新型磷酸、多聚磷酸生产工艺方法与流程

本发明属磷化工行业，尤其是磷酸生产方法技术。

技术背景

磷酸的制备生产工艺一般有下列两种:①热法黄磷燃烧生成p2o5气体,通过水或稀磷酸循环吸收制得磷酸，燃烧和水合分别在不同的塔内完成；②湿法磷酸通过硫酸萃取磷矿浆提取，浓缩制得磷酸。

目前热法磷酸基本上是采用黄磷燃烧-水合酸雾捕集的两步法工艺流程生产85％工业磷酸、多聚磷酸。

磷燃烧,每燃烧一吨黄磷产生24392mj(5.826x10⁶kcal)热量。气体在无任何冷却的情况下，即使空气过剩系数达1.5，燃烧火焰温度也将高达2000℃以上。为了防止燃烧设备不被高温气体烧坏、腐蚀，保证工艺生产的顺利进行，目前的两种生产工艺都是用水或稀磷酸将热量带走，水和稀磷酸冷却后循环吸收。通常在生产工艺控制过程中,为保证材质不被腐蚀,当产品为85％工业磷酸时，要求酸温＜80℃，水温＜60℃,这部份由水或酸带出的低品位热能难于进一步利用。而生产系统中的熔磷、供磷设备及其相关管线，为保证黄磷的流动及雾化燃烧，要求黄磷处于液相状态，需要另外设置燃煤锅炉供给蒸汽，形成生产系统中需要外部供给热量而自身产生的大量燃烧热能因不能合理利用而造成浪费的不合理现象。

技术实现要素：

本发明的目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足而本着采用“技术含量高、生产成本低，三废少，易治理”的原则，提供一种“燃烧-水合三级吸收酸雾捕集生产多聚磷酸”的两步法工艺方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

85％磷酸、116％多聚磷酸生产工艺方法，本发明特征在于，分为两个步骤：(一)燃烧吸收

将符合规定质量指标的黄磷用热水熔化为液态，用一次压缩空气将黄磷雾化后与二次空气一起在燃烧塔内燃烧，燃烧完全后的含p2o5(p4o10)的混合工艺气体经水化塔和一级级吸收塔的循环稀磷酸逐步吸收，二级级吸收塔的循环稀磷酸逐步循环稀磷酸在反复的循环吸收中浓度不断提高而达到规定浓度，达到规定浓度的磷酸经过滤、冷却、计量包装入库；吸收剩余的尾气经文丘里、纤维除雾器等处理达到国家尾气排放要求后排入大气；

(二)净化、脱砷

将五硫化二磷送入反应罐进行反应，再进入沉降槽沉降，后送至特种板框压滤机压滤，再经曝气罐进行曝气，产生硫化氢气体排放；其中送至特种板框压滤机压滤的砷渣被收集，在进入曝气罐经曝气后，产品检验合格后，通过产成品槽计量，直接得到磷酸、多聚磷酸成品，包装。

本发明的有益效果是：将传统生产工艺一步法燃烧吸吸收、水合为一步法，过去供磷方法采用压磷至喷枪，本方法直接采用供磷泵直接供喷枪，传统净化过滤工艺方法采用抽真空或蒸汽喷射克服了操作上难度和净化效果，现在改为板框压滤机，根据不同产品采用不同结构和材质，过去反应罐材质选用搪瓷玻璃，使用寿命短不容易更换，经反复试用材质316l不锈钢夹套并装有空气搅拌，可不需更换，能长周期运行，不需加传动装置搅拌，曝气脱砷设备，材质采用搪瓷玻璃使用，经反复试用材质316l不锈钢带夹套并装有空气搅拌，由于比重过大按过去生产多聚磷酸的循环泵不能正常使用，重大改进后能正常长周期连续运行。

附图说明

图1为本发明的燃烧吸收图；

图2为本发明的净化、脱砷图；

图3为工艺流程图。

具体实施方式

见图1，新型磷酸、多聚磷酸生产工艺方法，本发明特征在于，分为两个步骤：(一)燃烧吸收

将符合规定质量指标的黄磷用热水熔化为液态，用一次压缩空气将黄磷雾化后与二次空气一起在燃烧塔内燃烧，燃烧完全后的含p2o5(p4o10)的混合工艺气体经水化塔和一级级吸收塔的循环稀磷酸逐步吸收，二级级吸收塔的循环稀磷酸逐步循环稀磷酸在反复的循环吸收中浓度不断提高而达到规定浓度，达到规定浓度的磷酸经过滤、冷却、计量包装入库；吸收剩余的尾气经文丘里、纤维除雾器等处理达到国家尾气排放要求后排入大气；

(二)净化、脱砷

见图2，将五硫化二磷与干压缩空气一同送入反应罐进行反应，再进入沉降槽搅拌、沉降，后送至特种板框压滤机压滤，再经曝气罐进行曝气，硫化氢气体排放；其中送至特种板框压滤机压滤的砷渣被收集，在进入曝气罐，经曝气后产品检验合格后，通过产成品槽计量，直接得到磷酸、多聚磷酸成品，包装。

本发明主要设备的选择

根据工艺要求，结合多年来的实际生产经验，经过对国内外设备生产厂家

的资料调研确定，项目的主要生产设备。

20000吨/年磷酸装置主要设备一览表

(1)燃烧塔进气采用普通空气，工艺中不需要干燥空气及其相应的干燥设备。为避免高温磷蒸汽的腐蚀，国外某些专利提出了进入燃烧塔的一次空气和二次空气都必须使用干燥空气或严格控制空气湿度的方案。本技术在磷燃烧的工艺过程中可以使用普通空气，工艺中也不再需要干燥空气及其相应的干燥设备，降低了设备投资及生产成本。

(2)完成了燃烧塔保护膜的成膜机理研究，从设备及工艺控制方面解决了高温腐蚀性气体对材质的腐蚀问题。从技术上取得了实质性突破。

(3)余热回收的方法与装置——燃烧塔与余热回收装置的整体设计——回收的余热能产生适用蒸汽。提出的将磷燃烧塔与余热回收装置进行整体设计，能有效提高余热回收效率及利用燃烧空间，并能有效利用热源，降低消耗，节约大量燃煤，从而降低二氧化碳的排放，符合国家环保项目。

(4)少量砷渣收集进入干燥、包装送往处置中心。

技术特征：

技术总结
新型磷酸、多聚磷酸生产工艺方法，其特征在于，分为两个步骤：燃烧吸收和净化、脱砷；将传统生产工艺一步法燃烧吸吸收、水合为一步法，直接采用供磷泵直接供喷枪，改为板框压滤机，根据不同产品采用不同结构和材质，采用材质316L不锈钢夹套并装有空气搅拌，可不需更换，能长周期运行，不需加传动装置搅拌；采用“技术含量高、生产成本低，三废少，易治理”的原则，提供一种“燃烧‑水合三级吸收酸雾捕集生产多聚磷酸”的两步法工艺方法。

技术研发人员：钟七生;耿忠平;朱恒洲;李松;郭逢春
受保护的技术使用者：昆明风动新技术集团发展有限公司
技术研发日：2017.03.10
技术公布日：2017.08.18