本發(fā)明屬磷化工行業(yè)，尤其是磷酸生產(chǎn)方法技術(shù)。

技術(shù)背景

磷酸的制備生產(chǎn)工藝一般有下列兩種:①熱法黃磷燃燒生成p2o5氣體,通過水或稀磷酸循環(huán)吸收制得磷酸，燃燒和水合分別在不同的塔內(nèi)完成；②濕法磷酸通過硫酸萃取磷礦漿提取，濃縮制得磷酸。

目前熱法磷酸基本上是采用黃磷燃燒-水合酸霧捕集的兩步法工藝流程生產(chǎn)85％工業(yè)磷酸、多聚磷酸。

磷燃燒,每燃燒一噸黃磷產(chǎn)生24392mj(5.826x10⁶kcal)熱量。氣體在無任何冷卻的情況下，即使空氣過剩系數(shù)達(dá)1.5，燃燒火焰溫度也將高達(dá)2000℃以上。為了防止燃燒設(shè)備不被高溫氣體燒壞、腐蝕，保證工藝生產(chǎn)的順利進(jìn)行，目前的兩種生產(chǎn)工藝都是用水或稀磷酸將熱量帶走，水和稀磷酸冷卻后循環(huán)吸收。通常在生產(chǎn)工藝控制過程中,為保證材質(zhì)不被腐蝕,當(dāng)產(chǎn)品為85％工業(yè)磷酸時(shí)，要求酸溫＜80℃，水溫＜60℃,這部份由水或酸帶出的低品位熱能難于進(jìn)一步利用。而生產(chǎn)系統(tǒng)中的熔磷、供磷設(shè)備及其相關(guān)管線，為保證黃磷的流動(dòng)及霧化燃燒，要求黃磷處于液相狀態(tài)，需要另外設(shè)置燃煤鍋爐供給蒸汽，形成生產(chǎn)系統(tǒng)中需要外部供給熱量而自身產(chǎn)生的大量燃燒熱能因不能合理利用而造成浪費(fèi)的不合理現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足而本著采用“技術(shù)含量高、生產(chǎn)成本低，三廢少，易治理”的原則，提供一種“燃燒-水合三級(jí)吸收酸霧捕集生產(chǎn)多聚磷酸”的兩步法工藝方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

85％磷酸、116％多聚磷酸生產(chǎn)工藝方法，本發(fā)明特征在于，分為兩個(gè)步驟：(一)燃燒吸收

將符合規(guī)定質(zhì)量指標(biāo)的黃磷用熱水熔化為液態(tài)，用一次壓縮空氣將黃磷霧化后與二次空氣一起在燃燒塔內(nèi)燃燒，燃燒完全后的含p2o5(p4o10)的混合工藝氣體經(jīng)水化塔和一級(jí)級(jí)吸收塔的循環(huán)稀磷酸逐步吸收，二級(jí)級(jí)吸收塔的循環(huán)稀磷酸逐步循環(huán)稀磷酸在反復(fù)的循環(huán)吸收中濃度不斷提高而達(dá)到規(guī)定濃度，達(dá)到規(guī)定濃度的磷酸經(jīng)過濾、冷卻、計(jì)量包裝入庫；吸收剩余的尾氣經(jīng)文丘里、纖維除霧器等處理達(dá)到國家尾氣排放要求后排入大氣；

(二)凈化、脫砷

將五硫化二磷送入反應(yīng)罐進(jìn)行反應(yīng)，再進(jìn)入沉降槽沉降，后送至特種板框壓濾機(jī)壓濾，再經(jīng)曝氣罐進(jìn)行曝氣，產(chǎn)生硫化氫氣體排放；其中送至特種板框壓濾機(jī)壓濾的砷渣被收集，在進(jìn)入曝氣罐經(jīng)曝氣后，產(chǎn)品檢驗(yàn)合格后，通過產(chǎn)成品槽計(jì)量，直接得到磷酸、多聚磷酸成品，包裝。

本發(fā)明的有益效果是：將傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝一步法燃燒吸吸收、水合為一步法，過去供磷方法采用壓磷至噴槍，本方法直接采用供磷泵直接供噴槍，傳統(tǒng)凈化過濾工藝方法采用抽真空或蒸汽噴射克服了操作上難度和凈化效果，現(xiàn)在改為板框壓濾機(jī)，根據(jù)不同產(chǎn)品采用不同結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，過去反應(yīng)罐材質(zhì)選用搪瓷玻璃，使用壽命短不容易更換，經(jīng)反復(fù)試用材質(zhì)316l不銹鋼夾套并裝有空氣攪拌，可不需更換，能長周期運(yùn)行，不需加傳動(dòng)裝置攪拌，曝氣脫砷設(shè)備，材質(zhì)采用搪瓷玻璃使用，經(jīng)反復(fù)試用材質(zhì)316l不銹鋼帶夾套并裝有空氣攪拌，由于比重過大按過去生產(chǎn)多聚磷酸的循環(huán)泵不能正常使用，重大改進(jìn)后能正常長周期連續(xù)運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的燃燒吸收?qǐng)D；

圖2為本發(fā)明的凈化、脫砷圖；

圖3為工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

見圖1，新型磷酸、多聚磷酸生產(chǎn)工藝方法，本發(fā)明特征在于，分為兩個(gè)步驟：(一)燃燒吸收

將符合規(guī)定質(zhì)量指標(biāo)的黃磷用熱水熔化為液態(tài)，用一次壓縮空氣將黃磷霧化后與二次空氣一起在燃燒塔內(nèi)燃燒，燃燒完全后的含p2o5(p4o10)的混合工藝氣體經(jīng)水化塔和一級(jí)級(jí)吸收塔的循環(huán)稀磷酸逐步吸收，二級(jí)級(jí)吸收塔的循環(huán)稀磷酸逐步循環(huán)稀磷酸在反復(fù)的循環(huán)吸收中濃度不斷提高而達(dá)到規(guī)定濃度，達(dá)到規(guī)定濃度的磷酸經(jīng)過濾、冷卻、計(jì)量包裝入庫；吸收剩余的尾氣經(jīng)文丘里、纖維除霧器等處理達(dá)到國家尾氣排放要求后排入大氣；

(二)凈化、脫砷

見圖2，將五硫化二磷與干壓縮空氣一同送入反應(yīng)罐進(jìn)行反應(yīng)，再進(jìn)入沉降槽攪拌、沉降，后送至特種板框壓濾機(jī)壓濾，再經(jīng)曝氣罐進(jìn)行曝氣，硫化氫氣體排放；其中送至特種板框壓濾機(jī)壓濾的砷渣被收集，在進(jìn)入曝氣罐，經(jīng)曝氣后產(chǎn)品檢驗(yàn)合格后，通過產(chǎn)成品槽計(jì)量，直接得到磷酸、多聚磷酸成品，包裝。

本發(fā)明主要設(shè)備的選擇

根據(jù)工藝要求，結(jié)合多年來的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過對(duì)國內(nèi)外設(shè)備生產(chǎn)廠家

的資料調(diào)研確定，項(xiàng)目的主要生產(chǎn)設(shè)備。

20000噸/年磷酸裝置主要設(shè)備一覽表

(1)燃燒塔進(jìn)氣采用普通空氣，工藝中不需要干燥空氣及其相應(yīng)的干燥設(shè)備。為避免高溫磷蒸汽的腐蝕，國外某些專利提出了進(jìn)入燃燒塔的一次空氣和二次空氣都必須使用干燥空氣或嚴(yán)格控制空氣濕度的方案。本技術(shù)在磷燃燒的工藝過程中可以使用普通空氣，工藝中也不再需要干燥空氣及其相應(yīng)的干燥設(shè)備，降低了設(shè)備投資及生產(chǎn)成本。

(2)完成了燃燒塔保護(hù)膜的成膜機(jī)理研究，從設(shè)備及工藝控制方面解決了高溫腐蝕性氣體對(duì)材質(zhì)的腐蝕問題。從技術(shù)上取得了實(shí)質(zhì)性突破。

(3)余熱回收的方法與裝置——燃燒塔與余熱回收裝置的整體設(shè)計(jì)——回收的余熱能產(chǎn)生適用蒸汽。提出的將磷燃燒塔與余熱回收裝置進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，能有效提高余熱回收效率及利用燃燒空間，并能有效利用熱源，降低消耗，節(jié)約大量燃煤，從而降低二氧化碳的排放，符合國家環(huán)保項(xiàng)目。

(4)少量砷渣收集進(jìn)入干燥、包裝送往處置中心。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
新型磷酸、多聚磷酸生產(chǎn)工藝方法，其特征在于，分為兩個(gè)步驟：燃燒吸收和凈化、脫砷；將傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝一步法燃燒吸吸收、水合為一步法，直接采用供磷泵直接供噴槍，改為板框壓濾機(jī)，根據(jù)不同產(chǎn)品采用不同結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，采用材質(zhì)316L不銹鋼夾套并裝有空氣攪拌，可不需更換，能長周期運(yùn)行，不需加傳動(dòng)裝置攪拌；采用“技術(shù)含量高、生產(chǎn)成本低，三廢少，易治理”的原則，提供一種“燃燒?水合三級(jí)吸收酸霧捕集生產(chǎn)多聚磷酸”的兩步法工藝方法。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘七生;耿忠平;朱恒洲;李松;郭逢春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明風(fēng)動(dòng)新技術(shù)集團(tuán)發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.10
技術(shù)公布日：2017.08.18