【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及稀磷酸回收，特别是涉及一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置。
技术介绍
1、锂电池正极材料前驱体磷酸铁的制备工艺主要有钠法、铵法、铁法、肥料磷酸、氧化铁红、磷酸氢钙六种工艺。其中，铁法工艺生产中磷酸铁过滤母液及其洗水水量大，并含有3％～15％的磷酸。目前普遍采用蒸发浓缩的方法将磷酸提浓，与85％磷酸混合回用于熔铁工艺段，达到资源回用的目的。
2、因稀磷酸溶液的复杂性及腐蚀性，常用的蒸发浓缩工艺是利用石墨多效蒸发器对废酸进行蒸发浓缩，但存在以下问题：
3、1、石墨多效蒸发设备过于笨重，而且组装零部件多，成本高，多效蒸发工艺流程相对复杂，自动化水平普遍不高，不熟练的技术及操作人员很难运维设备。
4、2、多效蒸发设备随着效数的增加，传热的温度差损失增大，热效率利用率低，使蒸发器的生产强度大大下降。
5、3、石墨多效蒸发设备采用负压蒸发的方式，设备主体需要采用价格昂贵的金属，造价高，且在高温下极易被腐蚀。负压系统一旦难以维持，系统的效数将难以保证，运行成本急剧上升。
6、针对以上问题，所以我们提出了一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置。
技术实现思路
1、为了解决多效蒸发设备随着效数的增加，传热的温度差损失增大，热效率利用率低的问题，本专利技术的目的是提供一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷
3、所述蒸发塔的顶部端口与冷凝塔靠近底部的外壁通过管道连接，用于将蒸发塔的气流朝向冷凝塔中输送；
4、所述冷凝塔靠近塔底的侧方连接有用于抽取塔底凝液的凝液抽取泵，所述凝液抽取泵与预热换热器的热源供给端连接，用于通过凝液抽取泵供给的高温凝液与预热换热器中泵入的蒸发塔低温塔底液进行换热；所述预热换热器的热源输出端与初始预热器的热源供给端连接，用于通过预热换热器换热后的较高温凝液与初始预热器中泵入的低温废酸进行换热；所述初始预热器的热源输出端连接有冷凝液冷却器，所述冷凝液冷却器外接冷水输入，用于对通过初始预热器换热后的凝液进行冷却降温；
5、所述冷凝塔内部的上层固定安装有若干个第二喷淋头，若干个第二喷淋头通过总管与冷凝液冷却器连接，用于对冷凝液冷却器降温后的凝液进行喷淋，对冷凝塔内部上升的湿热气流进行降温洗涤，使湿热气流携带的水蒸气量下降，吸收湿热气流的热量，且汇集在冷凝塔底部，形成高温冷凝液；
6、所述蒸汽换热器的热源供给端外接蒸汽输入，用于对蒸汽换热器中从预热换热器输入的塔底液进行换热；所述蒸汽换热器热源输出端与二次预热器的热源供给端连接，用于将蒸汽换热器换热后的余量蒸汽和凝液输入到二次预热器中，以对二次预热器中从初始预热器输入的废酸进行换热。
7、优选的，所述初始预热器的供给端依次串联错流过滤器和供给泵，所述错流过滤器用于对供给泵泵入的废酸进行过滤，且将过滤后的废酸朝向初始预热器供给。
8、优选的，所述蒸发塔与预热换热器之间设置有抽取泵，用于通过抽取泵抽取蒸发塔中的塔底液，且朝向预热换热器供给，所述预热换热器和蒸汽换热器依次串联。
9、优选的，所述风机的引风端连接有进风过滤器，用于过滤截留截留空气中的粉尘、杂质。
10、优选的，所述蒸发塔位于若干个第一喷淋头的下方固定设置有若干层第一填料，通过第一填料与废酸充分接触，以实现喷淋的废酸与鼓入的空气充分接触；每两层所述第一填料之间固定设置有第一液体分布器，对第一填料中产生壁流的酸液进行再次散布。
11、优选的，所述蒸发塔位于若干个所述第一喷淋头的上方固定设置有第一气液分离器，用于截留气流中的液体；所述蒸发塔的底部连接有浓缩液泵，用于抽取蒸发塔浓缩后的浓缩酸液。
12、优选的，所述初始预热器、二次预热器、预热换热器、蒸汽换热器和冷凝液冷却器均采用抗腐蚀金属板式换热器，所述二次预热器的热源输出端直接排出冷凝水。
13、优选的，所述冷凝塔的底部连接有凝液泵，当冷凝塔内液位升高至设定液位时，冷凝塔中的冷凝液由凝液泵抽取排出。
14、优选的，所述冷凝塔位于若干个第二喷淋头的下方固定设置有若干层第二填料；每两层所述第二填料之间固定设置有第二液体分布器，对第二填料中产生壁流的液体进行再次散；所述冷凝塔位于若干个所述第二喷淋头的上方固定设置有第二气液分离器，用于截留气流中的液体，所述冷凝塔的顶部排出气体。
15、优选的，所述第一填料采用β-改性的高硬度聚丙烯(β-pph)非金属材料。
16、与现有技术相比，本专利技术实现的有益效果：
17、1、本专利技术在不沸腾状态下将废酸中的水分蒸发，利用水分子在不同温度下在空气中的饱和蒸汽压的差异作为传质动力来实现水分蒸发，可以控制在温度较低的条件下进行自发的蒸发，降低了能耗。
18、2、本专利技术采用空气作为水蒸气的提取介质，整个工艺蒸发和冷凝的过程都在常压下进行，不需要像使用负压或高压进行蒸发的蒸发器那样使用高规格的密封材质和结构件，大大提高系统的可靠性。
19、3、本专利技术充分利用了系统蒸发内部热能，利用洗涤吸收将系统的二次蒸汽热能以高温冷凝液的形式回收，并回馈于浓缩循环液的升温，大大节省蒸汽补热的能耗。
20、4、本专利技术利用冷凝循环液的多余热量对进水进行一级预热升温，利用蒸汽冷凝水的高温显热对进水进行二级升温，充分利用系统内部的热能，达到节能的效果。
21、5、本专利技术相对于石墨多效蒸发设备部件少，主要由两个塔体和五个换热设备构成，成本低。
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1.一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，包括有蒸发塔(5)和冷凝塔(14)，其特征在于：所述蒸发塔(5)的供给端依次串联二次预热器(4)和初始预热器(3)，用于对泵入的废酸进行二次预热和初始预热；所述蒸发塔(5)内部的上层固定安装有若干个第一喷淋头(9)，所述蒸发塔(5)的外部设置有用于对蒸发塔(5)泵入的塔底液依次进行加热的预热换热器(7)和蒸汽换热器(8)，若干个所述第一喷淋头(9)通过总管与蒸汽换热器(8)连接，用于对加热后的废酸进行喷淋散布；所述蒸发塔(5)位于若干个所述第一喷淋头(9)下方的外壁连接有风机(11)，通过风机(11)朝向蒸发塔(5)内部鼓入干燥的空气，且加热后散布的废酸遇到干燥的空气，废酸中部分水分汽化；
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述初始预热器(3)的供给端依次串联错流过滤器(2)和供给泵(1)，所述错流过滤器(2)用于对供给泵(1)泵入的废酸进行过滤，且将过滤后的废酸朝向初始预热器(3)供给。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述风机(11)的引风端连接有进风过滤器(12)，用于过滤截留截留空气中的粉尘、杂质。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述蒸发塔(5)位于若干个第一喷淋头(9)的下方固定设置有若干层第一填料(10)，通过第一填料(10)与废酸充分接触，以实现喷淋的废酸与鼓入的空气充分接触；每两层所述第一填料(10)之间固定设置有第一液体分布器(16)，对第一填料(10)中产生壁流的酸液进行再次散布。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述蒸发塔(5)位于若干个所述第一喷淋头(9)的上方固定设置有第一气液分离器(13)，用于截留气流中的液体；所述蒸发塔(5)的底部连接有浓缩液泵(15)，用于抽取蒸发塔(5)浓缩后的浓缩酸液。
7.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述初始预热器(3)、二次预热器(4)、预热换热器(7)、蒸汽换热器(8)和冷凝液冷却器(18)均采用抗腐蚀金属板式换热器，所述二次预热器(4)的热源输出端直接排出冷凝水。
8.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述冷凝塔(14)的底部连接有凝液泵(19)，当冷凝塔(14)内液位升高至设定液位时，冷凝塔(14)中的冷凝液由凝液泵(19)抽取排出。
9.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述冷凝塔(14)位于若干个第二喷淋头(20)的下方固定设置有若干层第二填料(21)；每两层所述第二填料(21)之间固定设置有第二液体分布器(22)，对第二填料(21)中产生壁流的液体进行再次散；所述冷凝塔(14)位于若干个所述第二喷淋头(20)的上方固定设置有第二气液分离器(23)，用于截留气流中的液体，所述冷凝塔(14)的顶部排出气体。
10.根据权利要求5所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述第一填料(10)采用β-改性的高硬度聚丙烯(β-PPH)非金属材料。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，包括有蒸发塔(5)和冷凝塔(14)，其特征在于：所述蒸发塔(5)的供给端依次串联二次预热器(4)和初始预热器(3)，用于对泵入的废酸进行二次预热和初始预热；所述蒸发塔(5)内部的上层固定安装有若干个第一喷淋头(9)，所述蒸发塔(5)的外部设置有用于对蒸发塔(5)泵入的塔底液依次进行加热的预热换热器(7)和蒸汽换热器(8)，若干个所述第一喷淋头(9)通过总管与蒸汽换热器(8)连接，用于对加热后的废酸进行喷淋散布；所述蒸发塔(5)位于若干个所述第一喷淋头(9)下方的外壁连接有风机(11)，通过风机(11)朝向蒸发塔(5)内部鼓入干燥的空气，且加热后散布的废酸遇到干燥的空气，废酸中部分水分汽化；
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述初始预热器(3)的供给端依次串联错流过滤器(2)和供给泵(1)，所述错流过滤器(2)用于对供给泵(1)泵入的废酸进行过滤，且将过滤后的废酸朝向初始预热器(3)供给。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述蒸发塔(5)与预热换热器(7)之间设置有抽取泵(6)，用于通过抽取泵(6)抽取蒸发塔(5)中的塔底液，且朝向预热换热器(7)供给，所述预热换热器(7)和蒸汽换热器(8)依次串联。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述风机(11)的引风端连接有进风过滤器(12)，用于过滤截留截留空气中的粉尘、杂质。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁制备铁法工艺稀磷酸低温常压浓缩回用装置，其特征在于：所述蒸发塔(5)位于若干个第一喷淋头(9)的下方固定设置有若干层第一填料(10)，通过第一填料(10...
【专利技术属性】
技术研发人员：茆亮凯，祁莉，李万双，孙权，程玲，
申请(专利权)人：安徽聚云环保设备制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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