一种用于制备高纯磷酸的反应系统的制作方法

本实用新型涉及磷酸生产设备技术领域，尤其涉及一种用于制备高纯磷酸的反应系统。

背景技术：

磷酸的制备主要是通过硫酸分解磷矿石后，生成二水硫酸钙晶体(石膏)和浓度为28％左右的稀磷酸的混合料浆，然后经过滤分离后得到中间成品稀酸，该稀酸经蒸发水分浓缩后，最终得到成品磷酸，磷酸可用作磷铵装置(dap)、净化磷酸(ppa)原料，磷酸制备的副产品为氟硅酸，用作生产氟化物的原料。

硫酸和磷矿石在反应槽中进行一系列化学反应，为了促进充分反应，需要使反应槽中的各物质混合均匀，从而通常在反应槽内设置有搅拌装置，但现有的反应槽所设置搅拌装置难以将反应槽中的反应料浆充分搅动，容易出现反应料浆中固相介质沉积的状况，从而降低了反应充分性，降低了磷酸制得率，难以满足高纯磷酸制备的需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种用于制备高纯磷酸的反应系统，解决目前技术中制备磷酸的反应槽容易出现固相介质沉积的状况，难以保障各物质充分混合接触，反应不充分的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种用于制备高纯磷酸的反应系统，包括反应槽，所述的反应槽上设置有搅拌装置，所述的搅拌装置包括位于反应槽底层区域的产生向下推力的第一搅拌叶片、位于反应槽中间层区域的进行横向搅动的第二搅拌叶片以及位于反应槽上层区域的进行消泡的第三搅拌叶片。本实用新型所述的用于制备高纯磷酸的反应系统采用三重搅拌的方式，第一搅拌叶片为轴流搅拌方式，将反应料浆向下推送，从而能带动反应槽底层区域的反应料浆进行上下翻动，促进反应槽内上下区域的各物质混合，有效避免固相介质发生沉积，第二搅拌叶片能促进反应料浆进行横向的搅拌混合，提高搅拌均匀性，使得各物质充分接触，提高反应充分性，提高磷酸制得率，第三搅拌叶片将料浆扬起从而浇在液泡上，有效起到消泡的作用，保障反应长效稳定的进行。

进一步的，所述第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片设置在同一转轴上，结构紧凑，占用空间小，第一搅拌叶片、第二搅拌叶片、第三搅拌叶片同时转动，实现对反应料浆的上下翻动以及横向搅动，提高搅拌混合均匀性和充分性，同时有效起到消泡的作用，保障反应槽内环境的稳定性。

进一步的，所述的反应槽顶部设置有气体收集装置，利用气体收集装置将反应产生的工艺气体抽走，维持反应在微负压的状态，避免反应释放的气体逸出。

进一步的，所述的反应槽上设置有与浓硫酸管路和返酸管路连接的混合三通，通过混合三通向反应槽内添加浓硫酸以及返酸，方便调节浓硫酸和返酸比例，浓硫酸的总量与干矿加入量匹配，返酸的流量和浓度取决于反应槽中料浆含固量和液相p2o5浓度。

进一步的，所述反应槽上设置了用添加磷矿浆的矿浆管，并且矿浆管在反应槽内设置了三个不同高度的进料口，使得磷矿浆均匀添加到反应槽，有利于各物质均匀混合，提高反应充分性。

进一步的，所述反应槽内分隔出沿线性排列的若干个反应室，并且相邻反应室的底部连通，每个反应室内分别设置有搅拌装置，反应料浆依次流经若干的反应室，在每个反应室中搅拌装置对反应料浆进行充分搅拌，有效提高物质混合的充分性，从而提高反应充分性，提高磷酸制得率。

进一步的，最末端的反应室内设置有连接至闪蒸冷却器的循环泵，反应料浆通入到闪蒸冷却器内进行闪蒸冷却后再返回至最前端的反应室，对反应料浆进行有效降温，维持反应槽内恒定的反应温度，保障化学反应长效稳定的进行，保证得到良好的二水硫酸钙结晶，保障生产效率和质量。

与现有技术相比，本实用新型优点在于：

本实用新型所述的用于制备高纯磷酸的反应系统对反应料浆进行上下翻动以及横向搅动，有效提高搅拌均匀性，使得各物质充分接触，提高反应充分性，提高磷酸制得率，有效起到消泡的作用，保障反应槽内反应环境的稳定性，维持反应槽内恒定的反应温度，保障反应长效稳定的进行。

附图说明

图1为用于制备高纯磷酸的反应系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开的一种用于制备高纯磷酸的反应系统，能对反应槽内的料浆进行充分搅拌，防止反应料浆中出现固相介质沉积的状况，使得各物质混合均匀，充分接触，促进反应充分性，提高磷酸制得率，满足高纯磷酸制备的需求。

如图1所示，一种用于制备高纯磷酸的反应系统，主要包括反应槽1，反应槽1内分隔出沿线性排列的若干个反应室11，在本实施例中设置了6个反应室，依次是第一反应室、第二反应室、第三反应室、第四反应室、第五反应室以及第六反应室，并且相邻反应室11的底部连通，每个反应室11内分别设置有搅拌装置2；

第一反应室上设置了用添加磷矿浆的矿浆管3，并且矿浆管3在反应槽1内设置了三个不同高度的进料口，即，磷矿浆从反应槽1的底层区域、中间层区域以及上层区域添加入反应槽中，实现磷矿浆均匀添加到反应槽，有利于反应槽1中各物质均匀混合，提高反应充分性，避免磷矿浆的集中的添加到反应槽1中而无法有效分散来与硫酸充分接触进行反应；

在第二反应室、第三反应室、第四反应室上设置有与浓硫酸管路4和返酸管路5连接的混合三通6，通过混合三通向反应槽内添加浓硫酸以及返酸，方便灵活调节浓硫酸和返酸比例，磷矿浆与浓硫酸、磷酸在反应槽中进行一系列化学反应，其生成的主产物为二水硫酸钙caso4.2h2o结晶和磷酸的混合料浆，该料浆从第一反应室、第二反应室、第三反应室、第四反应室、第五反应室以及第六反应室依次流过，料浆由第六反应室溢流到三个相同串联并带有搅拌器的立式圆形消化槽，延长停留时间，使反应进一步完全，使二水石膏结晶进一步长大；

在本实施例中，所述的搅拌装置2包括位于反应槽1底层区域的产生向下推力的第一搅拌叶片21、位于反应槽1中间层区域的进行横向搅动的第二搅拌叶片22以及位于反应槽1上层区域的进行消泡的第三搅拌叶片23，第一搅拌叶片21为轴流型叶片，第二搅拌叶片22对反应料浆进行充分的横向搅拌，第一搅拌叶片21与第二搅拌叶片22组合工作实现反应料浆的上下翻动以及横向搅动，提高搅拌充分性，并且第一搅拌叶片21、第二搅拌叶片22、第三搅拌叶片23设置在同一转轴上，结构紧凑，占用空间小；

反应槽1顶部设置有气体收集装置7，利用气体收集装置将反应产生的工艺气体抽走，维持反应在微负压的状态，保障化学反应持续稳定的进行；

第六反应室11内设置有连接至闪蒸冷却器8的循环泵9，循环泵9为轴流泵，反应料浆通入到闪蒸冷却器8内进行闪蒸冷却后再返回至第一反应室11，将反应料浆输送到外部有效降温后再回送到反应槽内，维持反应槽内恒定的反应温度，保障化学反应长效稳定的进行，保证得到良好的二水硫酸钙结晶。闪蒸冷却器内处于负压状态，反应槽内的高温反应料浆被负压吸入到闪蒸冷却器内，在负压状态下反应料浆在84℃左右闪蒸蒸发产生工艺气体，工艺气体中包含水蒸气、飞沫、含氟气体、含硫气体、含磷气体等，反应料浆的热量以蒸发产生的工艺气体的形式散失从而实现降温，闪蒸冷却器8内的反应料浆液位是由其内的真空度决定的，其绝对压力应≤40kpa，而循环泵9只为反应料浆循环提供推动力。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。