專(zhuān)利名稱(chēng)：一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磷化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
磷是重要的生命元素，食品添加劑磷酸作為酸味劑、酵母的營(yíng)養(yǎng)劑，廣泛用于食品工業(yè)。食品級(jí)磷酸中的雜質(zhì)指標(biāo)要求特別嚴(yán)格。目前，食品級(jí)磷酸生產(chǎn)主要采用工業(yè)磷酸為原料，生產(chǎn)過(guò)程中雜質(zhì)的脫除尤其是砷的脫除技術(shù)極為重要。磷酸脫砷的方法主要有①硫化物沉淀法通過(guò)在磷酸原料中加入某種沉淀劑，使其生產(chǎn)難溶或不溶化合物析出，然后通過(guò)過(guò)濾器分離而得到低砷磷酸產(chǎn)品。②溶劑萃取法基于磷酸可溶于有機(jī)溶劑中，而雜質(zhì)砷則被萃取出，從而使其分離。③離子交換法用強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂處理磷酸，從而除去雜質(zhì)砷。硫化物沉淀法因?yàn)樗璨襟E和設(shè)備簡(jiǎn)單且脫砷效果好，是最常用的脫砷方法。磷酸硫化物沉淀法脫砷的原理如下
2P2S5 + 16H20 — 4H3P04 + IOH2S H3AsO4 + H2S — H3AsO3 + H2O + S IH3AsO3 + 3H2S — 6Η20 + As2S3 I
在已有技術(shù)中，食品級(jí)磷酸生產(chǎn)工藝路線(xiàn)分為熱法和濕法兩種。兩種路線(xiàn)生產(chǎn)食品級(jí)磷酸的關(guān)鍵技術(shù)都是雜質(zhì)的脫除。如中國(guó)專(zhuān)利200910062940. 2提出了一種用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級(jí)磷酸的方法，通過(guò)加入活性二氧化硅做脫氟劑，加入硫化鈉溶液或者五硫化二磷固體做脫砷脫鉛劑，過(guò)濾之后，將濾液送往曝氣工段，不斷鼓入空氣并攪拌，最后過(guò)濾得到食品級(jí)磷酸。此方法成本低廉，能耗少、無(wú)污染?！抖嗑哿姿峒捌涿撋楣に囇芯俊?云南化工，2007，34 (4) :63 66) —文中，介紹了多聚磷酸與普通熱法磷酸物化性質(zhì)的差異以及目前國(guó)內(nèi)外多聚磷酸的現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景，提出了雜質(zhì)砷對(duì)多聚磷酸的影響并概述了目前磷酸廣泛采用的幾種脫砷方法。該文指出，將配制的脫砷劑加入到反應(yīng)釜中與磷酸中的亞砷酸反應(yīng)，生成As2S3沉淀，然后將含As2S3的磷酸泵送到脫氣塔中脫去多余的H2S氣體，再送到過(guò)濾器中進(jìn)行過(guò)濾，磷酸產(chǎn)品進(jìn)入成品槽，濾渣As2S3進(jìn)入渣筒，尾氣經(jīng)洗滌塔洗滌達(dá)標(biāo)后經(jīng)風(fēng)機(jī)排放到大氣中。《由工業(yè)磷酸連續(xù)操作生產(chǎn)食品級(jí)磷酸》(硫磷設(shè)計(jì)與粉體工程，2005，6 27 30) 一文及《淺談連續(xù)熱法食品級(jí)磷酸生產(chǎn)》(貴州化工，2005，30 (4) 43 45)—文中，都提到了食品級(jí)磷酸生產(chǎn)中脫砷反應(yīng)后殘余硫化氫氣體的脫除方法。該法是通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)鼓入空氣對(duì)脫砷磷酸吹脫除去硫化氫，吹脫的硫化氫氣體用碳酸鈉溶液吸收，所得硫化鈉溶液用于生產(chǎn)其他對(duì)硫含量要求不高的磷酸鹽。過(guò)濾收集到的砷渣經(jīng)洗滌、干燥后運(yùn)往砷品廠。此法操作簡(jiǎn)單，除雜效果好，避免硫化氫氣體直接排放造成環(huán)境污染，但其吸收劑使用碳酸鈉，引入鈉離子，一定程度上造成二次污染。從經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益分析，此法不是最佳選擇。我們依據(jù)多年對(duì)已有用于食品級(jí)磷酸脫砷反應(yīng)技術(shù)的研究，結(jié)合磷酸生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，研究發(fā)明了一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器。經(jīng)查其余文獻(xiàn)，在食品級(jí)磷酸脫砷反應(yīng)中，均未有使用斜角噴射攪拌的反應(yīng)設(shè)備。采用本發(fā)明連續(xù)脫砷反應(yīng)器，可以獲得更充分高效的攪拌反 應(yīng)效果，大大縮短工業(yè)磷酸的脫砷反應(yīng)的循環(huán)時(shí)間，提高食品級(jí)磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決食品級(jí)磷酸生產(chǎn)過(guò)程脫砷凈化的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，改善反應(yīng)物料的攪拌狀況，縮短脫砷反應(yīng)的時(shí)間，提高食品級(jí)磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性，提供一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器。本發(fā)明的技術(shù)方案是
采用循環(huán)泵將工業(yè)磷酸輸送至斜角噴頭，工業(yè)磷酸在高壓下經(jīng)過(guò)噴嘴以高速度射出，向反應(yīng)槽內(nèi)已混有五硫化二磷脫砷劑的工業(yè)磷酸進(jìn)行強(qiáng)烈噴射，實(shí)現(xiàn)整體紊流攪拌，使五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸能夠快速充分地混合反應(yīng)，從而縮短工業(yè)磷酸脫砷反應(yīng)的循環(huán)時(shí)間，提高食品級(jí)磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器，主要設(shè)置有脫砷反應(yīng)槽、循環(huán)泵和斜角噴頭并依次循環(huán)連接；所述的脫砷反應(yīng)槽設(shè)置有斜角噴頭的進(jìn)酸口、液封放空口、出酸口、進(jìn)料口、P2S5投料口、閥門(mén)I和閥門(mén)II，脫砷反應(yīng)槽的頂部分別設(shè)置液封放空口、進(jìn)料口和P2S5投料口，液封放空口與脫砷反應(yīng)槽之間設(shè)置閥門(mén)I，進(jìn)料口與脫砷反應(yīng)槽之間設(shè)置閥門(mén)II ,P2S5投料口分別設(shè)置脫砷反應(yīng)槽的頂部，頂蓋用法蘭與P2S5投料口連接，閥門(mén)IV設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽的出酸口，閥門(mén)IV用法蘭與循環(huán)泵的進(jìn)料口連接，斜角噴頭設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽的下部。以上所述的斜角噴頭設(shè)置與脫砷反應(yīng)槽的出酸口相對(duì)，并與脫砷反應(yīng)槽底面形成一定的角度，斜角噴頭的進(jìn)酸口通過(guò)閥門(mén)III與循環(huán)管連接。以上所述的一定的角度是斜角噴頭與脫砷反應(yīng)槽底面的角度為1(Γ45度。以上所述的循環(huán)泵出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與斜角噴頭的進(jìn)酸口、閥門(mén)III和循環(huán)管依次連接，另一支經(jīng)閥門(mén)V和出料口與通往外設(shè)的過(guò)濾裝置連接，第三支與循環(huán)泵出口連接。以上所述的斜角噴頭、脫砷反應(yīng)槽、循環(huán)管、液封放空管、循環(huán)泵、法蘭選用不銹鋼材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
采用循環(huán)泵將工業(yè)磷酸輸送至斜角噴頭，工業(yè)磷酸在加壓下從噴嘴高速射出，向脫砷反應(yīng)槽內(nèi)混有五硫化二磷的工業(yè)磷酸劇烈噴射，實(shí)現(xiàn)紊流整體攪拌，使工業(yè)磷酸與五硫化二磷充分混合反應(yīng)，縮短了脫砷反應(yīng)的循環(huán)時(shí)間，提高了食品級(jí)磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性。


附圖1:為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)識(shí)1、脫砷反應(yīng)槽；2、P2S5投料口 ；3、頂蓋；4、液封放空口 ；5、閥門(mén)I ;6、進(jìn)料口 、閥門(mén)II ;8、斜角噴頭；9、進(jìn)酸口 ；10、閥門(mén)III ;11、循環(huán)管；12、出酸口 ；13、閥門(mén)IV ；14、循環(huán)泵；15、閥門(mén)V ;16、出料口。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)描述。
實(shí)施例1:
本裝置主要設(shè)置有脫砷反應(yīng)槽1、循環(huán)泵14和斜角噴頭8并依次循環(huán)連接；脫砷反應(yīng)槽I設(shè)置有斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9、液封放空口 4、出酸口 12、進(jìn)料口 6、P2S5投料口 2、閥門(mén)I 5和閥門(mén)II 7，脫砷反應(yīng)槽I的上部分別設(shè)置液封放空口 4、進(jìn)料口 6和P2S5投料口 2，液封放空口 4與脫砷反應(yīng)槽I之間設(shè)置閥門(mén)I 5，進(jìn)料口 6與脫砷反應(yīng)槽I之間設(shè)置閥門(mén)II 7，P2S5投料口 2設(shè)置頂蓋3，頂蓋3用法蘭與P2S5投料口 2連接，閥門(mén)IV 13設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽I下部的出酸口 12，閥門(mén)IV 13用法蘭與循環(huán)泵14的進(jìn)料口連接，斜角噴頭8設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽I的下部并與脫砷反應(yīng)槽I底面形成一定的角度。斜角噴頭8設(shè)置與脫砷反應(yīng)槽I的出酸口 12相對(duì)，斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9通過(guò)閥門(mén)III 10與循環(huán)管11連接。斜角噴頭8與脫砷反應(yīng)槽I底面的角度為25度。循環(huán)泵14出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9、閥門(mén)III 10和循環(huán)管11依次連接，另一支經(jīng)閥門(mén)V 15和出料口 16與通往外設(shè)的過(guò)濾裝置連接，第三支與循環(huán)泵14出口連接。斜角噴頭8、脫砷反應(yīng)槽1、循環(huán)管11、液封放空口 4、循環(huán)泵14、法蘭選用不銹鋼材 料。工作時(shí)，從脫砷反應(yīng)槽I進(jìn)料口 6將工業(yè)磷酸輸送至脫砷反應(yīng)槽2/3液位，并保持溫度70°C，從P2S5投料口 2按工業(yè)磷酸中砷含量的1. 3倍投加五硫化二磷脫砷劑，然后關(guān)閉出料閥門(mén)V 15，開(kāi)啟循環(huán)泵14，工業(yè)磷酸經(jīng)過(guò)循環(huán)管11輸送至斜角噴頭8，工業(yè)磷酸在高壓下經(jīng)過(guò)斜角噴頭8以高速度射出，向脫砷反應(yīng)槽I內(nèi)已混有五硫化二磷脫砷劑的工業(yè)磷酸進(jìn)行強(qiáng)烈噴射，實(shí)現(xiàn)紊流整體攪拌，使五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸快速充分地混合反應(yīng)，完成脫砷反應(yīng)的磷酸經(jīng)循環(huán)泵14 一部分輸送至斜角噴頭8進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，一部分輸送至過(guò)濾車(chē)間進(jìn)行過(guò)濾。實(shí)施例2:
本裝置主要設(shè)置有脫砷反應(yīng)槽1、循環(huán)泵14和斜角噴頭8并依次循環(huán)連接；脫砷反應(yīng)槽I設(shè)置有斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9、液封放空口 4、出酸口 12、進(jìn)料口 6、P2S5投料口 2、閥門(mén)I 5和閥門(mén)II 7，脫砷反應(yīng)槽I的上部分別設(shè)置液封放空口 4、進(jìn)料口 6和P2S5投料口 2，液封放空口 4與脫砷反應(yīng)槽I之間設(shè)置閥門(mén)I 5，進(jìn)料口 6與脫砷反應(yīng)槽I之間設(shè)置閥門(mén)II 7，P2S5投料口 2設(shè)置頂蓋3，頂蓋3用法蘭與P2S5投料口 2連接，閥門(mén)IV 13設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽I下部的出酸口 12，閥門(mén)IV 13用法蘭與循環(huán)泵14的進(jìn)料口連接，斜角噴頭8設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽I的下部并與脫砷反應(yīng)槽I底面形成一定的角度。斜角噴頭8設(shè)置與脫砷反應(yīng)槽I的出酸口 12相對(duì)，斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9通過(guò)閥門(mén)III 10與循環(huán)管11連接。斜角噴頭8與脫砷反應(yīng)槽I底面的角度為30度。循環(huán)泵14出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9、閥門(mén)III 10和循環(huán)管11依次連接，另一支經(jīng)閥門(mén)V 15和出料口 16與通往外設(shè)的過(guò)濾裝置連接，第三支與循環(huán)泵14出口連接。以上所述的斜角噴頭8、脫砷反應(yīng)槽1、循環(huán)管11、液封放空口 4、循環(huán)泵14、法蘭選用不銹鋼材料。工作時(shí)，從脫砷反應(yīng)槽I進(jìn)料口 6將工業(yè)磷酸輸送至脫砷反應(yīng)槽3/4液位，并保持溫度80°C，從P2S5投料口 2按工業(yè)磷酸中砷含量的1. 3倍投加五硫化二磷脫砷劑，然后關(guān)閉出料閥門(mén)V 15，開(kāi)啟循環(huán)泵14，工業(yè)磷酸經(jīng)過(guò)循環(huán)管11輸送至斜角噴頭8，工業(yè)磷酸在高壓下經(jīng)過(guò)斜角噴頭8以高速度射出，向脫砷反應(yīng)槽I內(nèi)已混有五硫化二磷脫砷劑的工業(yè)磷酸進(jìn)行強(qiáng)烈噴射，實(shí)現(xiàn)紊流整體攪拌，使五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸快速充分地混合反應(yīng)，完成脫砷反應(yīng)的磷酸經(jīng)循環(huán)泵14 一部分輸送至斜角噴頭8進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，一部分輸送至過(guò)濾車(chē)間進(jìn)行過(guò)濾。實(shí)施例3:
本裝置主要設(shè)置有脫砷反應(yīng)槽1、循環(huán)泵14和斜角噴頭8并依次循環(huán)連接；脫砷反應(yīng)槽I設(shè)置有斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9、液封放空口 4、出酸口 12、進(jìn)料口 6、P2S5投料口 2、閥門(mén)I 5和閥門(mén)II 7，脫砷反應(yīng)槽I的上部分別設(shè)置液封放空口 4、進(jìn)料口 6和P2S5投料口 2，液封放空口 4與脫砷反應(yīng)槽I之間設(shè)置閥門(mén)I 5，進(jìn)料口 6與脫砷反應(yīng)槽I之間設(shè)置閥門(mén)II 7，P2S5投料口 2設(shè)置頂蓋3，頂蓋3用法蘭與P2S5投料口 2連接，閥門(mén)IV 13設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽I下部的出酸口 12，閥門(mén)IV 13用法蘭與循環(huán)泵14的進(jìn)料口連接，斜角噴頭8設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽I的下部并與脫砷反應(yīng)槽I底面形成一定的角度。 斜角噴頭8設(shè)置與脫砷反應(yīng)槽I的出酸口 12相對(duì)，斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9通過(guò)閥門(mén)III 10與循環(huán)管11連接。斜角噴頭8與脫砷反應(yīng)槽I底面的角度為40度。循環(huán)泵14出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與斜角噴頭8的進(jìn)酸口 9、閥門(mén)III 10和循環(huán)管11依次連接，另一支經(jīng)閥門(mén)V 15和出料口 16與通往外設(shè)的過(guò)濾裝置連接，第三支與循環(huán)泵14出口連接。以上所述的斜角噴頭8、脫砷反應(yīng)槽1、循環(huán)管11、液封放空口 4、循環(huán)泵14、法蘭選用不銹鋼材料。工作時(shí)，從脫砷反應(yīng)槽I進(jìn)料口 6將工業(yè)磷酸輸送至脫砷反應(yīng)槽4/5液位，并保持溫度90°C，從P2S5投料口 2按工業(yè)磷酸中砷含量的1. 3倍投加五硫化二磷脫砷劑，然后關(guān)閉出料閥門(mén)V 15，開(kāi)啟循環(huán)泵14，工業(yè)磷酸經(jīng)過(guò)循環(huán)管11輸送至斜角噴頭8，工業(yè)磷酸在高壓下經(jīng)過(guò)斜角噴頭8以高速度射出，向脫砷反應(yīng)槽I內(nèi)已混有五硫化二磷脫砷劑的工業(yè)磷酸進(jìn)行強(qiáng)烈噴射，實(shí)現(xiàn)紊流整體攪拌，使五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸快速充分地混合反應(yīng)，完成脫砷反應(yīng)的磷酸經(jīng)循環(huán)泵14 一部分輸送至斜角噴頭8進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，一部分輸送至過(guò)濾車(chē)間進(jìn)行過(guò)濾。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器，其特征在于主要設(shè)置有脫砷反應(yīng)槽(I)、循環(huán)泵(14)和斜角噴頭(8)并依次循環(huán)連接；所述的脫砷反應(yīng)槽(I)設(shè)置有斜角噴頭(8)的進(jìn)酸口(9)、液封放空口(4)、出酸口(12)、進(jìn)料口(6)、P2S5投料口(2)、閥門(mén)I (5)和閥門(mén)II (7)，脫砷反應(yīng)槽⑴的頂部分別設(shè)置液封放空口(4)、進(jìn)料口(6)和P2S5投料口(2)，液封放空口(4)與脫砷反應(yīng)槽(I)之間設(shè)置閥門(mén)I (5)，進(jìn)料口(6)與脫砷反應(yīng)槽(I)之間設(shè)置閥門(mén)II (7)， P2S5投料口(2)分別設(shè)置脫砷反應(yīng)槽⑴的頂部，頂蓋(3)用法蘭與P2S5投料口⑵連接， 閥門(mén)IV (13)設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽⑴的出酸口(12)，閥門(mén)IV (13)用法蘭與循環(huán)泵(14)的進(jìn)料口連接，斜角噴頭(8)設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽(I)的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器，其特征在于所述的斜角噴頭(8)設(shè)置與脫砷反應(yīng)槽(I)的出酸口(12)相對(duì)，并與脫砷反應(yīng)槽(I)底面形成一定的角度，斜角噴頭⑶的進(jìn)酸口(9)通過(guò)閥門(mén)III (10)與循環(huán)管(11)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器，其特征在于所述的一定的角度是斜角噴頭(8)與脫砷反應(yīng)槽(I)底面的角度為10-45度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器，其特征在于所述的循環(huán)泵(14) 的出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與斜角噴頭(8)的進(jìn)酸口(9)、閥門(mén)III (10)和循環(huán)管 (11)依次連接，另一支經(jīng)閥門(mén)V (15)和出料口(16)與通往外設(shè)的過(guò)濾裝置連接，第三支與循環(huán)泵(14)的出口連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種連續(xù)脫砷反應(yīng)器，主要設(shè)置有脫砷反應(yīng)槽、循環(huán)泵和斜角噴頭并依次循環(huán)連接，脫砷反應(yīng)槽頂部分別設(shè)置液封放空口、進(jìn)料口和P2S5投料口，脫砷反應(yīng)槽下部分別設(shè)置出酸口、斜角噴頭的進(jìn)酸口，用循環(huán)泵將出酸口和進(jìn)酸口連接。本反應(yīng)器由于采用循環(huán)泵將脫砷反應(yīng)槽的工業(yè)磷酸從出酸口輸送至斜角噴頭，工業(yè)磷酸在加壓下從斜角噴頭高速射出，向脫砷反應(yīng)槽內(nèi)混有五硫化二磷的工業(yè)磷酸劇烈噴射，實(shí)現(xiàn)紊流整體攪拌，使工業(yè)磷酸與五硫化二磷充分混合反應(yīng)，縮短了脫砷反應(yīng)的循環(huán)時(shí)間，提高了食品級(jí)磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)B01J19/26GK103011108SQ20121058053
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者林軍, 吳小海, 馬釗松, 徐紹學(xué), 黃新興, 王文營(yíng), 彭艷霞, 羅培榮, 蘇杰文 申請(qǐng)人:廣西明利化工有限公司