专利名称：一种磷酸蒸发工艺及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化工原料的提炼工艺及其装置，主要用于一种磷酸蒸发工艺。
背景技术：
湿法磷酸生产过程中，磷酸浓缩是一个核心工序，也是一个耗能最大的工序，需要将磷酸溶液的浓度从209Γ25%浓缩到489Γ50%。浓缩是采用循环泵外循环单效蒸发的工艺完成的，加热介质为饱和水蒸汽，蒸汽消耗量很大，通常浓缩每吨I32O5约消耗低压蒸汽 1.8 2吨。为了保持足够的物料循环量，循环泵的动力也消耗。换热器多为列管式，蒸发强度较小，面积较大。这些都导致磷酸浓缩装置的投资较大，运行费用较高，维护费用也较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的不足，提供一种磷酸蒸发工艺及其装置。本发明提供一种磷酸蒸发工艺，其特征在于，包括以下步骤
(1)物料导入稀磷酸通过加热器顶部进入，其内设有三层盘形分布器，使稀磷酸均勻地分布到每根换热管的入口，确保稀磷酸能够沿着换热管内壁呈膜状均勻向下流动；(2) 稀磷酸脱水蒸汽从加热器侧壁通入加热器，蒸汽进入加热器壳体，对换热管的外壁进行加热，热量通过管壁传给管内的稀磷酸在流动过程中受热，其中的水份被蒸发出来；(3)冷凝水收集蒸汽冷凝水通过冷凝水罐回收或排出；(4)分离换热管内的稀磷酸在向下流动过程中水分不断蒸发，浓度不断提高，到出口处达到需要的浓度，稀磷酸与蒸发出来的蒸汽混合物一起进入分离器，分离器内为真空状态，蒸发汽与稀磷酸被分离开，蒸发汽从顶部排出或作为下一级蒸发的热源或进入冷凝器被冷却水冷凝；浓缩后的稀磷酸从下部排出， 一部分进入下一级蒸发或成品，一部分通过循环泵循环继续蒸发。所述加热器、分离器、冷凝器通过管道依次连接，所述加热器和分离器的一端还通过管道连接循环泵一端，所述循环泵另一端通过管道连接所述加热器顶端。所述的加热器是一种列管式石墨降膜蒸发加热器，包括上管箱、石墨布液装置、上密封件、石墨换热组件、下密封件以及下管箱，所述石墨换热组件包括两根以上的石墨换热管、密封组件以及管板，所述密封组件设置于石墨换热管和管板之间，该石墨换热管为改性酚醛树脂压型石墨管。与现有循环泵外循环单效蒸发的工艺相比，该工艺的特点是蒸发强度高，同等生产能力下需要配置的换热器、循环泵都小于循环泵外循环单效蒸发的工艺，可以大幅度降低磷酸浓缩装置的投资费用、运行费用、维护费用。
图1是本发明一种磷酸蒸发工艺路线图2是本发明一种磷酸蒸发工艺中所用加热器结构示意图。
其中a浓缩前的稀磷酸b蒸汽c冷凝水d凝缩后的稀磷酸1加热器2 循环泵3分离器4冷凝器5管道。
具体实施例方式下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。如附图1所示，(1)物料导入稀磷酸通过加热器顶部进入，其内设有三层盘形分布器，使稀磷酸均勻地分布到每根换热管的入口，确保稀磷酸能够沿着换热管内壁呈膜状均勻向下流动；(2)稀磷酸脱水蒸汽从加热器侧壁通入加热器，蒸汽进入加热器壳体，对换热管的外壁进行加热，热量通过管壁传给管内的稀磷酸在流动过程中受热，其中的水份被蒸发出来；(3)冷凝水收集蒸汽冷凝水通过冷凝水罐回收或排出；(4)分离换热管内的稀磷酸在向下流动过程中水分不断蒸发，浓度不断提高，到出口处达到需要的浓度，稀磷酸与蒸发出来的蒸汽混合物一起进入分离器，分离器内为真空状态，蒸发汽与稀磷酸被分离开，蒸发汽从顶部排出或作为下一级蒸发的热源或进入冷凝器被冷却水冷凝；浓缩后的稀磷酸从下部排出，一部分成为成品，一部分通过循环泵循环继续蒸发。所述加热器1、分离器3、冷凝器4通过管道5依次连接，所述加热器1和分离器3的一端还通过管道5连接循环泵2 —端，所述循环泵2另一端通过管道5连接所述加热器1的顶端。如附图2所述的加热器1是一种列管式石墨降膜蒸发加热器，包括上管箱、石墨布液装置、上密封件、石墨换热组件、下密封件以及下管箱，所述石墨换热组件包括两根以上的石墨换热管、密封组件以及管板，所述密封组件设置于石墨换热管和管板之间，该石墨换热管为改性酚醛树脂压型石墨管。所述循环泵2的作用是使物料循环蒸发和向下一级输送物料。选择定型设备，型式、结构、材质、密封等根据物料流量和物料特性确定。对于磷酸蒸发采用衬胶或特种钢。这里采用化工流程泵。所述分离器3是一种密闭真空容器，材质根据物料流量和物料特性确定。其作用是使蒸发出来的蒸汽和物料分离开来，达到蒸发的目的。蒸发气体从分离器3顶部排出，进入冷凝器4，气体出口设有挡液板；分离出来的液体物料从底部排出，进入循环泵2。所述冷凝器4为大气喷淋冷凝器，内部布置有多层淋盘，通过喷入冷却水，使进入的蒸发汽冷凝下来，形成真空。不凝性气体由真空泵抽出，排入大气。材质根据物料特性确定，对于磷酸蒸发采用衬胶或玻璃钢。管道5包括管道、管件、阀门，材质根据物料特性确定，对于磷酸蒸发采用衬胶或玻璃钢、不锈钢。
权利要求
1.一种磷酸蒸发工艺，其特征在于，包括以下步骤(1)导入物料稀磷酸(a)从加热器(1)顶部进入，其内设有三层盘形分布器，使稀磷酸均勻地分布到每根换热管的入口，确保稀磷酸(a)能够沿着换热管内壁呈膜状均勻向下流动；(2)脱水蒸汽(b)从加热器(1)侧壁通入，进入壳体，对换热管的外壁进行加热， 热量通过管壁传给管内的稀磷酸(a )，稀磷酸(a )在流动过程中受热，稀磷酸(a )中的水份被蒸发出来；(3)冷凝水收集蒸汽冷凝水(c)通过冷凝水罐回收或排出；(4)分离换热管内的稀磷酸在向下流动过程中水分不断蒸发，浓度不断提高，到出口处达到需要的浓度，稀磷酸与蒸发出来的蒸汽混合物一起进入分离器(3)，分离器(3)内为真空状态，蒸发汽与稀磷酸被分离开，蒸发汽从顶部排出或作为下一级蒸发的热源或进入冷凝器被冷却水冷凝；浓缩后的稀磷酸从下部排出，一部分成为成品，一部分通过循环泵循环继续蒸发，直至得到489Γ50%的磷酸溶液。
2.一种用于磷酸蒸发工艺的装置，其特征在于，包括加热器(1)、循环泵(2)、分离器 (3)、冷凝器(4)、管道(5)，所述加热器(1)、分离器(3)、冷凝器(4)通过管道(5)依次连接， 所述加热器(1)和分离器(3 )的末端通过管道(5 )连接循环泵(2 ) —端，所述循环泵(2 )另一端通过管道(5 )连接所述加热器(1)的顶端。
3.根据权利要求2所述的一种用于磷酸蒸发工艺的装置，其特征在于，所述的加热器 (1)是一种列管式石墨降膜蒸发加热器，包括上管箱、石墨布液装置、上密封件、石墨换热组件、下密封件以及下管箱，所述石墨换热组件包括两根以上的石墨换热管、密封组件以及管板，所述密封组件密封设置于石墨换热管和管板之间，该石墨换热管为改性酚醛树脂压型石墨管。
全文摘要
本发明涉及一种磷酸蒸发工艺及其装置，主要用于磷酸蒸发工艺，稀磷酸通过石墨降膜蒸发加热器顶部进入，沿着换热管内壁呈膜状均匀向下流动，蒸汽从加热器侧壁通入，对换热管的外壁进行加热，热量通过管壁传给管内的稀磷酸，稀磷酸在流动过程中受热，水份被蒸发出来。与传统的循环泵外循环单效蒸发的工艺相比，蒸发强度高，同等生产能力下需要配置的换热器、循环泵都小于循环泵外循环单效蒸发的工艺，可以大幅度降低磷酸浓缩装置的投资费用、运行费用、维护费用。
文档编号C01B25/234GK102249203SQ201110110959
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者张茂海, 杨钧, 陈汉军, 陈汉明, 陈玉培 申请人:南通京通石墨设备有限公司