷燃燒熱能濃縮磷銨母液的操作過程包括：

打開閥門I和閥門V，關閉閥門II，將儲罐I的磷銨母液通入黃磷燃燒爐夾套吸熱升溫，用循環泵將低濃度磷銨母液送入黃磷燃燒爐夾套循環吸熱升溫，當磷銨母液達到90～110℃后，打開閥門II，關閉閥門V，將90～110℃磷銨母液送入蒸發器，啟動真空泵抽出蒸發器內磷銨母液沸騰蒸發的水分，控制濃縮后的磷銨母液比重在1.30～1.45之間，當磷銨母液比重達到設定要求后，再送往磷銨車間結晶生產使用或輸送至儲罐II儲存備用，未達到設定比重的磷銨母液，打開閥門IV，關閉閥門III，重復輸入黃磷燃燒爐夾套吸熱，結晶離心脫出的磷銨母液儲于儲罐III并泵至儲罐I中供吸收黃磷燃燒熱使用。

本發明的優點及積極效果：