一种用于制备高纯磷酸的低位闪蒸冷却系统的制作方法

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低位闪蒸冷却系统。

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发生一系列化学反应，由于硫酸稀释和化学反应产生的热量使反应料浆温度升高，为了保证化学反应的持续稳定进行，需要使反应温度维持在78～84℃，以保证得到良好的二水硫酸钙结晶，从而必须对反应槽中的反应料浆进行冷却，通常是将反应料浆抽出反应槽进行冷却，反应料浆温度降低后再输送回反应槽，如此不断循环进行。现有的对反应料浆进行冷却的装置冷却效率较低，反应料浆温度难以高效的降低到所需的要求，从而难以保障反应槽内恒定的温度，难以保证化学反应的持续稳定进行，影响生产效率和质量。

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低位闪蒸冷却系统，解决目前技术中磷酸生产的反应料浆的冷却效率较低，从而磷酸生产的反应温度难以维持恒定，影响生产效率和质量的问题。

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低位闪蒸冷却系统，包括依次设置的闪蒸冷却器、预冷凝器、预洗涤器、冷凝器和真空泵，反应料浆进入闪蒸冷却器内在负压环境下蒸发产生工艺气体，所述预冷凝器、预洗涤器、冷凝器内设置有对气体进行喷淋的喷淋组件，所述闪蒸冷却器的气相出口连接至预冷凝器的入料口，预冷凝器的气相出口再连接至预洗涤器的入料口，预洗涤器的气相出口再连接至冷凝器的入料口，冷凝器的气相出口连接至真空泵，所述的工艺气体依次经过预冷凝器、预洗涤器、冷凝器处理后再通过真空泵排空。本实用新型所述的用于制备高纯磷酸的低位闪蒸冷却系统将反应槽内的高温反应料浆导入到闪蒸冷却器中进行冷却，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84℃左右的反应料浆剧烈沸腾产生工艺气体，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，反应料浆的热量以工艺气体的形式散失从而实现降温，工艺气体的温度高而且含有大量有害气体，直接排放污染严重，因此需要对工艺气体进行处理，去除工艺气体的有害气体以及对工艺气体进行降温，本实用新型利用预冷凝器、预洗涤器、冷凝器依次对工艺气体进行处理，利用喷淋降低工艺气体的温度并且也利用喷淋吸收工艺气体中的有害气体，最终余下的不凝性气体通过真空泵排空，有效降低排放污染，提高环保性。

进一步的，所述预冷凝器和预洗涤器两者的喷淋组件与常温池水管路连接，预冷凝器和预洗涤器都直接采用常温的水进行喷淋，常温的水能更充分的吸收工艺气体的热量，有效降低工艺气体的温度，并且吸收工艺气体中的有害气体成分。

进一步的，所述冷凝器的喷淋组件与循环水管路连接，所述的循环水管路与冷凝器的液相出口连接，利用循环水进行循环喷淋冷却，节约循环水耗用量，降低冷却成本，节能环保。

进一步的，所述预冷凝器的液相出口连接至热水密封槽，所述预洗涤器的液相出口连接至预洗涤密封槽，热水密封槽内的水再输送至过滤机用作过滤机石膏滤饼洗水，充分利用水资源。

进一步的，所述的热水密封槽与预洗涤密封槽之间设置了位于50％液位位置的连通管，在热水密封槽、预洗涤密封槽两者设置的循环泵其中之一故障时，预洗涤器上水和预冷凝器上水不受影响。

进一步的，所述的冷凝器的气相出口与真空泵之间还设置有除沫器，利用除沫器有效进行气液分离，避免液体随不凝性气体排出，降低排放污染。

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低位闪蒸冷却系统利用闪蒸冷却器对反应料浆进行闪蒸蒸发，有效降低反应料浆的温度，维持恒定的反应温度，保障化学反应的持续稳定进行，提高生产质量和效率，对闪蒸蒸发产生的工艺气体的冷却处理效率高、排放污染低，环保性好。

附图说明

图1为用于制备高纯磷酸的低位闪蒸冷却系统的结构示意图。

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低位闪蒸冷却系统，冷却效率高，有效降低反应料浆的温度，将反应槽中的反应温度维持在78～84℃，保证化学反应的持续稳定进行，提高生产质量和效率。

如图1所示，一种用于制备高纯磷酸的低位闪蒸冷却系统，主要包括依次设置的闪蒸冷却器1、预冷凝器2、预洗涤器3、冷凝器4和真空泵5，闪蒸冷却器1内为35kpa左右的负压状态，反应料浆通过插入管被负压吸入到闪蒸冷却器1内，闪蒸冷却器1内的料浆液位是由其内的真空度决定的，反应料浆在闪蒸冷却器1内进行闪蒸蒸发，即反应料浆在闪蒸冷却器1内的负压环境中在84℃左右蒸发产生工艺气体，工艺气体主要包含水蒸气、飞沫、含氟气体、含硫气体、含磷气体等，反应料浆的热量以工艺气体的形式散失从而实现降温，冷却后的反应料浆再返回到反应槽中，如此不断循环进行。

所述预冷凝器2、预洗涤器3、冷凝器4内设置有对气体进行喷淋的喷淋组件，通过喷淋的方式对工艺气体进行降温以及吸收去除有害气体，对工艺气体进行净化，降低排放污染。具体的，所述闪蒸冷却器1的气相出口连接至预冷凝器2的入料口，预冷凝器2的气相出口再连接至预洗涤器3的入料口，预洗涤器3的气相出口再连接至冷凝器4的入料口，冷凝器4的气相出口连接至真空泵5，所述的工艺气体依次经过预冷凝器2、预洗涤器3、冷凝器4处理后再通过真空泵5排空。

所述预冷凝器2和预洗涤器3两者的喷淋组件与常温池水管路6连接，即，工艺气体先进入预冷凝器2内与喷淋组件喷出的常温池水进行热交换，工艺气体的部分热量被吸收，所述预冷凝器2的液相出口连接至热水密封槽7，吸收了热量的池水进入到热水密封槽7蓄积，并且热水密封槽内的水再输送至过滤机用作过滤机石膏滤饼洗水，充分利用水资源；工艺气体再通过预冷凝器2的气相出口通入到预洗涤器3中，工艺气体与喷淋组件喷出的常温池水进行热交换，工艺气体的热量再次被吸收，并且工艺气体中可溶于水的有害气体也被喷淋出的池水吸收，有效降低工艺气体的温度，同时去除有害气体，所述预洗涤器3的液相出口连接至预洗涤密封槽8，吸收了热量的池水进入到预洗涤密封槽8中蓄积，并且所述的热水密封槽7与预洗涤密封槽8之间设置了位于50％液位位置的dn500的连通管11，使得热水密封槽7与预洗涤密封槽8导通，两者内部超过50％液位位置的液体可相互交换流通，在热水密封槽、预洗涤密封槽两者设置的循环泵其中之一故障时，预洗涤器上水和预冷凝器上水不受影响。

所述冷凝器4的喷淋组件与循环水管路9连接，所述的循环水管路9与冷凝器4的液相出口连接，循环水管路9中的循环水的温度大于常温5～10℃，冷凝器4内设置了多层的具有环状分布喷头的喷淋组件，在约1500m³/h的循环水量喷淋下，使得工艺气体的余下热量再次被吸收，并且可凝性气体也被有效吸收，有效降低排放污染。

所述的冷凝器4的气相出口与真空泵5之间还设置有除沫器10，除沫器10的液相通向预洗涤密封槽8，气相则通向真空泵5，真空泵5采用水环真空泵，利用除沫器有效进行气液分离，避免液体随不凝性气体排出，最终净化后的气体通过真空泵排空。

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。