一种湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置，采用“一氟洗涤吸收塔→文丘里洗涤吸收器→二氟洗涤吸收塔→三氟洗涤吸收塔→尾气洗涤吸收塔”五级逆流洗涤吸收方式洗涤吸收后80m高空排放，当一氟洗涤塔洗涤吸收液(主要为H2SiF6)溶液浓度≥10％后排出尾气洗涤吸收系统去氟硅酸贮槽沉降，上清液经回收其中的溶解碘后作为Na2SiF6车间和无水HF车间原料，下部沉降硅胶作为白炭黑车间原料。本实用新型专利技术具有湿法磷酸生产尾气洗涤吸收效果明显，尾气中氟硅碘资源回收利用率高，装置自动化程度高及运行维护成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置，属于磷化工生产领域。
技术介绍
氟硅材料作为重要的化工新材料广泛应用于军工、航空航天、石油化工、电子信息、汽车、轻纺、医药、农业、环保、食品和新能源与战略性新兴产业等领域。经过50多年的发展，我国氟硅材料产业已形成门类齐全，产业链完整，并与其它产业高度关联的高新技术产业，同时，我国已经成为全球氟硅材料生产和消费大国。在自然界中，氟资源主要来源于天然冰晶石、萤石及磷矿石。其中，天然冰晶石数量极少，工业开发价值低。我国30wt/a的氟化盐产品中，约88％的氟来自于萤石。随着氟化工产品需求的与日俱增，萤石的消耗量逐步增大，现有萤石储量仅能满足中国氟化工约20年的发展，为实现氟化工行业的可持续发展，需开发其它氟资源综合利用技术。磷矿石中含有一定量的氟，在湿法磷酸生产过程中会产生大量含氟气体以及硅胶沉淀，在不可再生资源紧缺的今天，研究湿法磷酸生产尾气中氟硅资源回收技术尤为重要。目前已见报道的磷矿伴生氟硅资源综合利用技术有南化集团公司夏克立利用含氟废气生产氟化物和白炭黑，由氟硅酸与纯碱反应制备氟化钠和白炭黑；上海维来现代科技发展有限公司申请了以氟硅酸钠为原料制备白炭黑的专利技术专利；云南云天化国际化工股份有限公司研究出湿法磷酸副产氟硅酸氨化生产高补强白炭黑的工艺路线。磷肥副产硅胶可以用来制备水玻璃、白炭黑、4A型分子筛、五水偏硅酸钠、碳化硅和单晶硅等。鉴于传统工艺中湿法磷酸生产尾气洗涤吸收液-氟硅酸浓度较低且杂质含量高，氟硅资源的高效综合利用受到制约。当前，磷化工行业主要利用湿法磷酸浓缩过程中得到的氟硅酸和硅胶为原料进行氟硅资源的进一步深加工。中国磷矿石使用量约为30000kt/a，其中伴生氟主要以氟磷灰石的形式存在，氟占磷矿石的质量分数约为3％-4％。浓硫酸分解磷矿粉过程中，氟的气相逸出量约为5％-10％，进入磷石膏中约为25％-30％，进入磷酸中约为65％-70％，在磷酸浓缩过程中进入气相的氟约为38％-45％。当前，贵阳开磷化肥有限公司磷酸车间磷酸萃取工段拥有72wt(P2O5)/a湿法磷酸产能，由于磷矿石中SiO2过量，故液相中氟化物主要以H2SiF6形式存在，尾气洗涤吸收系统产生的100％H2SiF6量约为1.4wt/a，100％SiO2量约为2900t/a。从环保和氟硅资源综合利用的角度考虑，必须对湿法磷酸生产尾气进行处理。选用合适的洗涤吸收方法处理湿法磷酸生产尾气对于磷化工生产具有重要意义。湿法磷酸生产尾气的洗涤吸收过程是一个气液传质过程，影响其洗涤吸收效率的因素主要有以下几个方面：(1)从湿法磷酸萃取反应消化槽逸出的尾气温度较高(65～75℃)，水分的蒸发使尾气接近饱和状态，使得以气液传质为主的吸收过程几乎无法进行，而变成了对饱和水蒸气的冷凝过程，需要大量的洗涤吸收剂才能使气体冷凝下来。否则尾气中的大量氟化物将被未冷凝的水蒸气带出尾气洗涤吸收系统。(2)湿法磷酸萃取尾气中的SiF4含量高，SiF4与洗涤吸收剂中的水分在气液相界面处形成SiO2·nH2O的胶体泡沫层，将会降低SiF4与洗涤吸收剂中水分的反应速度，限制界面化学反应过程的连续进行。同时，并在液相中析出SiO2·nH2O胶体，易沉积在吸收塔内壁、吸收洗涤循环液管道内壁及喷头上，造成洗涤吸收塔及管道内壁的堵塞，影响正常生产。(3)湿法磷酸生产使用的原料磷矿中碳酸盐及有机物成分通常较高，在湿法磷酸萃取过程中，会产生大量泡沫，泡沫中将夹带大量磷石膏及矿粉颗粒，并进入氟吸收系统，这些颗粒物质极易与H2SiF6溶液反应生成难溶性的积垢，造成洗涤吸收塔及管道内壁的堵塞，影响正常生产。(4)尾气洗涤吸收设备的工艺参数选择也是影响尾气洗涤吸收效率的重要因素。目前，已见报道的湿法磷酸生产尾气洗涤吸收工艺有水洗法、石灰水洗法、生石灰粉和活性炭干法处理含氟尾气法及氨洗法。其中水洗法工艺简单，技术成熟且应用较为广泛，当前，大型湿法磷酸车间多采用“文丘里+一氟洗涤吸收塔+二氟洗涤吸收塔”三级逆流洗涤模式，该方法主要生成物H2SiF6浓度较低，直接生产Na2SiF6或无水HF技术难度较大且生产成本较高。倘若返回湿法磷酸萃取槽易造成萃取槽及过滤装置结垢，直接外排污水站不仅增加污水处理难度，同时造成氟硅资源的浪费。无法外排的H2SiF6溶液连续循环洗涤吸收含氟尾气易在氟吸收系统产生氟硅酸盐、硅胶等结垢，造成系统设备堵塞，严重制约湿法磷酸生产装置开机率及生产负荷的提高。同时，随着H2SiF6溶液浓度的逐渐提高，气液传质速度降低，导致尾气洗涤吸收效果较差，使尾气排放指标(颗粒物排放浓度、颗粒物排放速率、氟化物排放浓度及氟化物排放速率)通常无法满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准限值要求。石灰水洗法采用碱性石灰水作吸收剂洗涤吸收湿法磷酸生产尾气，其吸收效率较水洗法有所提高，但增加了尾气中氟硅资源回收利用难度，该方法主要以净化排空尾气为目的。生石灰粉和活性炭干法处理含氟尾气法是将含氟尾气经小型水雾喷淋吸收塔吸收后回收少量H2SiF6，同时使含氟尾气增湿，出塔尾气进入混合器中，与喷入的生石灰粉和活性炭充分混匀后进入袋式除尘器除尘，除尘后尾气排放，而除下来的含氟灰在填埋场安全填埋。但该方法处理工艺较为复杂且造成氟资源的浪费。氨洗法就是利用氨水作为作吸收剂来吸收含氟气体，生成(NH4)2SiF6溶液。该方法导致系统无H2SiF6产生，一定程度上限制了尾气中氟硅资源的利用途径。当前，湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置通常采用冲击式洗涤器、喷射吸收塔、文丘里洗涤器、卧式横流(错流)喷淋洗涤器等。冲击式洗涤器喷射吸收塔效率低，放空尾气含氟浓度高，目前很少使用。喷射吸收塔效率也低，放空尾气含氟浓度高，如云南某厂原先就采用的此洗涤器，后改建为三段净化流程，即喷射吸收塔加上两段湍球塔，并用2％Ca(OH)2的溶液作为吸收剂，放空尾气含氟量方可降低。文丘里洗涤器是常用的含氟气体净化设备，缺点是流体阻力大，易被尾气伴生硅胶等物质堵塞喉管。采用一级文丘里洗涤器，不少工厂排空尾气仍有超标现象。卧式横流(错流)喷淋洗涤器从理论上讲应该是很好的气体净化设备，它的洗涤效率很高，均在99％以上，但在实际应用中并不理想，尾气伴生硅胶极易堵塞填料系统。
技术实现思路
本技术的目的是：提供一种湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置，解决以下问题：(1)保证湿法磷酸生产尾气排放指标(颗粒物排放浓度、颗粒物排放速率、氟化物排放浓度及氟化物排放速率)满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准限值要求。(2)保证72wt(P2O5)/a湿法磷酸生产装置配套尾气洗涤吸收系统产生的100％H2SiF6量≥1.4wt/a，100％SiO2量约≥2900t/a，尾气洗涤吸收液-H2SiF6溶液浓度≥10％。(3)保证湿法磷酸生产尾气洗涤吸收系统停机清理周期≥60d且停机清理时间≤1d。(4)保证湿法磷酸生产尾气洗涤吸收系统具备联产Na2SiF6和无水HF功能。(5)保证湿法磷酸生产尾气洗涤吸收系统具备联产尾气中碘和硅资源回收功能。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置，包括按照尾气流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置，其特征在于：包括按照尾气流向依次顺序连接的一氟洗涤吸收塔(1)、文丘里洗涤吸收器(2)、二氟洗涤吸收塔(3)、三氟洗涤吸收塔(4)和尾气洗涤吸收塔(7)，所述一氟洗涤吸收塔(1)还与氟硅酸储槽连接，所述三氟洗涤吸收塔(4)和尾气洗涤吸收塔(7)之间还设置有除沫器(5)和风机(6)，所述尾气洗涤吸收塔(7)与磷石膏渣场回水管路或10％氨水管路相连。

【技术特征摘要】
1.一种湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置，其特征在于：包括按照尾气流向依次顺序连接的一氟洗涤吸收塔(1)、文丘里洗涤吸收器(2)、二氟洗涤吸收塔(3)、三氟洗涤吸收塔(4)和尾气洗涤吸收塔(7)，所述一氟洗涤吸收塔(1)还与氟硅酸储槽连接，所述三氟洗涤吸收塔(4)和尾气洗涤吸收塔(7)之间还设置有除沫器(5)和风机(6)，所述尾气洗涤吸收塔(7)与磷石膏渣场回水管路或10％氨水管路相连。2.根据权利要求1所述的一种湿法磷酸生产尾气洗涤吸收装置，其特征在于：所述一氟洗涤吸收塔(1)设置有两层逆流喷淋洗涤装置。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：项双龙，彭宝林，廖吉星，周勇，赵井腥，安美华，
申请(专利权)人：贵州开磷集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52