[發明專利]一種濕法磷酸濃縮廢氣回收裝置及其工藝

在審

• 申請號: 201710273329.9
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN107161965A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王建國;汪清華
• 申請（專利權）人: 宜昌東圣磷復肥有限責任公司
• 主分類號: C01B25/234
• 分類號: C01B25/234;B01D53/18;B01D53/14
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙)42231
• 代理人: 黃君軍

技術領域

本發明屬于濕法磷酸濃縮技術領域，更具體地，涉及一種濕法磷酸濃縮廢氣回收裝置及其工藝。

背景技術

我國寶貴的磷礦資源的利用從開發富礦轉向貧礦，以便最大限度地、合理的利用好磷礦這一寶貴的資源，濕法磷酸由于是直接從磷礦石中通過反應生成磷酸從而實現利用磷資源的目的，因此這一方法從長遠來看是今后發展的方向。

濕法磷酸工藝原理和方法采用二水法生產得到的磷酸，其質量分數只有28％左右，而生產磷酸二銨時，磷酸的質量分數要求在48％以上，因此稀磷酸必須通過濃縮處理。磷酸的濃縮被認為是一種困難的操作，這是因為濕法磷酸中含有約2％的H₂SO₄和約2％的H₂SIF₆，具有很強的腐蝕性，同時在加熱濃縮的過程中，稀磷酸中已處于過飽和或飽和狀態的雜質，隨磷酸濃度的不斷升高而析出，并沉積在器壁表面，另外還存在著濃縮過程中廢氣的處理問題。磷酸的濃縮的方法以其加熱方式可分為兩類，即直接加熱和間接加熱蒸發。直接加熱蒸發：直接加熱蒸發是最簡單的方式進行濃縮，磷酸與熱氣體直接接觸，就其設備而言，直接加熱蒸發可以克服中間傳熱蒸發所引起的腐蝕和結垢問題，廣泛應用于磷酸濃縮的直接加熱器有鼓泡濃縮流程浸沒燃燒蒸發器及濕壁蒸發器等。但是在過去的二十幾年里，這類裝置的使用已逐步減少，主要是燃料費用太高和達不到環保要求的廢氣排放標準。間接加熱蒸發：間接加熱蒸發是加熱蒸汽通過傳熱介質(如列管的管壁)向磷酸傳熱，由于磷酸濃縮時，隨著P₂O₅的濃度的提高，傳熱表面上淤渣結垢和設備管道腐蝕問題，會直接影響傳熱性能和結構材料。廣泛應用于磷酸濃縮的間接加熱器有強制循環真空蒸發列管換熱器。濕法磷酸采用蒸汽間接加熱濃縮，磷酸的質量分數在0-75％P₂O₅時，其沸騰平衡氣相中只存在水蒸氣，理論上可以將磷酸濃縮到很高濃度，但是隨著磷酸濃度的提高，同時稀磷酸溶液中某些雜質組分由于溶解度降低而析出沉淀，結果磷酸的粘度上升，使磷酸操作變得很困難。實際生產中，磷酸粘度上升到70MPA.S以上，濃縮操作就難于進行。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種濕法磷酸濃縮廢氣回收裝置及其工藝，以解決現有技術中磷酸濃縮過程中會因粘度較大而難以濃縮、同時磷酸濃縮中產生的廢氣會造成環境污染的技術問題。

為實現上述目的，本發明的一種濕法磷酸濃縮廢氣回收裝置，包括稀磷酸貯槽、石墨換熱器、閃蒸室、強制循環泵、除沫器、第一氟吸收塔、第一氟吸收循環槽、第二氟吸收塔、第二氟吸收循環槽、第一氟洗泵、第二氟洗泵、大氣冷凝器；所述稀磷酸貯槽的料液出口和石墨換熱器的料液出口分別與閃蒸室的料液入口相連；所述石墨換熱器上設有低壓蒸汽進入口；所述閃蒸室的料液出口與強制循環泵的入口相連，所述強制循環泵的循環酸出口與所述石墨換熱器的料液入口相連，所述強制循環泵回路底部設有濃磷酸出口；所述閃蒸室的蒸汽出口與除沫器的入口相連；所述除沫器的酸液出口與強制循環泵的入口相連；所述除沫器的氣相出口與第一氟吸收塔的入口相連；所述第一氟吸收塔的液相出口與第一氟吸收循環槽相連，所述第一氟吸收循環槽與第一氟吸收塔之間還設有第一氟洗泵；所述第一氟吸收塔的氣相出口與第二氟吸收塔的入口相連；所述第二氟吸收塔的液相出口與第二氟吸收循環槽相連，第二氟吸收循環槽與第二氟吸收塔之間還設有第二氟洗泵；所述第二氟吸收塔的氣相出口與大氣冷凝器的入口相連。

本發明的一種濕法磷酸濃縮廢氣回收工藝，采用如上述所述的濕法磷酸濃縮廢氣回收裝置，包括如下步驟：

步驟(1)：存儲于稀磷酸貯槽中的稀磷酸原料由稀磷酸貯槽的料液出口排入至閃蒸室中，石墨換熱器中通入低壓蒸汽對循環酸進行加熱，再由石墨換熱器的料液出口排入至閃蒸室中與稀磷酸混合并于閃蒸室內進行蒸發濃縮成濃磷酸；

步驟(2)：所述濃磷酸由閃蒸室的料液出口進入強制循環泵中，部分濃磷酸由強制循環泵底部回路的濃磷酸出口排出，通過濃磷酸泵輸送至濃磷酸貯槽中存儲；大部分濃磷酸作為循環酸通過強制循環泵輸送至石墨換熱器中形成循環回路繼續循環濃縮；

步驟(3)：所述閃蒸室中蒸發的水蒸氣由閃蒸室的蒸汽出口排出進入除沫器中分離除去水蒸氣中的磷酸霧沫，磷酸霧沫由除沫器的酸液出口進入強制循環泵中繼續循環濃縮，氣體由除沫器的氣相出口進入第一氟吸收塔中；