[發明專利]高純磷酸的生產系統以及生產方法

有效

• 申請號: 202010563833.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111994886B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 高麟;吳志強
• 申請（專利權）人: 成都易態科技有限公司
• 主分類號: C01B25/12
• 分類號: C01B25/12;C01B25/20
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 辜桂芳

本發明公開了高純磷酸的生產系統以及生產方法。高純磷酸的生產系統包括：還原氧化爐，包含磷礦的原料在所述還原氧化爐中發生還原氧化反應生成含有五氧化二磷蒸氣及粉塵的第一氣體；換熱單元，處理所述第一氣體后輸出溫度為365～500℃的第二氣體；高溫過濾單元，對所述第二氣體中的粉塵進行攔截后輸出含塵量≤10mg/Nm³的五氧化二磷蒸氣；冷凝單元，使所述五氧化二磷蒸氣冷凝為含有五氧化二磷固體的第三氣體；低溫過濾單元，對所述第三氣體中的顆粒物進行攔截后得到五氧化二磷固體；固體吸收單元，利用吸收劑吸收所述五氧化二磷固體得到高純磷酸。本發明工藝簡單易控制，可獲得高純、高濃度的磷酸。

技術領域

本發明涉及五氧化二磷的技術領域，具體而言，涉及高純磷酸的生產系統以及生產方法。

背景技術

為了克服電能緊張、硫鐵礦資源不足和高品位磷礦石逐年減少對磷酸生產的影響，八十年代初美國OccidentalResearchCorporation(ORC)提出采用KPA法，即用回轉窯生產磷酸的方法(簡稱窯法磷酸工藝)。該方法是將磷礦石、硅石和碳質還原劑(焦粉或煤粉)送入回轉窯中，在一定溫度下使磷礦中的磷首先以單質磷蒸氣的形式還原揮發出來，然后單質磷蒸氣再在窯的中部空間被通入的空氣氧化成五氧化二磷，最后得到含有五氧化二磷的窯氣。

目前，通常采用水作為吸收劑直接吸收窯氣中五氧化二磷的方式制備磷酸，但是由于爐氣中含有大量的粉塵，直接水化吸收得到的磷酸純度低。

中國發明專利CN101382395B公開了一種高溫窯氣的熱能回收和凈化方法，該方法采用洗滌除塵器對窯氣進行洗滌從而去除窯氣中的粉塵，得到較高純度的五氧化二磷蒸氣，然后再水化吸收得到較高純度的磷酸。但是該方法存在以下缺點：

(1)洗滌除塵的方式可能會導致部分五氧化二磷蒸氣冷凝后與粉塵一同被洗滌除塵器收集，這不僅降低了窯氣中五氧化二磷蒸氣的濃度，而且對洗滌除塵器收集的固體中的五氧化二磷進行回收的工藝復雜；

(2)洗滌除塵的除塵效率差，水化吸收得到的磷酸中仍具有較多的雜質。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供可獲得高純五氧化磷蒸氣的生產設備及應用，以解決現有技術中難以獲得高純五氧化二磷蒸氣的技術問題。

為了實現上述目的，本發明提供了五氧化二磷蒸氣的生產設備及其應用。技術方案如下：

五氧化二磷蒸氣的生產設備包括：

還原氧化爐，包含磷礦的原料在所述還原氧化爐中發生還原氧化反應生成溫度為700～900℃、含有五氧化二磷蒸氣及粉塵的第一氣體；

換熱單元，所述換熱單元處理所述第一氣體后輸出溫度為365～500℃的第二氣體；

高溫過濾單元，所述高溫過濾單元對所述第二氣體中的粉塵進行攔截后輸出含塵量≤10mg/Nm³的五氧化二磷蒸氣。

在該技術方案中，首先通過換熱單元對第一氣體進行換熱，一方面獲得滿足高溫過濾單元承受條件的第二氣體，另一方面回收的熱量可以用于還原氧化爐中原料的預熱；其次通過高溫過濾單元對第二氣體中的粉塵進行物理攔截，使第二氣體中的五氧化二磷蒸氣全部通過，從而可以獲得高濃度和高純度的五氧化二磷蒸氣。制備得到的五氧化二磷蒸氣既可以冷凝為高純的五氧化二磷固體產品，也可以水化吸收為高純的磷酸產品，應用更加廣泛。可見，本發明的五氧化二磷蒸氣的生產設備的結構簡單，實用性強。

進一步地是，所述換熱單元處理所述第一氣體后輸出溫度為380～450℃的第二氣體。

進一步地是，所述高溫過濾單元對所述第二氣體中的粉塵進行攔截后輸出含塵量≤5mg/Nm³的五氧化二磷蒸氣。

進一步地是，所述高溫過濾單元的過濾介質為金屬陶瓷、金屬網、金屬多孔膜或金屬纖維氈。