一種熱法磷酸與五氧化二磷耦合生產(chǎn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種熱法磷酸與五氧化二磷耦合生產(chǎn)裝置，屬于化學(xué)工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]五氧化二磷在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域上有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用途徑，是相關(guān)磷精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)的主要原料。五氧化二磷是制造高純磷酸、磷化物、磷酸酯、磷系阻燃材料的主要原料，在有機(jī)合成工業(yè)作為合成脫水劑，制糖工業(yè)中用作精制劑，滌綸工業(yè)中作為靜電防止劑，還用于制造五氧化二磷氣溶膠、合成藥品和光學(xué)玻璃等；近年來(lái)國(guó)外五氧化二磷大量用于制造表面活性劑的中間體:酸式烷基磷酸酯，以它為原料制得的一烷基酯用于重垢液體洗滌劑、紡織纖維用乳化劑、浸潤(rùn)劑、抗靜電劑等，二烷基酯用作農(nóng)藥、油基切削液、冷卻油、極壓添加劑和油品化學(xué)的乳化劑、油基涂料的分散劑、化妝品乳化劑、脫模劑等，從而進(jìn)一步開(kāi)拓了五氧化二磷的市場(chǎng)。
[0003]五氧化二磷連續(xù)法生產(chǎn)，其關(guān)鍵要素之一是空氣干燥，空氣干燥決定了裝置產(chǎn)品的質(zhì)量、開(kāi)車(chē)周期與能源消耗的高低。目前連續(xù)法五氧化二磷的空氣干燥法主要為硫酸法、固體吸附+冷凍干燥法。硫酸是一種性能良好、廣泛應(yīng)用的干燥劑，但在沒(méi)有硫酸生產(chǎn)的企業(yè)存在以下三個(gè)問(wèn)題，一是硫酸原料的運(yùn)輸存在安全性問(wèn)題，二是干燥后稀硫酸存在再次運(yùn)輸和銷(xiāo)售問(wèn)題，三是硫酸干燥過(guò)程中的腐蝕與安全問(wèn)題。而采用固體吸附+冷凍干燥的工藝，投資高、能耗高，每生產(chǎn)一噸五氧化二磷，干燥電耗達(dá)350kWh。所以仍需對(duì)現(xiàn)有的空氣干燥方法進(jìn)行改進(jìn)，以提供一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種熱法磷酸與五氧化二磷耦合生產(chǎn)裝置，利用熱法磷酸中間產(chǎn)品多聚磷酸的強(qiáng)吸水性，用多聚磷酸作為空氣干燥劑，實(shí)現(xiàn)兩種產(chǎn)品的工藝閉路循環(huán)，將五氧化二磷與熱法磷酸耦合聯(lián)產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明裝置包括鼓風(fēng)機(jī)1、干燥塔2、五氧化二磷燃燒塔3、冷析器4、熱法磷酸燃燒塔5、一級(jí)吸收塔6、二級(jí)吸收塔7、引風(fēng)機(jī)8、文丘里9，鼓風(fēng)機(jī)1與干燥塔2的氣體入口連接，干燥塔2通過(guò)五氧化二磷燃燒塔3與冷析器4連接，熱法磷酸燃燒塔5與一級(jí)吸收塔6連接，一級(jí)吸收塔6與干燥塔2連接并形成閉路循環(huán)，一級(jí)吸收塔6與二級(jí)吸收塔7連接，二級(jí)吸收塔7通過(guò)引風(fēng)機(jī)8與文丘里9連接。
[0006]所述干燥塔2為帶噴頭的空塔或動(dòng)力波塔。
[0007]當(dāng)采用帶噴頭的空塔作為干燥塔2時(shí)，根據(jù)空氣中含水量的高低，干燥塔內(nèi)的噴頭可以是一層、兩層或三層；空塔氣速1.5-4.5m/s，液氣比0.002-0.03m3/m3。
[0008]當(dāng)采用動(dòng)力波塔為干燥塔時(shí)，根據(jù)空氣中含水量的高低，動(dòng)力波內(nèi)的噴頭可以是一層或兩層；空塔氣速15~30m/s，液氣比0.005-0.05m3/m3，該動(dòng)力波塔為常規(guī)設(shè)備，例如采用申請(qǐng)?zhí)枮?01410496526.3中的動(dòng)力波吸收塔結(jié)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明干燥塔中的噴頭10包括中空的噴頭主體、雙孔渦旋導(dǎo)流器，噴頭主體上開(kāi)有入液口和出液口，雙孔渦旋導(dǎo)流器設(shè)置在噴頭主體內(nèi)，其中出液口直徑是噴頭主體直徑的 1/4 ?1/2。
[0010]所述雙孔渦旋導(dǎo)流器由兩片S型薄片組成，兩薄片交叉設(shè)置后形成兩個(gè)導(dǎo)流孔。
[0011]本發(fā)明裝置中采用工業(yè)多聚磷酸作為液體干燥劑，利用多聚磷酸表面的水蒸氣分壓遠(yuǎn)低于濕空氣中的水蒸氣分壓的特點(diǎn)，在壓力梯度的作用下，將空氣中的水分吸收到多聚磷酸內(nèi)，從而脫除空氣中的水分。
[0012]多聚磷酸作為液體干燥劑的質(zhì)量百分比濃度為100%~120% (以H3P(U+)。
[0013]根據(jù)磷酸濃度的不同，多聚磷酸的酸溫控制在100~200°C。
[0014]本裝置采用多聚磷酸作為干燥劑的脫水率為95% ~99%。
[0015]本發(fā)明提供一種五氧化二磷與熱法磷酸耦合聯(lián)產(chǎn)裝置，可以實(shí)現(xiàn)兩種產(chǎn)品的工藝閉路循環(huán)；多聚磷酸是熱法磷酸生產(chǎn)工藝過(guò)程的中間產(chǎn)物，在其產(chǎn)出后先進(jìn)入干燥塔進(jìn)行空氣干燥，然后返回進(jìn)入下一工序，而干燥后的空氣脫水率高、質(zhì)量好，可直接通入五氧化二磷生產(chǎn)裝置進(jìn)行利用。與其他方法相比，該耦合裝置不但可以降低干燥設(shè)備的制造以及維護(hù)費(fèi)用，而且還可提高工業(yè)生產(chǎn)的安全性，無(wú)副產(chǎn)物，脫水效率高，能耗低，處理氣體大，安全可靠，占地面積小，無(wú)副產(chǎn)物，設(shè)備運(yùn)行與維修成本低，同時(shí)提高了五氧化二磷產(chǎn)品的質(zhì)量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明熱法磷酸與五氧化二磷耦合生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明噴頭中部剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明雙孔渦旋導(dǎo)流器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中鼓風(fēng)機(jī)；2_干燥塔；3_五氧化二磷燃燒塔；4_冷析器；5_熱法磷酸燃燒塔；6- 一級(jí)吸收塔；7_ 二級(jí)吸收塔；8_引風(fēng)機(jī)；9_文丘里；10_噴頭；11-薄片；12_導(dǎo)流孔；13-雙孔渦旋導(dǎo)流器；14-入液口 ；15_出液口 ； 16-噴頭主體。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。
[0018]實(shí)施例1:如圖1所示，本熱法磷酸與五氧化二磷耦合生產(chǎn)裝置包括鼓風(fēng)機(jī)1、干燥塔2、五氧化二磷燃燒塔3、冷析器4、熱法磷酸燃燒塔5、一級(jí)吸收塔6、二級(jí)吸收塔7、引風(fēng)機(jī)8、文丘里9，鼓風(fēng)機(jī)1與干燥塔2的氣體入口連接，干燥塔2通過(guò)五氧化二磷燃燒塔3與冷析器4連接，熱法磷酸燃燒塔5與一級(jí)吸收塔6連接，一級(jí)吸收塔6與干燥塔2連接并形成閉路循環(huán)，一級(jí)吸收塔6與二級(jí)吸收塔7連接，通過(guò)引風(fēng)機(jī)8與文丘里9連接；其中干燥塔2為帶噴頭的空塔，干燥塔內(nèi)的噴頭10設(shè)置三層，每層2個(gè)，干燥塔中的噴頭10包括中空的噴頭主體16、雙孔渦旋導(dǎo)流器13，噴頭主體上開(kāi)有入液口 14和出液口 15，雙孔渦旋導(dǎo)流器設(shè)置在噴頭主體內(nèi)，其中出液口 15直徑是噴頭主體16直徑的1/2，雙孔渦旋導(dǎo)流器由兩片S型薄片11組成，兩薄片交叉設(shè)置后形成兩個(gè)導(dǎo)流孔12 ;
使用時(shí)，黃磷與自然空氣在熱法磷酸燃燒塔5燃燒，燃燒形成的五氧化二磷進(jìn)入一級(jí)吸收塔6吸收得到多聚磷酸，多聚磷酸送至干燥塔2通過(guò)噴頭10霧化，噴淋速度快，霧化均勻，使空氣與質(zhì)量百分比濃度115%多聚磷酸逆流接觸，多聚磷酸自上而下噴灑，自然空氣自下而上流動(dòng)，控制空塔氣速2.5m/