[發明專利]一種粗品焦磷酸鈉回收精制三聚磷酸鈉系統及制備方法

在審

• 申請號: 201911139780.7
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN112824319A
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 余傳林;張翔武;王祺;關小川;趙洪宇;宋愛軍;梁麗娟;程坤乾;谷長智;余世玉;喬忠喜;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 大連科林能源工程技術開發有限公司
• 主分類號: C01B25/41
• 分類號: C01B25/41
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 楊瑾

1.一種粗品焦磷酸鈉回收精制三聚磷酸鈉系統，其特征在于：包括粉碎機（1），所述粉碎機（1）下端與螺旋輸送機A（2）入口相連接，所述螺旋輸送機A（2）出口與溶鹽槽（3）入口相連接，所述溶鹽槽（3）下端連接有脫鹽泥漿泵（4），所述脫鹽泥漿泵（4）出口與過濾機A（5）相連接，所述過濾機A（5）下端與螺旋輸送機B（6）相連接，所述螺旋輸送機B（6）出口與化料槽（7）入口相連接，所述化料槽（7）下端通過管道與周轉泵A（8）入口相連接，所述周轉泵A（8）出口與高壓解聚釜（9）入口相連接，所述高壓解聚釜（9）下端通過管道連接有二鈉輸送泵（10），所述化料槽（7）右側與高壓解聚釜（9）右側分別通過管道連接有熱水泵（13）和熱水槽（14），所述二鈉輸送泵（10）出口與過濾機B（11）入口相連接，所述過濾機B（11）下端連接有周轉泵B（12），所述過濾機B（11）右側通過管道與焚燒處理裝置（15）相連接，所述周轉泵B（12）出口通過管道與脫鐵前濾液儲槽（16）入口相連接，所述脫鐵濾液儲槽（16）下端連接有周轉泵C（17），所述周轉泵C（17）出口通過管道與脫鐵反應釜（18）入口相連接，所述脫鐵反應釜（18）下端連接有周轉泵D（19），所述周轉泵D（19）出口通過管道與過濾機C（20）入口相連接，所述過濾機C（20）下端連接有周轉泵E（21），所述過濾機C（20）右側通過管道與廢物收集箱（22）連接，所述周轉泵E（21）出口通過管道與粗調調酸槽（25）入口相連接，所述粗調調酸槽（25）左側設有磷酸儲罐（23），所述磷酸儲罐（23）出口與磷酸泵（24）相連接，所述粗調調酸槽（25）左端通過管道與磷酸泵（24）出口相連接，所述粗調調酸槽（25）下端連接有輸料泵A（26），所述輸料泵A（26）通過管道與脫鐵后濾液儲槽（27）相連接，所述脫鐵后濾液儲槽（27）下端連接有輸料泵B（28），所述輸料泵B（28）通過管道與精調調酸槽（29）相連接，所述精調調酸槽（29）左端通過管道與磷酸泵（24）相連接，所述精調調酸槽（29）右端通過管道連接有液堿泵（30），所述液堿泵（30）入口與液堿儲槽（31）出口通過管道連接，所述精調調酸槽（29）下端連接有高壓柱塞泵（32），所述高壓柱塞泵（32）通過管道與聚合爐（33）相連接，所述聚合爐（33）下端連接有滾筒冷卻機（36） ，所述聚合爐（33）煙道與旋風除塵器（34）相連接，所述旋風除塵器（34）與滾筒冷卻機（36）之間設有螺旋輸送機C（37），所述螺旋輸送機C（37）入口與旋風除塵器（34）下端連接，所述螺旋輸送機C（37）輸料出口與滾筒冷卻機（36）入口相連，所述旋風除塵器（34）通過煙道連接有尾氣風機（35），所述滾筒冷卻機（36）下端與打包裝置（38）相連接。

2.根據權利要求1所述的一種粗品焦磷酸鈉回收精制三聚磷酸鈉系統，其特征在于：所述化料槽（7）左側連接有蒸汽管和清水管，所述化料槽（7）右下端與高壓解聚釜（9）右上端之間連接有乏汽管道，所述高壓解聚釜（9）左側連接有蒸汽管道，所述溶鹽槽（3）和化料槽（7）內部都設有攪拌器。

3.根據權利要求1所述的一種粗品焦磷酸鈉回收精制三聚磷酸鈉系統，其特征在于：所述過濾機A（5）右側通過管道并入到污水處理廠主管道。

4.根據權利要求1所述的一種粗品焦磷酸鈉回收精制三聚磷酸鈉系統，其特征在于：所述聚合爐（33）左端連接有空氣管道和天然氣管道，所述尾氣風機（35）右側通過煙道并入到焚燒裝置急冷塔前煙道。

5.根據權利要求1所述的一種粗品焦磷酸鈉回收精制三聚磷酸鈉系統，其特征在于：所述脫鐵反應釜（18）左端連接有脫鐵劑管道，所述脫鐵劑為Na₂S。

6.一種利用如權利要求1所述的一種粗品焦磷酸鈉回收精制三聚磷酸鈉系統的制備方法，其特征在于：該制備方法包括如下步驟：

第一步，將廢粗焦鈉送到本系統粉碎機（1）粉碎后，經螺旋輸送機A（2）送到溶鹽槽（3），清水通過管道輸送到溶鹽槽（3）中，利用焦磷酸鈉與其他雜鹽（主要是氯化鈉）在常溫下溶解度不同的原理，將雜鹽溶解，經過脫鹽泥漿泵（4）將溶鹽槽（3）中的溶液輸送到過濾機A（5），濾出的濾渣為焦磷酸鈉固體，經過螺旋輸送機B（6）送入化料槽（7）中；

第二步，通過管道向化料槽（7）通入蒸汽和清水，控制化料槽（7）內溫度于85℃～95℃，將焦磷酸鈉固體溶解，并通過周轉泵A（8）將焦磷酸鈉溶液送到高壓解聚釜（9）中；

第三步，蒸汽通過管道通入高壓解聚釜（9）中，保持高壓解聚釜（9）內壓力為0.3MPa，溫度120℃，反應時間為3小時，將焦磷酸鈉解聚為磷酸氫二鈉，原理為：

Na₄P₂O₇＋H₂O =2Na₂HPO₄

第四步，高壓解聚后的磷酸氫二鈉溶液通過二鈉輸送泵（10）送到過濾機B（11），過濾出炭黑等固體雜質，過濾好的磷酸氫二鈉溶液通過周轉泵B（12）送到脫鐵前濾液儲槽（16）進行中轉，再通過周轉泵C（17）送到脫鐵反應釜（18）中，通過脫鐵劑管道向脫鐵反應釜（18）中加入脫鐵劑（Na₂S），使溶液中的鐵離子和脫鐵劑反應生成硫化鐵沉淀物，然后通過周轉泵D（19）將脫鐵后溶液送到過濾機C（20），過濾出硫化鐵沉淀物；

第五步，濾液通過周轉泵E（21）送到粗調調酸槽（25）中，將磷酸儲槽（23）中的85%濃度的磷酸通過磷酸泵（24）送到粗調調酸槽（25）中，控制磷酸的加入量，使溶液PH接近中性，磷酸與磷酸氫二鈉反應，生成磷酸二氫鈉，原理為：

H₃PO₄+ 5Na₂HPO₄=4Na₂HPO₄+2NaH₂PO₄；

第六步，粗調后的溶液通過輸料泵A（26）送到脫鐵后濾液儲槽（27）中，再經過輸料泵B（28）送到精調調酸槽（29）中，將磷酸儲槽（23）中的85%濃度的磷酸通過磷酸泵（24）送到精調調酸槽（29）中，將堿液儲槽（31）中的32%濃度的堿液通過堿液泵（30）送到精調調酸槽（29）中，磷酸和堿液在精調調酸槽（29）內發生中和反應，生成磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉，控制中和度為66.4%～67.5%，中和反應原理為：

3H₃PO₄+5NaOH=2Na₂HPO₄+NaH₂PO₄+5H₂O；

中和度的定義為：磷酸氫二鈉的摩爾數占磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉摩爾數之和的百分比；

第七步，精調后的溶液通過高壓柱塞泵（32）霧化后送入聚合爐（33），通過燃燒天然氣將聚合爐（33）加熱，控制溫度在380℃～420℃，磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉在此溫度下合成三聚磷酸鈉，原理為：

2Na₂HPO₄+NaH₂PO₄=Na₅P₃O₁₀+2H₂O；

第八步，生成的固體三聚磷酸鈉落進滾筒冷卻機（36）冷卻，煙氣中攜帶少量的固體三聚磷酸鈉進入旋風分離器（34），分離下來的固體三聚磷酸鈉通過螺旋輸送機C（37）也送入滾筒冷卻機（36）中，最后的固體三聚磷酸鈉進入打包裝置（38）進行打包處理。