做循環(huán)輸送管道的酸循環(huán)槽。該氟硅酸液出口53另外通過(guò)帶給料泵的管道與外部的氟硅酸精制設(shè)備54 (或氟鹽加工設(shè)備)連接，在進(jìn)入氟硅酸精制設(shè)備54之前可通過(guò)壓濾裝置21先進(jìn)行壓濾處理，壓濾裝置21的溢流口再通過(guò)管道連接至氟硅酸精制設(shè)備54。
[0052]二級(jí)氟吸收塔6的結(jié)構(gòu)與一級(jí)氟吸收塔5相似，二級(jí)氟吸收塔6主要由二級(jí)氟硅酸洗滌管61和二級(jí)氟硅酸分離罐62組成，一級(jí)氟吸收塔5的煙氣出口 12通過(guò)管道與二級(jí)氟硅酸洗滌管61的進(jìn)口連通，二級(jí)氟硅酸洗滌管61的出口連通至二級(jí)氟硅酸分離罐62的中部，二級(jí)氟硅酸分離罐62的頂部設(shè)有除沫層和煙氣出口 12，底部設(shè)有氟硅酸液出口 53，該氟硅酸液出口 53通過(guò)一帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸送管道與二級(jí)氟硅酸洗滌管61內(nèi)的噴嘴35相連通。二級(jí)氟吸收塔6中的循環(huán)輸送管道上還設(shè)有氟硅酸冷卻器63，氟硅酸冷卻器63的進(jìn)口與循環(huán)泵2相連，出口則分成兩路，一路與二級(jí)氟硅酸洗滌管61內(nèi)的噴嘴35相連通，另一路與二級(jí)氟硅酸分離罐62頂部的噴淋層連通，二級(jí)氟硅酸分離罐62同樣兼做循環(huán)輸送管道的酸循環(huán)槽。二級(jí)氟吸收塔6的循環(huán)泵2出口還通過(guò)支管與一級(jí)氟吸收塔5的氟硅酸分離罐52的進(jìn)液口相連，借此可將二級(jí)氟吸收塔6多余的氟硅酸液串至一級(jí)氟吸收塔5內(nèi)。
[0053]為實(shí)現(xiàn)全部污染物的達(dá)標(biāo)排放，在本實(shí)施例制磷酸改進(jìn)型設(shè)備的最后還連接有尾吸塔7，二級(jí)氟吸收塔6的煙氣出口 12通過(guò)管道與尾吸塔7的煙氣進(jìn)口 11相連通，尾吸塔7的底部設(shè)有吸收液箱(NaOH溶液)，該吸收液箱出口通過(guò)帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸送管道與尾吸塔7內(nèi)各噴淋層相連，進(jìn)而形成一個(gè)尾氣吸收循環(huán)噴淋系統(tǒng)。尾吸塔7的頂部設(shè)有煙氣出口 12，經(jīng)最后尾吸塔7洗凈后的煙氣從該煙氣出口 12處經(jīng)由風(fēng)機(jī)8引至煙囪外排。
[0054]本實(shí)施例上述制磷酸改進(jìn)型設(shè)備的工作原理如下(參見(jiàn)圖1?圖5):
[0055]1、水化塔中P2O5的水化吸收:
[0056]將含P2O5和氟的煙氣(特例為KPA窯法磷酸工藝中500°C以上的出窯煙氣，含P20580g/Nm3)由水化塔I下部的煙氣進(jìn)口 11通入塔內(nèi)，此前開啟酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)的循環(huán)泵2，使水化塔I中的濃磷酸溶液通過(guò)上、中兩層濃磷酸噴淋層24噴出，最上層濃磷酸噴淋層24的部分噴嘴從斜下方噴向塔內(nèi)壁，其余噴嘴垂直向下噴出，中、下兩層噴淋層的噴嘴垂直向下噴淋，噴淋的濃磷酸溶液與進(jìn)入塔內(nèi)的含P2O5和氟的煙氣逆流充分接觸，進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，煙氣中的P2O5與噴淋的濃磷酸溶液中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成磷酸，生成的磷酸一半以上被吸收進(jìn)噴淋液，其余部分形成磷酸霧保持在氣相中，而煙氣中的氟(例如SiFjPHF等)在濃磷酸和較高溫度條件下，很難被吸收進(jìn)噴淋液中；煙氣通過(guò)與循環(huán)噴淋的較低溫濃磷酸溶液換熱以及水化塔I內(nèi)水冷系統(tǒng)17的冷卻，溫度降至75°C?130°C，出水化塔I的循環(huán)濃磷酸溶液溫度則被提高到70°C?95°C。根據(jù)煙氣中水分的含量大小，循環(huán)噴淋的濃磷酸溶液的質(zhì)量百分比濃度可選擇在60%?90%的范圍內(nèi)(本實(shí)施例采用70%?85%濃度的磷酸溶液)，水化塔內(nèi)濃磷酸溶液的進(jìn)塔溫度控制為50°C?80°C，噴淋液氣比控制在3L/m3?20L/m3。在出塔煙氣中夾帶有較多以霧狀形態(tài)存在磷酸霧，不能在水化塔I中沉降下來(lái)，隨煙氣一起被帶出水化塔I。該水化塔I具有冷卻煙氣和水化吸收P2O5的雙重功能，其中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下。
[0057]P205+3H20 = 2H3P04
[0058]水化塔I中噴淋落下的濃磷酸溶液最后通過(guò)進(jìn)液口 14進(jìn)入酸液循環(huán)噴淋系統(tǒng)，然后經(jīng)酸液儲(chǔ)液槽16、循環(huán)泵2后送入酸冷器18中，酸冷器18的結(jié)構(gòu)為一個(gè)螺旋板式換熱器(或板式換熱器)，其將濃磷酸中的熱焓部分轉(zhuǎn)移到酸冷器18的循環(huán)冷卻水中，通過(guò)冷卻水將循環(huán)濃磷酸溶液的熱量不斷轉(zhuǎn)移。從酸冷器18出口流出的循環(huán)酸液進(jìn)入噴淋裝置13的進(jìn)液管中，并回送到上、中兩層濃磷酸噴淋層24的各個(gè)噴嘴進(jìn)行循環(huán)噴淋。
[0059]2、磷酸霧洗滌器中磷酸霧的捕集:
[0060]由水化塔I頂部煙氣出口 12排出的氣相物質(zhì)(即煙氣)進(jìn)入磷酸霧洗滌器3的洗滌管31中，該塔為一臺(tái)流態(tài)化逆流洗滌塔，在洗滌管31中由下向上噴射循環(huán)稀磷酸溶液，稀磷酸溶液與由上向下的高速煙氣流碰撞接觸后在氣-液界面區(qū)域形成強(qiáng)烈的湍動(dòng)區(qū)域，流體動(dòng)量達(dá)到平衡后建立起一定高度的穩(wěn)定的泡沫區(qū)(泡沫柱)，煙氣穿過(guò)泡沫區(qū)，與大面積不斷更新的磷酸溶液液體表面接觸，在泡沫區(qū)發(fā)生粒子的捕集、聚合長(zhǎng)大和熱量的傳遞，煙氣中夾帶的磷酸霧絕大部分轉(zhuǎn)入循環(huán)稀磷酸溶液，吸收區(qū)內(nèi)煙氣表觀流速為lOm/s?30m/s，液氣比為3L/m3?25L/m3。煙氣通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)稀磷酸溶液中水分的方式被進(jìn)一步降溫到60°C?75°C。與傳統(tǒng)熱法磷酸文丘里除霧器相比，在同樣的除霧效果情況下，本實(shí)用新型的磷酸霧洗滌器可大大減少設(shè)備的動(dòng)力壓頭損失，降低收酸裝置能耗。
[0061]磷酸霧洗滌器3中循環(huán)噴淋的酸液采用10%?50%質(zhì)量濃度的稀磷酸溶液，洗滌管31中的氣體和液體進(jìn)入塔下部的分離罐32中進(jìn)行氣-液分離，循環(huán)酸液落入分離罐32底部，該塔的分離罐32同時(shí)兼作循環(huán)酸槽，底部的稀磷酸溶液再通過(guò)循環(huán)泵2回送至洗滌管31或者根據(jù)需要串酸至水化塔I的稀磷酸噴淋層25中。
[0062]3、電除霧器中磷酸霧的捕集:
[0063]從磷酸霧洗滌器3中煙氣出口 12排出的煙氣再進(jìn)入到電除霧器4中進(jìn)行進(jìn)一步的氣-液分離，以進(jìn)一步除去煙氣中的磷酸霧，電除霧器4通過(guò)靜電控制裝置和直流高壓發(fā)生裝置，將交流電變成直流電送至電除霧器4中，在電暈線(陰極)和酸霧捕集極板(陽(yáng)極)之間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，使空氣分子被電離，瞬間產(chǎn)生大量的電子和正、負(fù)離子，這些電子及離子在電場(chǎng)力的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了捕集酸霧的媒介；同時(shí)使酸霧微粒荷電，這些荷電的酸霧粒子在電場(chǎng)力的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，抵達(dá)到陽(yáng)極板后從煙氣中捕集下來(lái)，在電除霧器4上部安裝有在線水沖洗裝置41，將陽(yáng)極管壁上捕集下來(lái)酸霧沖洗下來(lái)，以保證陽(yáng)極管的導(dǎo)電性能。；電除霧器4排出的水化吸磷后的煙氣則送入氟回收設(shè)備中進(jìn)行回收氟的處理。
[0064]由于磷酸的水化吸收過(guò)程化合煙氣中P2O5需要消耗水，另外煙氣降溫過(guò)程中從噴淋酸液中蒸發(fā)了部分水分，因此水化吸收過(guò)程需要不斷補(bǔ)充水，本實(shí)施例工藝系統(tǒng)中需要補(bǔ)充的水量全部從電除霧器4煙氣出口 12處補(bǔ)入，此時(shí)在線水沖洗裝置41不僅充當(dāng)補(bǔ)水裝置，同時(shí)兼做電除霧器4上部絲網(wǎng)除霧器的沖洗裝置。由于全部的補(bǔ)水都加入到了電除霧器4中，而電除霧器4的底液又通過(guò)磷酸霧洗滌器3的酸液進(jìn)口 34回流至磷酸霧洗滌器3中，因此磷酸霧洗滌器3中循環(huán)酸液濃度會(huì)逐步降低，而另一方面，水化塔I中由于不斷吸收煙氣中的P2O5，其中循環(huán)酸液濃度會(huì)逐漸增高，因此，水化塔I和磷酸霧洗滌器3的循環(huán)酸液系統(tǒng)需要進(jìn)行串酸，以保持各自循環(huán)酸液濃度的穩(wěn)定，水化塔I串至磷酸霧洗滌器3的酸在填料過(guò)濾裝置22中澄清、過(guò)濾后引至磷酸霧洗滌器3，磷酸霧洗滌器3串至水化塔I的酸則直接從磷酸霧洗滌器3的循環(huán)泵2出口處引出即可，工藝系統(tǒng)中多余的磷酸(對(duì)應(yīng)物料平衡的產(chǎn)酸量)也從填料過(guò)濾裝置22上清液出口引出后進(jìn)入精制工序，加入活性碳、硅藻土及鋇鹽，脫去粗磷酸的顏色和S042_然后用板框壓濾機(jī)過(guò)濾，提純后得到濃磷酸成品。此外，煙氣中的塵等固體顆粒絕大部分轉(zhuǎn)移到循環(huán)磷酸后富集在填料過(guò)濾裝置22底流中，該底流定期排出到壓濾裝置21進(jìn)行過(guò)濾，濾液返回酸液儲(chǔ)液槽16，濾渣排出系統(tǒng)外部。
[0065]4、一級(jí)氟吸收:
[0066]先將水化吸磷后的煙氣輸送至一級(jí)氟吸收塔5的氟硅酸洗滌管51，煙氣自上而下與噴嘴35自下而上噴入的循環(huán)氟硅酸溶液(質(zhì)量濃度為8%?20%)發(fā)生充分的氣液兩相接觸，并進(jìn)行傳質(zhì)傳熱和化學(xué)反應(yīng)，煙氣中的大部分氟(主要是四氟化硅)與水反應(yīng)后生成氟硅酸，同時(shí)煙氣通過(guò)絕熱蒸發(fā)循環(huán)氟硅酸溶液中的水分的方式被進(jìn)一步降溫到50°C?700C ;此步驟中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下:
[0067]3SiF4+3H20 = 2H2SiF6+Si02.H20。
[0068]5、一級(jí)氣液分離:
[0069]在氟硅酸洗滌管51中最后得到的產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)移至氟硅酸分離罐52中進(jìn)行氣液分離，分離后的氣體通過(guò)一級(jí)氟吸收塔5的煙氣出口進(jìn)入二級(jí)氟吸收塔6的二級(jí)氟硅酸洗滌管61中，分離后的液體留存于氟硅酸分離罐52中并通過(guò)帶循環(huán)泵2的循環(huán)輸送管道回送至氟硅酸洗滌管51中進(jìn)行上述步驟4的操作。
[0070]6、二級(jí)氟吸收:
[0071]進(jìn)入二級(jí)氟硅酸洗滌