專利名稱：磷酸濃縮脫氟器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為用于生產(chǎn)飼料級(jí)濃磷酸的磷酸濃縮脫氟器。屬于化工過程單元操作設(shè)備，主要用于稀磷酸濃縮并通過濃縮蒸去氟氣體，所得脫氟濃磷酸可全部制取飼料級(jí)磷酸氫鈣，也可作其他用途。本實(shí)用新型的磷酸濃縮脫氟器還可用于其它腐蝕性液體的濃縮。
美國A.V.Slack“Phosphorlc Acld”1968.1062頁，對(duì)于磷酸高度濃縮是采用浸沒燃燒式磷酸濃縮器，該濃縮器存在如下缺點(diǎn)1.石墨管伸入磷酸液內(nèi)鼓泡。
(1)管內(nèi)氣體溫度約920℃，管外液體溫度約270℃，溫差大，易使石墨管斷裂。
(2)由于鼓泡，酸液飛濺，噴火口內(nèi)壁會(huì)因?yàn)R酸在高溫下產(chǎn)生偏磷酸結(jié)垢，使噴火管口縮小。
2.因?yàn)榱姿岱序v、飛濺，隨尾氣逸出酸滴較多，降低P2O5收得率。
3.出氣溫度一般≥250℃，熱利用率低。
4.濃磷酸在250℃以上的停留時(shí)間較長，容易產(chǎn)生(Fe0.4Al0.6)H2P3O10沉淀，降低P2O5收得率。
目前最新研究的成果用強(qiáng)制循環(huán)真空蒸發(fā)流程濃縮脫氟，從稀磷酸濃縮脫氟到F／P2O5重量比＜1／208的濃磷酸，其收得率約為90％，但要經(jīng)過二次濃縮，此流程有如下缺點(diǎn)1.流程復(fù)雜，設(shè)備臺(tái)數(shù)多。
2.蒸汽消耗量大，能耗高。
3.石墨塊孔加熱器易結(jié)垢而降低傳熱效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞和損壞，維修工作量大，設(shè)備壽命短。
4.強(qiáng)制循環(huán)泵易腐蝕和損壞。
5.投資高。
此外，浸沒燃燒式濃縮設(shè)備由于大直徑的石墨噴火管的制造存在技術(shù)上困難因而限制了大產(chǎn)量的生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述設(shè)備用于稀磷酸濃縮脫氟過程所產(chǎn)生的問題，使稀磷酸濃縮到含P2O560～70％的過程能在結(jié)構(gòu)簡單的單臺(tái)設(shè)備內(nèi)一次完成。并有較高的熱利用率和P2O5收得率，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，從而又具有投資低，不易結(jié)垢、操作維修方便，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型磷酸濃縮脫氟器，其外形及傳動(dòng)裝置采用常見的回轉(zhuǎn)園筒型干燥器的結(jié)構(gòu)型式，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)是根據(jù)磷酸的強(qiáng)腐蝕性及液態(tài)流動(dòng)等特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，


圖1為磷酸濃縮脫氟器與傳動(dòng)部分的總體裝配示意圖，圖2為回轉(zhuǎn)的筒體(3)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意
圖1.集氣箱2.進(jìn)酸管3.筒 體4.余熱利用段5.濃縮脫氟段6.燃燒噴嘴7.刮 刀8.擋托輪裝置9.傳動(dòng)裝置10.調(diào)節(jié)桿11.折流板12.耐酸磚砌體13.溝槽磚14.復(fù)合鋼板或鋼板內(nèi)襯防酸保護(hù)層集氣箱(1)除安裝進(jìn)酸管(2)外，主要使回轉(zhuǎn)的筒體(3)內(nèi)的尾氣引出，傳動(dòng)裝置(9)可采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)，筒體(3)在一定范圍內(nèi)可調(diào)，以達(dá)到不同濃度的稀酸所需的最佳工藝條件，刮刀(7)固定不動(dòng)，用它將已濃縮的磷酸收集下來，筒體(3)第一層為復(fù)合鋼板或用鋼板內(nèi)襯防酸保護(hù)層(14)，第二層為耐酸磚砌體(12)用以保溫，最內(nèi)層為石墨或炭磚砌體(11，13)，它沿筒體(3)縱向分為前后兩段，前段為余熱利用段(4)，由多層折流板(11)組成，后段為濃縮脫氟段(5)，它是由多個(gè)溝槽磚(13)組成。
稀磷酸由進(jìn)酸管(2)加入，先流入余熱利用段(4)此段內(nèi)有多層折流板(11)，板上有多個(gè)小孔使酸從孔中流過，而熱氣流也從孔中逆向穿過，在回轉(zhuǎn)情況下，折流板(11)的表面上有浸潤復(fù)蓋的酸膜，且不斷流動(dòng)更新，酸膜和熱氣流逆流接觸，進(jìn)入的稀酸得到氣中熱量而升溫，通過調(diào)節(jié)桿(10)，可以控制折流板之間的工況，尾氣從進(jìn)酸端排出，進(jìn)入集氣箱(1)，其溫度一般控制在70～100℃，這樣熱氣中的余熱得以充分利用。折流板(11)的另一個(gè)作用是可捕集、回收尾氣中可能帶有的酸滴，增加P2O5的收得率，稀酸流到濃縮脫氟段(5)，因吸收余熱已成熱酸，有利于脫氟，此段的石墨或炭磚砌體表面，在回轉(zhuǎn)情況下也全部被酸復(fù)蓋，此段內(nèi)有多個(gè)燃燒噴嘴(6)，它有利于增加酸液受火焰直接噴掃的面積，以提高濃縮脫氟效率。燃燒噴嘴(6)噴出高達(dá)900～1200℃的高溫火焰氣體在酸液表面上直接接觸換熱，所以濃縮效率高。噴嘴(6)的噴火量、它在筒體內(nèi)的位置、角度都可調(diào)節(jié)，可以控制筒體內(nèi)各處溫度分布。由于酸液表面平穩(wěn)，熱氣流從液面掃過，脫氟效率高，又不會(huì)產(chǎn)生沸騰和飛沫損失，故P2O5的收得率高。酸液不斷向出酸口流動(dòng)，溫度、濃度不斷提高，當(dāng)達(dá)到指定溫度即可被刮刀(7)刮出流至受酸槽，故酸在200℃以上高溫的停留時(shí)間很短，很少會(huì)結(jié)成(Fe0.4Al0.6)H2P3O5沉渣的損失。因此又提高了P2O5收得率。雖然火焰溫度高達(dá)900～1200℃，但石墨或炭磚始終被酸液復(fù)蓋，石墨或炭磚溫度最高處也不會(huì)達(dá)到300℃，為此很少會(huì)損壞，壽命長。停車維修時(shí)可將燃燒噴嘴(6)抽出，人即可進(jìn)入清洗，維修簡單方便。
本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于脫氟器內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)桿(10)，多個(gè)燃燒噴嘴(6)的噴火量及其在筒體(3)內(nèi)的位置、角度可調(diào)，可以控制筒體(3)內(nèi)各處酸液的溫度分布；轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)可調(diào)，因而操作工藝條件適應(yīng)范圍廣，能對(duì)任何濃度的一般常規(guī)稀磷酸進(jìn)行濃縮到所需濃度和脫氟量，且生產(chǎn)成本較低，經(jīng)濟(jì)效率高。
本實(shí)用新型所采用的熱源，除用氣體燃料外，還可用液體燃料或其它熱氣體，可因地取料。還可用于濃縮其它腐蝕性液體。
權(quán)利要求1.熱氣流與被濃縮酸液直接接觸的磷酸濃縮脫氟器，其特征在于該濃縮脫氟器是安裝在擋托輪裝置(8)上，由傳動(dòng)裝置(9)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)的筒體(3)構(gòu)成，筒體(3)內(nèi)部由余熱利用段(4)設(shè)置調(diào)節(jié)桿(10)及多層帶孔的折流板(11)和濃縮脫氟段(5)設(shè)置多個(gè)燃燒噴嘴(6)、刮刀(7)及溝槽磚(13)所組成。
2.按權(quán)利要求1所述的濃縮脫氟器，其特征在于筒體(3)用復(fù)合鋼板或鋼板內(nèi)襯防酸保護(hù)層(14)及耐酸磚砌體(12)。
3.按權(quán)利要求1，2所述的濃縮脫氟器，其特征在于筒體(3)內(nèi)折流板(11)及溝槽磚(13)可以是用石墨磚、碳磚或其它耐腐蝕材料。
專利摘要本實(shí)用新型為主要用于生產(chǎn)飼料級(jí)濃磷酸的磷酸濃縮脫氟器。它由安裝在擋托輪裝置(8)上，由傳動(dòng)裝置(9)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)的筒體(3)構(gòu)成，筒體(3)內(nèi)部由余熱利用段(4)設(shè)置調(diào)節(jié)桿(10)及多層帶孔的折流板(11)和濃縮脫氟段(5)設(shè)置多個(gè)燃燒噴嘴(6)、刮刀(7)及溝槽磚(13)所組成。本實(shí)用新型比以往用于磷酸濃縮和浸沒燃燒式磷酸濃縮器具有操作維修方便，投資及能耗低，P
文檔編號(hào)C01B25/234GK2068964SQ8921929
公開日1991年1月9日 申請(qǐng)日期1989年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月29日
發(fā)明者江善襄, 鐘開根, 馬明奇, 楊秀文, 鄒玉華 申請(qǐng)人:南京化學(xué)工業(yè)公司設(shè)計(jì)院, 南京化學(xué)工業(yè)公司研究院