专利名称：磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于磷化机械技术领域，涉及一种磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置。
背景技术：
磷酸和磷酸盐是化学工业的重要组成成分。磷酸的生产方法分为热法磷酸和湿法磷酸两种。由于热法磷酸具有产品浓度高、杂质少等优点，已被广泛应用于磷化工企业。热法磷酸生产过程中，磷燃烧产生大量的热量，现有技术中均用冷却水和循环稀磷酸带走，能量被白白浪费。而传统无水磷酸钠盐、聚合磷酸盐等生产过程中的脱水或聚合，所用热源一般为天然气、黄磷尾气、煤炭、重油等。例如传统的六偏磷酸钠生产所用的热源，为天然气或黄磷电炉产生的尾气。用黄磷尾气作热源，生产一吨六偏磷酸钠产品约排放二氧化碳1100立方，而二氧化碳属于温室气体，成为气候变暖罪魁祸首。传统方式既浪费大量能源，又排放大量二氧化碳，不符合低碳经济和可持续发展要求。为此，人们正积极开发利用黄磷燃烧热的装置。例如中国专利ZL01143443. 0，黄磷燃烧热能回收与利用装置及其热法磷酸生产系统。该发明采用低于60°C的水吸收黄磷燃烧的热量，从而可产生高温高压的蒸汽，将回收的部分蒸汽通过蒸汽管道供给自身工艺流程中的溶磷槽使用。该发明用水与高温的五氧化二磷进行热交换，再将产生蒸汽引入熔磷槽，具有一定的经济效益，但是需要消耗大量循环水。中国专利CN201010148367.X，热法磷酸装置余热生产磷酸盐的方法。该发明提出两种利用黄磷燃烧放出的热量的方法。第一，在燃磷炉内安装陶瓷管式反应器，在磷酸正常燃烧时，将生产六偏磷酸钠或偏聚磷酸钾的原料制得的中和液流入陶瓷管进口管端，中和液在黄磷燃烧放热的作用下脱水，熔融、聚合，呈玻璃流体状从陶瓷管出口端流出，再经聚冷等步骤制成成品。第二，在卧式燃烧炉内安装陶瓷管，横向安装多根且有间距，便于燃烧炉内的五氧化二磷烟气通过，每根管道穿过炉壁，在炉壳并联进出，相当于一个多管换热器。在陶瓷管并联出口端安装一支管，接入熔磷及司磷设备夹套，或接入聚合机内筒和夹套。自然空气作为导热介质，加热后的空气被用于熔磷和保温或聚合热源生产各种聚合磷酸盐产品。除此之外，该发明还可以根据不同反应及不同产品生产的温度要求实行分段取热，如在燃磷炉外壁特别是火焰高温段外壁制作内螺旋空气加热夹套，空气源来自鼓风机出口，鼓出的热空气并入无水盐和聚合盐生产所用热空气管道，目的是尽量多的回收燃磷热量。该发明用空气作为导热介质时，由于空气的导热系数很小在O. 01 O. 04之间，不利于热量的传导，热能利用率低。用反应原料流液作为导热介质时，换热设备制造较复杂，生产成本高，安全性要求高。再者该发明未对其母液进行处理就直接进入配料工序或自成系统循环。磷铵母液出现在磷铵生产中的离心脱水环节，按日产300吨磷铵计，每天约产生200吨磷铵母液，而磷铵母液中磷铵的含量较低，需要返回系统利用必须对其进行浓缩处理。目前，只有少数厂家将黄磷燃烧热能回收用于溶磷槽的使用或磷酸盐的脱水，而尚未见采用磷铵母液做导热介质吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置。
发明内容本实用新型的目的为了解决上述现有技术中存在的问题，提高黄磷燃烧热能的利用率，降低磷酸和磷铵的生产成本，提供一种实用性强的磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩
结晶装置。本实用新型是这样实现的磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置，其特征在于包括吸热单元、蒸发单元和结晶单元构成，并依次循环连接。以上所述的吸热单元是利用磷酸车间黄磷燃烧炉3的夹套，另设置低浓度磷铵母 液储罐11、低浓度磷铵母液储罐II21、循环泵23、阀门12、阀门114、阀门II15和阀门XI22 ;黄磷燃烧炉3的夹套出液口采用耐酸耐热管分别与阀门114和阀门III5连接，阀门114采用耐酸耐热管与低浓度磷铵母液储罐1121、阀门XI22、循环泵1123、低浓度磷铵母液储罐II、阀门12和黄磷燃烧炉3的夹套进液口依次连接。以上所述的蒸发单元，包括真空蒸发器6、阀门IV7、阀门V8、阀门VI10、浓缩磷铵母液储罐9和冷却器12 ;真空蒸发器6的进液口与阀门III5采用耐酸耐热管连接，真空蒸发器6的出液口采用耐酸耐热管分别通过阀门IV7和阀门V8与浓缩磷铵母液储罐9和结晶罐11连接，浓缩磷铵母液储罐9通过阀门VIlO与结晶罐11连接，真空蒸发器6的出气口采用耐酸耐热管与冷却器12连接，冷却器12进水口与水槽113、循环泵116、阀门1X17、水槽1119和冷却器12的出水口及出液口依次连接。所以上述的结晶单兀，包括结晶iil 11、脱水机18、阀门VIII15和阀门X20 ;，结晶罐11的出液口采用耐酸耐热管依次与阀门VIII15、脱水机18连接，脱水机18分别与阀门Χ20和低浓度磷铵母液储罐1121连接，阀门Χ20与水槽1119连接。以上所述的阀门，采用耐酸耐热阀门，包括不锈钢阀门、陶瓷阀门和或塑料阀门一种以上。以上所述的耐酸耐热管，包括不锈钢管、陶瓷管和或塑料管一种以上。磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置的工作原理是打开阀门12、阀门114和阀门ΧΙ22，关闭阀门1115，启动循环泵23将低浓度磷铵母液储罐1121中< 50°C的低浓度磷铵母液送入黄磷燃烧炉3的夹套循环吸热升温。当低浓度磷铵母液温度达到90 100°C后，打开阀门1115、阀门V8，关闭阀门114和阀门IV7，将90 100°C低浓度磷铵母液送入真空蒸发器6。启动真空蒸发器6将磷铵母液的水分蒸发在冷却器12中冷却回收于水槽1119，循环泵1123把水槽1119抽于水槽113供冷却使用。控制浓缩磷铵母液的浓缩浓度，当浓缩磷铵母液比重达到设定要求后，经阀门V8进磷铵车间结晶罐11结晶或阀门IV7输送至浓缩磷铵母液储罐9备用。打开阀门114，控制部份90 100°C磷铵母液回流低浓度磷铵母液储罐1121中冷却循环吸热使用，使真空蒸发器6实现有效连续浓缩。从结晶罐分离的低浓度磷铵母液再经脱水机18脱出温度< 50°C的低浓度磷铵母液，送至低浓度磷铵母液储罐Π21中，供吸收黄磷燃烧热使用。本实用新型的优点及积极效果本磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置，利用磷酸车间黄磷燃烧炉夹套设置吸热单元，蒸发单元和结晶单元，构成以磷铵生产过程中的低浓度磷铵母液作为导热介质，吸收黄磷燃烧放出的热量后直接送入蒸发器进行浓缩，不但省去了大量的循环水，而且黄磷燃烧热能的利用率达到80%以上。设备投资少，工艺流程简单，设备操作容易，生产安全有效，省去传统磷铵母液浓缩所用天然气、黄磷尾气、煤炭、重油等为热源，并与已有采用低于60°C的水或空气吸收黄磷燃烧的热能再利用的装置相比，提高了黄磷燃烧热能的利用率，降低了生产成本，具有较好的经济效益、社会效益和环保效益。
附图I :为本实用新型装置结构示意图。图中标识1_低浓度磷铵母液储罐I ;2_阀门I ;3_黄磷燃烧炉；4_阀门II ;5_阀门III ;6_真空蒸发器；7-阀门IV ;8_阀门V ;9_浓缩磷铵母液储罐；10_阀门VI ;11_结晶罐；12-冷却器；13-水槽I ; 14-阀门VII ; 15-阀门VIII ; 16-循环泵I ;17_阀门IX ;18_脱水机；19_水槽II ；20-阀门X ;21_低浓度磷铵母液储罐II ;22_阀门XI ;23_循环泵II。
具体实施方式
以下结合附图和通过实施例对本发明作进一步说明，以下实施例仅在于说明本发明而绝不限于本发明。实施例一利用磷酸车间黄磷燃烧炉3的夹套，采用耐酸耐热不锈钢阀门和不锈钢管，将黄磷燃烧炉3的夹套出液口采用不锈钢管分别与不锈钢阀门114和阀门III连接，不锈钢阀门114采用耐酸耐热不锈钢管与低浓度磷铵母液储罐1121、不锈钢阀门XI22、循环泵23、低浓度磷铵母液储罐11、不锈钢阀门12和黄磷燃烧炉3的夹套进液口依次连接。真空蒸发器6的进液口与不锈钢阀门III5采用不锈钢连接，真空蒸发器6的出液口采用不锈钢管分别通过不锈钢阀门IV7和不锈钢阀门V8与浓缩磷铵母液储罐9和结晶罐11连接，浓缩磷铵母液储罐9通过不锈钢阀门VIlO与结晶罐11连接，真空蒸发器6的出气口采用不锈钢管与冷却器12连接，冷却器12进水口与水槽113、循环泵116、不锈钢阀门1X17、水槽II19和冷却器12的出水口及出液口依次连接。结晶罐11的出液口采用不锈钢管依次与不锈钢阀门VIII15、脱水机18连接，脱水机18分别与不锈钢阀门X20和低浓度磷铵母液储罐1121连接，不锈钢阀门X20与水槽II19连接。实施例二利用磷酸车间黄磷燃烧炉3的夹套，采用陶瓷阀门和陶瓷管，将黄磷燃烧炉3的夹套出液口采用陶瓷管分别与陶瓷阀门114和陶瓷阀门III连接，陶瓷阀门114采用陶瓷管与低浓度磷铵母液储罐1121、陶瓷阀门XI22、循环泵23、低浓度磷铵母液储罐II、陶瓷阀门12和黄磷燃烧炉3的夹套进液口依次连接。真空蒸发器6的进液口与陶瓷阀门III5采用陶瓷管连接，真空蒸发器6的出液口采用陶瓷管分别通过陶瓷阀门IV7和阀陶瓷门V8与浓缩磷铵母液储罐9和结晶罐11连接，浓缩磷铵母液储罐9通过陶瓷阀门VIlO与结晶罐11连接，真空蒸发器6的出气口采用陶瓷管与冷却器12连接，冷却器12进水口与水槽113、循环泵116、陶瓷阀门1X17、水槽1119和冷却器12的出水口及出液口依次连接。结晶罐11的出液口采用陶瓷管依次与陶瓷阀门VIII15、脱水机18连接，脱水机18分别与陶瓷阀门X20和低浓度磷铵母液储罐Π21连接，陶瓷阀门X20与水槽1119连接。实施例三利用磷酸车间黄磷燃烧炉3的夹套，采用不锈钢阀门或塑料阀门和不锈钢管或塑料管，将黄磷燃烧炉3的夹 套出液口采用不锈钢管分别与不锈钢阀门114和不锈钢阀门III连接，不锈钢阀门114采用不锈钢管与低浓度磷铵母液储罐1121、不锈钢阀门XI22、循环泵23、低浓度磷铵母液储罐11、不锈钢阀门12和黄磷燃烧炉3的夹套进液口依次连接。真空蒸发器6的进液口与不锈钢阀门III5采用不锈钢管连接，真空蒸发器6的出液口采用不锈钢管分别通过不锈钢阀门IV7和不锈钢阀门V8与浓缩磷铵母液储罐9和结晶罐11连接，浓缩磷铵母液储罐9通过塑料阀门VIlO与结晶罐11连接，真空蒸发器6的出气口采用不锈钢管与冷却器12连接，冷却器12进水口与水槽113、循环泵116、塑料阀门1X17、水槽1119和冷却器12的出水口及出液口依次连接。结晶罐11的出液口采用塑料管依次与塑料阀门VIII15、脱水机18连接，脱水机18分别与塑料阀门X20和低浓度磷铵母液储罐1121连接，塑料阀门X20与水槽II19连接。
权利要求1.一种磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置，其特征在于包括吸热单元、蒸发单元和结晶单元构成，并依次循环连接。
2.根据权利要求I所述的磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置，其特征在于所述的吸热单元是利用磷酸车间黄磷燃烧炉(3)的夹套，另设置低浓度磷铵母液储罐I (I)、低浓度磷铵母液储罐II (21)、循环泵II (23)、阀门I (2)、阀门II (4)、阀门111(5)和阀门XI (22);黄磷燃烧炉(3)的夹套出液口采用耐酸耐热管分别与阀门II⑷和阀门111(5)连接，阀门11(4)采用耐酸耐热管与低浓度磷铵母液储罐II (21)、阀门XI (22)、循环泵(23)、低浓度磷铵母液储罐I (I)、阀门1(2)和黄磷燃烧炉(3)的夹套进液口依次连接。
3.根据权利要求I所述的磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置，其特征在于所述的蒸发单元，包括真空蒸发器(6)、阀门IV(7)、阀门V(S)、阀门VI (10)、浓缩磷铵母液储罐(9)和冷却器(12);真空蒸发器(6)的进液口与阀门111(5)采用耐酸耐热管连接，真空蒸发器(6)的出液口采用耐酸耐热管分别通过阀门IV(7)和阀门V(S)与浓缩磷铵母液储罐(9)和结晶罐(11)连接，浓缩磷铵母液储罐(9)通过阀门VI(IO)与结晶罐(11)连接，真空蒸发器(6)的出气口采用耐酸耐热管与冷却器(12)连接，冷却器(12)进水口与水槽I (13)、循环泵I (16)、阀门IX(17)、水槽11(19)和冷却器(12)的出水口及出液口依次连接。
4.根据权利要求I所述的磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置，其特征在于所述的结晶单元，包括结晶罐(11)、脱水机(18)、阀门VIII(15)和阀门X(20);结晶罐(11)的出液口采用耐酸耐热管依次与阀门VIII(15)、脱水机(18)连接，脱水机(18)分别与阀门X(20)和低浓度磷铵母液储罐II (21)连接，阀门X(20)与水槽II (19)连接。
专利摘要本实用新型公开一种磷铵母液吸收黄磷燃烧热浓缩结晶装置，包括吸热单元、蒸发单元和结晶单元，并依次循环连接。吸热单元利用磷酸车间黄磷燃烧炉的夹套，设置低浓度磷铵母液储罐I、低浓度磷铵母液储罐II、循环泵、阀门I、阀门II、阀门III和阀门XI；蒸发单元，包括真空蒸发器、阀门IV、阀门V、阀门VI、浓缩磷铵母液储罐和冷却器；结晶单元，包括结晶罐、脱水机、阀门VIII和阀门X；本实用新型装置以磷铵母液作为导热介质，吸收黄磷燃烧放出的热量后直接送入蒸发器进行浓缩，不但省去了大量的循环水，而且黄磷燃烧热能的利用率达到80％以上。设备操作容易，提高了黄磷燃烧热能的利用率，降低了生产成本，具有较好的经济效益、社会效益和环保效益。
文档编号C01B25/28GK202542864SQ20112055964
公开日2012年11月21日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者何忠华, 吴小海, 彭艳霞, 林军, 王文营, 苏杰文, 韦仕能, 马钊松, 黄新兴 申请人:广西利达磷化工有限公司