一种不易结垢的磷酸转盘真空过滤装置的制作方法

本实用新型属于磷酸生产技术领域，特别涉及一种不易结垢的磷酸转盘真空过滤装置。

背景技术：

磷酸或正磷酸，化学式h3po4，分子量为97.994，是一种常见的无机酸，是中强酸。磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业，包括作为防锈剂，食品添加剂，牙科和矫形外科，edic腐蚀剂，电解质，助焊剂，分散剂，工业腐蚀剂，肥料的原料和组件家居清洁产品。也可用作化学试剂，磷酸盐是所有生命形式的营养。在磷铵与化肥领域，磷酸通常采用湿法制备。湿法为：浓硫酸跟磷酸钙、磷矿石反应制取磷酸，滤去微溶于水的硫酸钙沉淀，所得滤液就是磷酸溶液。或让白磷与硝酸作用，可得到纯的磷酸溶液。

如申请号为cn201310111584.5的中国专利公开了一种磷酸一铵的生产方法（仅取磷酸生产部分），包括以下工序：

工序一：磷矿配矿重量比为：p2o5%25.8-26.3%、mgo＜3%、k+na＜1%。

工序二：制取矿浆：将工序一得到的磷矿采用两级鄂破、一级圆锥破形成15-25mm粒度后，进入振动筛进行筛分，上部粗料返回细鄂破、圆锥破，再次进行破碎，通过振动筛下部的粒度在15-20mm的细料进入球磨机制取矿浆，使矿浆细度达到85-90%-100目。

工序三：萃取：将工序二得到的矿浆，以及来自硫酸库、为占反应全部用量的1/5的硫酸和磷酸沉降槽的返酸打入预反应器，三者进行预反应，反应物料再进入萃取槽，并加入占反应全部用量4/5的硫酸，进一步完全分解矿浆并形成料浆；该工序的萃取槽为六格方槽结构，四个反应区、两个消化区，互换循环泵进出口位置，扩大四反应室到四反应室的料浆溢流口，将磷酸p2o5浓度控制在17%-19%，萃取温度控制到83-87℃，真空冷却真空度控制到-0.050至-0.055mpa，在萃取槽上加装自动加消泡剂装置，闪蒸室出口加除沫装置。

工序四：过滤：将工序三得到的料浆打入过滤工段，通过圆盘过滤机将磷酸从料浆中分离出来，分离出来的磷酸去磷酸沉降槽进一步净化，上部清液去中和浓缩工段，下部稠浆作为返酸返回萃取槽；分离出来的石膏经过洗涤后再过滤，最后由皮带机送到磷石膏渣场堆放。

在过滤时可以采用转盘真空过滤装置对磷酸(江苏新宏大公司的hdzp系列转盘真空过滤机)进行过滤。其中，转盘真空过滤装置包括初滤区、过滤区、一洗区、二洗区、三洗区和滤布再生区等，过滤区得到磷酸。参见图1，为转盘真空过滤装置的结构示意图，滤布再生区的洗水（冲洗水，于加热水槽中加热至60℃以上，同时根据需要补水）送三洗区作为洗涤用水，三洗区的洗水送二洗区作为洗涤用水，二洗区的洗水送一洗区作为洗涤用水，一洗区的洗水和初滤区的滤液作为反酸。现有技术中采用工艺水作为冲洗水和三洗区洗涤用水，本领域的技术人员都知道，在湿法磷酸生产中，磷石膏回水的量较大，ph值2-3，含有少量可溶性磷，无法直接排放，现有技术中通常将其返回磷酸生产进行再利用，但是磷石膏回水杂质含量高，容易堵塞磷酸系统，特别容易使过滤机滤板结垢。本公司2016和2017年均采用磷石膏回水作为转盘真空过滤装置的洗涤用水，申请人发现如下问题：

1.过滤机滤板结垢，每次清理停车24小时，要50人以上清理，每年堵1至2次，清理后过滤滤板严重变形，过滤机滤布再生效果差，换一次滤板需要36万。

2.由于结垢导致下酸不畅，过滤洗涤效果差，水溶磷丢失至少0.05%。

3.滤板结垢，并不能达到设计产能，同时结垢也会导致停车修理，均会影响产能。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种不易结垢的磷酸转盘真空过滤装置，该装置采用磷酸回水作为三洗区和滤布再生区的洗涤用水，通过在三洗液储槽中加入浓硫酸（在萃取槽中会加入硫酸进行反应，不会引入杂质）；其作用之一：可以将易结垢的物质（磷石膏回水和滤布上的金属盐等）沉降下来再在三洗区快速冲洗下来，其作用之二为：申请人发现在硫酸浓度在5%左右时可明显降低滤板的结构风险，其作用之三可稍微提高后续洗液的酸浓度以提高洗涤效果；滤布冲洗水较洁净且高温，加入二洗液储槽作为一洗区的洗涤用水，能增加冲洗量、增加洗液温度且有较优的洗涤效果。通过对磷石膏回水进行处理和采用洁净的冷凝水可减少对喷头的堵塞，延长过滤装置的维护周期。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种不易结垢的磷酸转盘真空过滤装置，该装置包括转盘真空过滤机、磷酸储槽、磷酸分离器、滤洗液分离器、反酸槽、二洗液分离器、二洗液储槽、三洗液分离器、三洗液储槽和加热水槽，所述转盘真空过滤机包括初滤区1、过滤区2、一洗区3、二洗区4、三洗区5和滤布再生区6，所述转盘真空过滤机的进料口通过管路与萃取槽连接，所述反酸槽通过管路与预反应槽、磷酸储槽和滤洗液分离器连接，所述滤洗液分离器通过管路与初滤区1的滤液出口和一洗区3的洗液出口连接，所述磷酸分离器通过管路与过滤区2的滤液出口和磷酸储槽连接，所述二洗区4的洗液出口、二洗液分离器、二洗液储槽和一洗区3的洗液进口通过管路依次连接，所述三洗区5的洗液出口、三洗液分离器、三洗液储槽和二洗区4的洗液进口通过管路依次连接，所述加热水槽通过管路与三洗区5的洗液进口连接；所述滤布再生区6的洗液进口和加热水槽均通过管路与磷石膏回水储槽连接，所述滤布再生区6的洗液出口通过管路与二洗液储槽连接，所述三洗液储槽通过管路与硫酸储罐连接。

其中，本实用新型实施例中的转盘真空过滤机较磷酸分离器、滤洗液分离器、二洗液分离器和三洗液分离器高，所述加热水槽较转盘真空过滤机高，所述磷酸分离器较磷酸储槽高，所述滤洗液分离器较反酸槽高，所述二洗液分离器较二洗液储槽高，所述三洗液分离器较三洗液储槽高；所述反酸槽与预反应槽之间的管路上设有反酸泵，所述二洗液储槽与一洗区3的洗液进口之间的管路上设有二洗泵，所述三洗液储槽与二洗区4的洗液进口之间的管路上设有三洗泵。

具体地，本实用新型实施例中的三洗液储槽上设有采样口，所述硫酸储罐通过带阀门组、硫酸泵和流量计的管路与三洗液储槽和萃取槽连接。

其中，本实用新型实施例中的磷酸分离器、滤洗液分离器、二洗液分离器和三洗液分离器均为气液分离器；所述加热水槽上设有蒸汽加热盘管和/或蒸汽加热夹套，其上设有补水口。

进一步地，本实用新型实施例中的磷酸转盘真空过滤装置还包括沉降槽和再生水槽，所述沉降槽的进液口通过管路与磷石膏回水储槽连接，其上清液出口通过管路与再生水槽连接，所述再生水槽通过管路与滤布再生区6的洗液进口连接。

其中，本实用新型实施例中的磷酸储槽、反酸槽、二洗液储槽和三洗液储槽均包括沉降槽体和存储槽体，所述沉降槽体和存储槽体并排设置，所述沉降槽体的顶部设有进料口并通入其内下部，其上部设有溢流口与存储槽体上部连通，其底部设有排污口；所述存储槽体底部设有出料口；所述三洗液储槽的沉降槽体上的进料口通过管路与三洗液分离器的液体出口连接，其存储槽体设有采样口和搅拌器且通过管路与硫酸储罐连接；所述二洗液储槽的沉降槽体的进料口通过管路与滤布再生区的洗液出口和二洗液分离器的液体出口连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种不易结垢的磷酸转盘真空过滤装置，从时间来说可提升至少1天产能，从转盘真空过滤机的工作效率来说可使其满负荷运转；可提升水溶性磷的利用率0.1%；可避免滤板结垢，每年可至少节约50个用工量，降低工人的劳动强度；可延长转盘真空过滤机的使用寿命，降低生产成本。

附图说明

图1是现有的转盘真空过滤装置的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的磷酸转盘真空过滤装置的原理框图；

图3是本实施例提供的沉降槽、再生水槽、磷石膏回水储槽和滤布再生区组合的原理框图；

图4是本实用新型实施例提供的转盘真空过滤装置的各功能区的分布图。

图中：1初滤区、2过滤区、3一洗区、4二洗区、5三洗区、6滤布再生区。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见图2-4，本实用新型实施例提供了一种不易结垢的磷酸转盘真空过滤装置，该装置包括转盘真空过滤机、磷酸储槽、磷酸分离器、滤洗液分离器、反酸槽、二洗液分离器、二洗液储槽、三洗液分离器、三洗液储槽和加热水槽等，转盘真空过滤机包括进料口、初滤区1、过滤区2、一洗区3、二洗区4、三洗区5、滤布再生区6、石膏料斗和卸料螺旋结构等，具体可以为江苏新宏大公司的hdzp系列转盘真空过滤机（hdzp-l160-00）。转盘真空过滤机的进料口通过管路与萃取槽连接用于接收萃取反应后的料浆，反酸槽通过管路与预反应槽、磷酸储槽和滤洗液分离器连接用于向预反应槽提供一定浓度的磷酸（15%左右，含有少量硫酸），滤洗液分离器通过管路与初滤区1的滤液出口和一洗区3的洗液出口连接用于接收初滤区1排出的滤液和一洗区3排出的洗液；磷酸分离器通过管路与过滤区2的滤液出口和磷酸储槽连接用于接收过滤区2输出滤液并送至磷酸储槽，二洗区4的洗液出口、二洗液分离器、二洗液储槽和一洗区3的洗液进口通过管路依次连接用于接收二洗区4的洗液并送入一洗区3作为洗涤用水，三洗区5的洗液出口、三洗液分离器、三洗液储槽和二洗区4的洗液进口通过管路依次连接用于接收三洗区5的洗液并送入二洗区4作为洗涤用水，加热水槽通过管路与三洗区5的洗液进口连接用于向三洗区5提供60℃以上的高温洗涤用水。磷酸分离器、滤洗液分离器、二洗液分离器和三洗液分离器均起气液分离的作用且其气体出口均通过管路与带真空泵的大气冷凝器连接以形成真空环境。前述结构与现有的磷酸转盘真空过滤装置的结构基本相同，不同之处在于：本实施例中的滤布再生区6的洗液进口和加热水槽均通过管路与磷石膏回水储槽（通过管路与磷石膏堆场连接）连接用于向滤布再生区6和三洗区5提供洗涤用水，滤布再生区6的洗液出口通过管路与二洗液储槽连接用于将滤布再生区6的洗液送至一洗区3作为洗液，三洗液储槽通过管路与硫酸储罐连接用于使三洗液储槽中洗液的硫酸的质量浓度为5.5-6.0%（保证二洗水的硫酸浓度在5%左右）。

其中，本实用新型实施例中的转盘真空过滤机较磷酸分离器、滤洗液分离器、二洗液分离器和三洗液分离器高以形成落差，加热水槽较转盘真空过滤机（滤布再生区6）高以形成落差，磷酸分离器（距地面高度为7-11m）较磷酸储槽（可设于地面上）高（正上方）以形成落差且之间可通过竖向直管连接。滤洗液分离器（距地面高度为7-11m）较反酸槽（可设于地面上）高（正上方）以形成落差且之间可通过竖向直管连接。二洗液分离器（距地面高度为7-11m）较二洗液储槽（可设于地面上）高（正上方）以形成落差且之间可通过竖向直管连接。三洗液分离器（距地面高度为7-11m）较三洗液储槽（可设于地面上）高（正上方）以形成落差且之间可通过竖向直管连接。反酸槽与预反应槽之间的管路上设有反酸泵，磷酸储槽与反酸槽之间可通过溢流的方式进行磷酸输送。二洗液储槽与一洗区3的洗液进口之间的管路上设有二洗泵，三洗液储槽与二洗区4的洗液进口之间的管路上设有三洗泵。

具体地，本实用新型实施例中的三洗液储槽上设有采样口（定时采样（如1或2小时采样一次）以控制洗液中硫酸浓度（通过控制管路上的阀门）），硫酸储罐通过带阀门组、硫酸泵和流量计的管路与三洗液储槽和萃取槽连接。

其中，本实用新型实施例中的磷酸分离器、滤洗液分离器、二洗液分离器和三洗液分离器均为气液分离器。加热水槽上设有蒸汽加热盘管（设于其内）和/或蒸汽加热夹套（套设于其外）以保证向三洗区5提供的洗液大于60℃，其上设有补水口以补充洗液（根据需要补充工艺水）。

进一步地，本实用新型实施例中的磷酸转盘真空过滤装置还包括沉降槽和再生水槽，沉降槽的进液口通过管路与磷石膏回水储槽连接，其上清液出口通过管路与再生水槽连接，再生水槽通过管路与滤布再生区6的洗液进口连接。具体地，沉降槽为常见的沉降槽（如斜板沉降槽）以可以降低磷酸回水中的固含量，沉降槽通过带回水泵的管路与磷石膏回水储槽连接，其底部的污泥出口通过带污泥泵的管路送至磷石膏堆场，其上部的溢流口通过管路与再生水槽连接。再生水槽较滤布再生区6高。

其中，本实用新型实施例中的磷酸储槽、反酸槽、二洗液储槽和三洗液储槽均包括沉降槽体（圆形槽体，用于使液体沉降）和存储槽体（圆形槽体），沉降槽体和存储槽体并排设置。沉降槽体的顶部设有进料口与相应的分离器连接并通入其内下部，其上部设有溢流口（靠近存储槽体一侧）与存储槽体上部连通，其底部设有排污口（通过管路与磷酸地槽连接）。存储槽体底部设有出料口（也可在底部设置排污口）。三洗液储槽的沉降槽体上的进料口通过管路与三洗液分离器的液体出口连接，其存储槽体设有采样口和搅拌器且通过管路与硫酸储罐连接。二洗液储槽的沉降槽体的进料口通过管路与滤布再生区6的洗液出口和二洗液分离器的液体出口连接，其存储槽体的出液口通过管路与一洗区3的洗液进口连接。

前述各结构之间的管路上根据需要设置泵、阀门和/或流量计等结构。

该专利的经济效益为：

1.提高一万吨产量，按50元一吨利润，一年约50万元。

2.石膏液水溶性磷少丢失0.1%，每年至少2个月不正常，维持系统平衡难以停车，每天石膏液10000立方*0.001丢失*60天*0.70含液量*3000元=126万。

3.员工劳动强度大大降低，每年清理费用2万元，换一次滤板36万*2套=72万。

共计利润：248万元。

同时可节约大量水资源并处理大量酸性的磷石膏回水。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。