专利名称：一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种浓缩装置，尤其涉及一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，具体适用于提高蒸发效果、防止虹吸效应、除沫以及满足汽提脱氟或汽提回收萃取剂的需要。
背景技术：
目前，蒸发器广泛应用于化工、制药、食品等领域，一般包括自然循环蒸发器和强制循环蒸发器两种，其中，强制循环蒸发器一般用于浓稠或带结晶的料液的浓缩。中国专利授权公告号为CN101391784B，授权公告日为2011年4月20日的发明专利公开了一种全强制循环蒸发器，该全强制循环蒸发器中沸腾室的内部结构太复杂，加了很多的挡板与折流板，不利于蒸发，阻碍闪蒸效果的实现，同时，出料口高度与进料口基本一样，不仅会进一步降低蒸发效果，阻碍闪蒸效果的实现，而且易造成被浓缩料液短路而被直接排出。由此可见，该种全强制循环蒸发器不仅难以实现闪蒸效果，而且会造成被浓缩料液短路而被直接排出。中国专利专利号为ZL93231051. 6，授权公告日为1994年3月23日的实用新型专利公开了一种标准式强制循环蒸发器，该种标准式强制循环蒸发器进行了二次加热，第一次加热在蒸发室的循环出口，这里加热会使循环泵产生气蚀，二次加热后的料液通过分配盘分布到蒸发室内，以期均勻蒸发料液，殊不知这样会造成较大阻力，而且由于循环进料口朝上，因而易导致蒸发时产生的液滴，即料液细小液珠，随二次蒸汽向上冲出蒸发室。由此可见，该种标准式强制循环蒸发器不仅会使循环泵产生气蚀，而且会导致料液细小液珠随二次蒸汽逸出。中国专利公布号为CN102008829A，公布日为2011年4月13日的发明专利公开了
一种真空多效强制循环蒸发装置及其浓缩物料的方法，该种真空多效强制循环蒸发装置试图利用真空来实现料液的转移，但由于操作过于复杂，而且需要形成或者破真空，造成无法形成连续化生产。由此可见，该种真空多效强制循环蒸发装置无法形成连续化生产。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的难以实现闪蒸效果、料液细小液珠易随二次蒸汽逸出、无法形成连续化生产的缺陷与问题，提供一种能实现闪蒸效果、料液细小液珠不易随二次蒸汽逸出、能形成连续化生产的用于湿法磷酸精制的浓缩装置。为实现以上目的，本发明的技术解决方案是一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置， 包括闪蒸室、强制循环泵与加热器，所述闪蒸室的上下两端分别设置有二次蒸汽出口与下循环管，左右两侧分别设置有上循环管与浓缩料液出口管，浓缩料液出口管的另一端与浓缩料液槽相通，所述下循环管的另一端与强制循环泵相连接，强制循环泵的另一端与加热器相连接，加热器的另一端与上循环管相连接，上循环管另一端的上循环管管口与闪蒸室相连接，且在下循环管上近强制循环泵的部位设置有进料口 ；
所述浓缩装置还包括设置于闪蒸室内部的浓缩料液内管，该浓缩料液内管的一端与浓缩料液出口管相连接，另一端为向下延伸后的内管口，内管口近闪蒸室底部设置，且内管口的高度低于上循环管管口。所述浓缩料液内管沿闪蒸室的内壁设置。所述浓缩料液出口管上近闪蒸室的部位设置有气压同步管，该气压同步管的另一端与闪蒸室内部或大气相通。所述气压同步管的另一端设置有与闪蒸室内部相通的同步管内管口，该同步管内管口的高度高于上循环管管口。所述浓缩装置还包括设置于闪蒸室内部的除沫管以及设置于闪蒸室外部的旋风分离器，除沫管与二次蒸汽出口相连接，二次蒸汽出口的另一端与旋风分离器相连接，旋风分离器的另一端经冷凝器与冷凝液槽相连接，且在冷凝液槽上设置有接真空口。所述除沫管包括相互连接的圆管部与圆锥部，圆锥部与圆管部的底端相连接，圆管部的顶端与二次蒸汽出口相连接，且在圆管部的管壁上均勻设置有多个管壁孔。所述管壁孔的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。所述浓缩装置还包括近闪蒸室底部设置的蒸汽管，该蒸汽管包括相互连接的直管与环管，直管的一端与位于闪蒸室内部的环管相连接，另一端延伸至闪蒸室的外部，且在环管上均勻设置有多个蒸汽孔。所述蒸汽孔的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。与现有技术相比，本发明的有益效果为
1、本发明一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置中在闪蒸室的内部设置有浓缩料液内管， 该浓缩料液内管的一端与浓缩料液出口管相连接，另一端为向下延伸后的内管口，内管口近闪蒸室底部设置，内管口的高度低于上循环管管口，使用时，上循环管管口与内管口之间有一高度差，该高度差能确保从上循环管管口流进的、刚加热出来的溶液能够位于闪蒸室中液位的表面，而液位表面的蒸发远比液位内部剧烈，因而该设计的蒸发效果就会很好，一般当溶液到达闪蒸室内液位中部时，溶液中的溶剂基本蒸发完毕，此时流出的浓缩料液的浓度就能够均勻并达到要求。因此本发明能够实现闪蒸效果。2、本发明一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置中在浓缩料液出口管上近闪蒸室的部位设置有气压同步管，该气压同步管的另一端与闪蒸室内部或大气相通，当本装置应用于负压强制循环蒸发系统时，气压同步管的另一端与闪蒸室内部相通；当本装置应用于常压强制循环蒸发系统时，气压同步管的另一端与大气相通；该气压同步管能够避免浓缩料液出口管对闪蒸室产生虹吸效应，即防止浓缩料液出口管将闪蒸室内的料液抽吸走，从而确保强制循环蒸发的正常进行。因此本发明能够有效防止虹吸效应的发生。3、本发明一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置在闪蒸室的内外分别设置有除沫管与旋风分离器，除沫管与二次蒸汽出口相连接，二次蒸汽出口的另一端与旋风分离器相连接，旋风分离器的另一端经冷凝器与冷凝液槽相连接，且在冷凝液槽上设置有接真空口，使用时，先通过除沫管将逸出的料液细小液珠互相碰撞以变成较大液滴而回落进闪蒸室内， 避免料液细小液珠随二次蒸汽逸出，此为初步收集料液沫；再通过二次蒸汽出口、冷凝器之间管路上增加的旋风分离器再次收集料液沫以回收进强制循环体系，此为二步收集料液沫；通过这两个收集步骤，能够有效避免料液细小液珠随二次蒸汽逸出，避免浪费。因此本发明中的料液细小液珠不易随二次蒸汽逸出。
4、本发明一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置在近闪蒸室底部设置有蒸汽管，该蒸汽管包括相互连接的直管与环管，直管的一端与位于闪蒸室内部的环管相连接，另一端延伸至闪蒸室的外部，且在环管上均勻设置有多个蒸汽孔，该蒸汽管设计的目的在于能够在需要时通入蒸汽，从而满足湿法磷酸精制工艺常压或负压下回收溶剂、蒸发浓缩、汽提脱氟或汽提回收萃取剂的需要。因此本发明能满足湿法磷酸精制工艺常压或负压下回收溶剂、 蒸发浓缩、汽提脱氟或汽提回收萃取剂的需要。5、本发明一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置既能实现负压强制循环蒸发，又能实现常压强制循环蒸发，而在湿法磷酸精制工艺中，常常需要常压、负压的连续蒸发操作，本发明不用改变结构形式，只需调整操作参数，就能应对不同的蒸发需求，如先进行常压回收溶剂，结束后，再进行负压浓缩，完全符合湿法磷酸精制工艺的工作要求，故能形成连续化生产。因此本发明能够适应常压和负压蒸发操作，并能够实现连续化操作。
图1是本发明的结构示意图。图2是图1中闪蒸室的结构示意图。图3是图2中除沫管的结构示意图。图4是图2中蒸汽管的仰视图。图5是本发明中实施例2的结构示意图。图中闪蒸室1、强制循环泵2、加热器3、二次蒸汽出口 4、下循环管5、进料口 51、 上循环管6、上循环管管口 61、浓缩料液出口管7、浓缩料液槽71、浓缩料液内管8、内管口 81、气压同步管9、同步管内管口 91、除沫管10、圆管部101、圆锥部102、管壁孔103、旋风分离器11、冷凝器12、冷凝液槽13、接真空口 131、蒸汽管14、直管141、环管142、蒸汽孔143。
具体实施例方式以下结合
和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参见图1 -图5，一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，包括闪蒸室1、强制循环泵2 与加热器3，所述闪蒸室1的上下两端分别设置有二次蒸汽出口 4与下循环管5，左右两侧分别设置有上循环管6与浓缩料液出口管7，浓缩料液出口管7的另一端与浓缩料液槽71 相通，所述下循环管5的另一端与强制循环泵2相连接，强制循环泵2的另一端与加热器3 相连接，加热器3的另一端与上循环管6相连接，上循环管6另一端的上循环管管口 61与闪蒸室1相连接，且在下循环管5上近强制循环泵2的部位设置有进料口 51 ；
所述浓缩装置还包括设置于闪蒸室1内部的浓缩料液内管8，该浓缩料液内管8的一端与浓缩料液出口管7相连接，另一端为向下延伸后的内管口 81，内管口 81近闪蒸室1底部设置，且内管口 81的高度低于上循环管管口 61。所述浓缩料液内管8沿闪蒸室1的内壁设置。所述浓缩料液出口管7上近闪蒸室1的部位设置有气压同步管9，该气压同步管9 的另一端与闪蒸室1内部或大气相通。所述气压同步管9的另一端设置有与闪蒸室1内部相通的同步管内管口 91，该同步管内管口 91的高度高于上循环管管口 61。
所述浓缩装置还包括设置于闪蒸室1内部的除沫管10以及设置于闪蒸室1外部的旋风分离器11，除沫管10与二次蒸汽出口 4相连接，二次蒸汽出口 4的另一端与旋风分离器11相连接，旋风分离器11的另一端经冷凝器12与冷凝液槽13相连接，且在冷凝液槽 13上设置有接真空口 131。所述除沫管10包括相互连接的圆管部101与圆锥部102，圆锥部102与圆管部101 的底端相连接，圆管部101的顶端与二次蒸汽出口 4相连接，且在圆管部101的管壁上均勻设置有多个管壁孔103。所述管壁孔103的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。所述浓缩装置还包括近闪蒸室1底部设置的蒸汽管14，该蒸汽管14包括相互连接的直管141与环管142，直管141的一端与位于闪蒸室1内部的环管142相连接，另一端延伸至闪蒸室1的外部，且在环管142上均勻设置有多个蒸汽孔143。所述蒸汽孔143的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。本发明的原理说明如下 1、实现闪蒸效果
本发明在闪蒸室1的内部设置有浓缩料液内管8，该浓缩料液内管8的一端与浓缩料液出口管7相连接，另一端为向下延伸后的内管口 81，内管口 81近闪蒸室1底部设置，内管口 81的高度低于上循环管管口 61，使用时，上循环管管口 61与内管口 81之间存在高度差， 该高度差可使从上循环管管口 61流进的、刚加热出来的溶液能够位于闪蒸室1中液位(指的是闪蒸室1中已有的料液)的表面，而不是位于液位的内部，毕竟液位表面的蒸发远比液位内部剧烈，相反，如果内管口 81的高度高于上循环管管口 61，则从上循环管管口 61流进的、刚加热出来的溶液就会直接进入液位的内部，此时刚流进溶液的上部就会被已有的料液所覆盖，蒸发效果自然很差。因此本设计的蒸发效果很好，一般当刚流进溶液到达闪蒸室 1内液位中部时，刚流进溶液中的溶剂就基本蒸发完毕，此时流出的浓缩料液的浓度就能够均勻并达到要求。本设计的核心是上循环管管口 61与内管口 81之间的高度差，该高度差越大越好。2、防止虹吸
本发明中浓缩料液出口管7的延伸管路直通浓缩料液槽71，远低于闪蒸室1内的液位， 这样就容易产生虹吸效应而把闪蒸室1内的料液抽吸走，阻碍强制循环蒸发的正常进行。 为解决这个问题，就必须避免虹吸效应的形成，为此，本发明在浓缩料液出口管7上近闪蒸室1的部位设置有气压同步管9，该气压同步管9的另一端与闪蒸室1内部或大气相通，具体情况是当本装置应用于负压强制循环蒸发系统时，气压同步管9的另一端通过同步管内管口 91与闪蒸室1的内部相通，使得浓缩料液出口管7与闪蒸室1内部的气压相同，从而避免虹吸效应的形成；当本装置应用于常压强制循环蒸发系统时，气压同步管9的另一端与大气相通，而闪蒸室1又是在常压下工作的，因而此时浓缩料液出口管7与闪蒸室1内部的气压相同，都为常压，从而避免虹吸效应的形成。3、料液细小液珠不易随二次蒸汽逸出
强制循环蒸发过程中料液的流动很快，料液的蒸发也比较剧烈，蒸发时难免会有料液的细小液珠被二次蒸汽夹带走，从而造成浪费，为防止这种情况的发生，本发明在闪蒸室1 的内外分别设置有除沫管10、旋风分离器11以收集料液的细小液珠。其中，除沫管10与二次蒸汽出口 4相连接，二次蒸汽出口 4的另一端与旋风分离器11相连接，旋风分离器11的另一端经冷凝器12与冷凝液槽13相连接，且在冷凝液槽13上设置有接真空口 131。由于除沫管10的管壁上均勻设置有多个管壁孔103，因而能够让蒸发气流向中心汇合，这样可以让尽可能多的液沫互相碰撞变成较大液滴从而落下回到闪蒸室1内，圆锥部102的作用就是收集这些大液滴，此为初步收集料液沫；再通过二次蒸汽出口 4、冷凝器12之间管路上增加的旋风分离器11再次收集料液沫以回收进强制循环体系，此为二步收集料液沫；通过这两个收集步骤，能够有效避免料液细小液珠随二次蒸汽逸出，避免浪费。管壁孔103的形状一般为圆形、椭圆形、三角形或多边形，根据实际的收集对象情况进行调整。4、满足汽提脱氟或汽提回收萃取剂需要
本发明在近闪蒸室1底部的部位设置有蒸汽管14，该蒸汽管14包括相互连接的直管 141与环管142，直管141的一端与位于闪蒸室1内部的环管142相连接，另一端延伸至闪蒸室1的外部，且在环管142上均勻设置有多个蒸汽孔143，该蒸汽管14设计的目的在于能够在需要时通入蒸汽，利用蒸汽在料液中产生气泡，而这些气泡会促使料液中的溶剂或者氟随气泡一起逸出，从而满足湿法磷酸精制工艺常压或负压下回收溶剂、蒸发浓缩、汽提脱氟或汽提回收萃取剂的需要。蒸汽孔143的形状一般为圆形、椭圆形、三角形或多边形，根据实际需要进行调整。5、能形成连续化生产
在湿法磷酸精制工艺中，需要通过常压回收溶剂和负压浓缩磷酸的方式对各种料液进行处理。比如，对萃取尾液、洗余水以及反萃液中的溶剂进行回收需要在常压下进行；对经过回收溶剂的反萃液的浓缩则需要在负压下进行；在汽提法脱氟时既可采用常压也可采用负压。这就要求应用于湿法磷酸精制工艺的蒸发装置必须既能实现负压强制循环蒸发，又能实现常压强制循环蒸发。本发明完全能够满足这个需要，无论是在常压下，还是在负压下，不用改变结构形式，只需调整操作参数，便能确保蒸发的顺利进行，不仅能实现闪蒸效果、防止虹吸，而且能确保料液细小液珠不随二次蒸汽逸出、能满足汽提脱氟或汽提回收萃取剂需要，从而形成连续化生产。因而本发明能够适应常压和负压蒸发操作、能够实现连续化操作，完全满足湿法磷酸精制工艺的要求。实施例1，负压情况下的强制循环
参见图1，将冷凝液槽13上的接真空口 131与真空系统连接并开启真空系统，需浓缩料液通过进料口 51进入强制循环蒸发系统，经强制循环泵2送入加热器3加热，加热到一定温度后进入闪蒸室1，经加热的料液在闪蒸室1内释放出二次蒸汽，二次蒸汽依次经除沫管 10初步收集液沫、旋风分离器11 二次除沫后，在冷凝器12中冷凝为冷凝液流入冷凝液槽 13。如需脱除氟、氯，则开启蒸汽管14向闪蒸室1中的料液通蒸汽，可促使氟、氯的逸出。料液在经过蒸发以后，达到所需浓度的料液由于强制循环泵2的抽吸而向下流动，大部分又流回强制循环泵2进行再次循环，少部分则经浓缩料液出口管7溢流出闪蒸室 1，进入浓缩料液槽71，完成浓缩。由于气压同步管9 (此时气压同步管9上设置有与闪蒸室1内部相通的同步管内管口 91，且同步管内管口 91的高度高于液位与上循环管管口 61) 的作用，闪蒸室1内的料液不会因为虹吸效应而被抽走，从而稳定了闪蒸室1内的液位。实施例2，常压情况下的强制循环
参见图5，需浓缩料液通过进料口 51进入强制循环蒸发系统，经强制循环泵2送入加热
7器3加热，加热到一定温度后进入闪蒸室1，经加热的料液在闪蒸室1内释放出二次蒸汽，二次蒸汽依次经除沫管10初步收集液沫、旋风分离器11 二次除沫后，在冷凝器12中冷凝为冷凝液流入冷凝液槽13。如需脱除氟、氯或回收萃取剂，则开启蒸汽管14向闪蒸室1中的料液通蒸汽，可促使氟、氯和萃取剂的逸出。料液在经过蒸发以后，达到所需浓度的料液由于强制循环泵2的抽吸而向下流动，大部分又流回强制循环泵2进行再次循环，少部分则经浓缩料液出口管7溢流出闪蒸室 1，进入浓缩料液槽71，完成浓缩。由于气压同步管9 (此时气压同步管9与大气相通)的作用，闪蒸室1内的料液不会因为虹吸效应而被抽走，从而稳定了闪蒸室1内的液位。以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
权利要求
1.一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，包括闪蒸室(1)、强制循环泵(2)与加热器(3)， 所述闪蒸室(1)的上下两端分别设置有二次蒸汽出口(4)与下循环管(5)，左右两侧分别设置有上循环管(6)与浓缩料液出口管(7)，浓缩料液出口管(7)的另一端与浓缩料液槽(71) 相通，所述下循环管(5)的另一端与强制循环泵(2)相连接，强制循环泵(2)的另一端与加热器(3)相连接，加热器(3)的另一端与上循环管(6)相连接，上循环管(6)另一端的上循环管管口(61)与闪蒸室(1)相连接，且在下循环管(5)上近强制循环泵(2)的部位设置有进料口(51)，其特征在于所述浓缩装置还包括设置于闪蒸室(1)内部的浓缩料液内管(8)，该浓缩料液内管(8) 的一端与浓缩料液出口管(7)相连接，另一端为向下延伸后的内管口(81)，内管口(81)近闪蒸室(1)的底部设置，且内管口(81)的高度低于上循环管管口(61)。
2.根据权利要求1所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述浓缩料液内管(8)沿闪蒸室(1)的内壁设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述浓缩料液出口管(7)上近闪蒸室(1)的部位设置有气压同步管(9)，该气压同步管(9)的另一端与闪蒸室(1)内部或大气相通。
4.根据权利要求3所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述气压同步管(9)的另一端设置有与闪蒸室(1)内部相通的同步管内管口(91)，该同步管内管口 (91)的高度高于上循环管管口(61)。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述浓缩装置还包括设置于闪蒸室(1)内部的除沫管(10)以及设置于闪蒸室(1)外部的旋风分离器(11)，除沫管(10)与二次蒸汽出口(4)相连接，二次蒸汽出口(4)的另一端与旋风分离器(11)相连接，旋风分离器(11)的另一端经冷凝器(12)与冷凝液槽(13)相连接，且在冷凝液槽(13 )上设置有接真空口(131)。
6.根据权利要求5所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述除沫管(10)包括相互连接的圆管部(101)与圆锥部(102)，圆锥部(102)与圆管部(101)的底端相连接，圆管部(101)的顶端与二次蒸汽出口(4)相连接，且在圆管部(101)的管壁上均勻设置有多个管壁孔(103)。
7.根据权利要求6所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述管壁孔(103)的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。
8.根据权利要求1或2所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述浓缩装置还包括近闪蒸室(1)底部设置的蒸汽管(14)，该蒸汽管(14)包括相互连接的直管 (141)与环管(142)，直管(141)的一端与位于闪蒸室(1)内部的环管(142)相连接，另一端延伸至闪蒸室(1)的外部，且在环管(142)上均勻设置有多个蒸汽孔(143)。
9.根据权利要求8所述的一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，其特征在于所述蒸汽孔(143)的形状为圆形、椭圆形、三角形或多边形。
全文摘要
一种用于湿法磷酸精制的浓缩装置，包括闪蒸室、强制循环泵、加热器、浓缩料液出口管、浓缩料液内管、除沫管、旋风分离器与蒸汽管，闪蒸室的上下两端分别设置有二次蒸汽出口与下循环管，左右两侧分别设置有上循环管与浓缩料液出口管，浓缩料液内管上内管口的高度低于上循环管管口，气压同步管的一端与浓缩料液出口管相通，另一端与闪蒸室或大气相通，除沫管与二次蒸汽出口相连接，二次蒸汽出口的另一端与旋风分离器相连接，旋风分离器的另一端经冷凝器与冷凝液槽相连接，蒸汽管近闪蒸室底部设置。本设计不仅能实现闪蒸效果、防止虹吸，而且能确保料液细小液珠不易随二次蒸汽逸出、能满足汽提脱氟或汽提回收萃取剂需要，从而形成连续化生产。
文档编号C01B25/234GK102424373SQ20111042349
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者吴杰 申请人:吴杰