一種溶劑萃取法制取工業(yè)級磷酸或食品級磷酸的凈化塔的制作方法
【專利摘要】一種溶劑萃取法制取工業(yè)級磷酸或食品級磷酸的凈化塔，本實用新型包括塔體及位于塔體內(nèi)的上澄清段（1）、位于中段的兩相混合段（9）和下澄清段（11），各段之間采用法蘭進行連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、混合及兩相分層效果好，與其它常規(guī)需要外加動力的溶劑萃取設(shè)備相比，具有設(shè)備運行穩(wěn)定、萃取效率高、萃取過程中不易出現(xiàn)乳化現(xiàn)象、制得的凈化磷酸質(zhì)量優(yōu)、節(jié)能、運行成本低等多方面的優(yōu)點。
【專利說明】一種溶劑萃取法制取工業(yè)級磷酸或食品級磷酸的凈化塔【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于溶劑萃取法凈化濕法磷酸制取工業(yè)級磷酸及食品級磷酸的裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]根據(jù)相關(guān)資料介紹，常規(guī)的篩板萃取塔的主要結(jié)構(gòu)主要由篩板和溢流管組成。分散相經(jīng)篩板的小孔分散為液滴群，與流經(jīng)溢流管的連續(xù)相接觸實現(xiàn)傳質(zhì)。一個篩板萃取塔一般有十幾塊或幾十塊篩板，分散相在篩板上(下)再聚結(jié)成凝聚層，因此篩板萃取塔是一種逐漸接觸式逆流萃取設(shè)備。
[0003]目前包括常規(guī)篩板萃取塔在內(nèi)的許多萃取塔均存在的一個普遍問題，就是塔內(nèi)重相及溶劑相的停留時間較短，物料的萃取率或萃出率較低，萃取效果較差。為了提高萃取率或萃出率而增加相比或外加動力攪拌。而外加動力易導(dǎo)致乳化現(xiàn)象而影響產(chǎn)品質(zhì)量。并增加能耗和生產(chǎn)成本。
[0004]溶劑萃取法以濕法磷酸制取工業(yè)級磷酸和食品級磷酸的工藝主要包括預(yù)處理、萃取、洗滌、反萃、后處理等工藝步驟。其中，萃取、洗滌、和反萃為生產(chǎn)過程的主要工序，主體設(shè)備主要分為塔式和槽式兩類。在塔式設(shè)備中，塔體內(nèi)部除了傳動裝置(轉(zhuǎn)盤或震動篩板)外，幾乎為空塔，由此導(dǎo)致從塔上部加入重相的下降速度和從塔下部加入的溶劑相上升的速度均較快。增加動力裝置雖然可提高傳質(zhì)效率，但同時也易出現(xiàn)乳化現(xiàn)象并降低了對濕法磷酸的凈化效率，設(shè)備運行過程中的故障率高，并增加能耗。
[0005]本實用 新型的目的是提供一種溶劑萃取法凈化濕法磷酸制取工業(yè)級磷酸及食品級磷酸的裝置。
[0006]本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0007]一種溶劑萃取法制取工業(yè)級磷酸或食品級磷酸的凈化塔，本實用新型特征在于，包括塔體及位于塔體內(nèi)的上澄清段、位于中段的兩相混合段和下澄清段，各段之間采用法蘭進行連接；
[0008]上澄清段設(shè)有溶劑相溢流槽和溶劑相出口 ；
[0009]兩相混合段從上至下分別設(shè)有篩板，在兩相混合段下部設(shè)有循環(huán)重相出口管，上部設(shè)有循環(huán)重相分布器，在兩相混合段設(shè)置有對開的視鏡，在視鏡旁開設(shè)有人孔；
[0010]下澄清段設(shè)有重相出口 ；
[0011]其中:
[0012]I)在濕法磷酸凈化塔塔體(包括萃取塔、洗滌塔、反萃塔)的混合段設(shè)置有重相循環(huán)泵，并在塔內(nèi)泵進口下部安裝帶有溢流堰的重相收集槽；
[0013]2)在塔體內(nèi)的中上部和中下部混合段設(shè)置了帶溢流堰的篩板，在上、下篩板的溢流口均設(shè)有溢流擋板，分別對上升的溶劑相和下降的重相進行匯集、分散，且上、下相鄰篩板的溢流口呈對開結(jié)構(gòu)；
[0014]3)將循環(huán)重相出口管的塔內(nèi)部分設(shè)置為由一個以上的進液小管組成，且均置于重相收集槽內(nèi)；[0015]4)在塔體的上澄清段內(nèi)設(shè)有環(huán)形的溢流槽；
[0016]本實用新型塔體中上部的循環(huán)重相進口，其位于塔內(nèi)的出液管是由不少于一個小管組成。
[0017]本實用新型通過在混合段安裝有重相(水相)循環(huán)泵，塔內(nèi)泵進口下部安裝帶有溢流堰的重相收集槽，由于泵的作用，經(jīng)過預(yù)萃取的磷酸進一步與上升的溶劑相接觸并進行傳質(zhì)。由此加強了水相和溶劑相的混合、接觸傳質(zhì)，減緩上升溶劑相和下降水相的運行速度，提聞兩相接觸時間，使兩相充分接觸，提聞兩相的傳質(zhì)效率。
[0018]重相循環(huán)泵輸送的是重相，為單一液相物料，混合過程不易出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。
[0019]本實用新型在塔混合段裝有帶溢流堰并開有小孔的篩板，在上升混合液中的乳化液滴與篩板接觸、碰撞后，乳化液滴被破壞而消除，因此篩板能夠有效地消除萃取、洗漆和反萃過程產(chǎn)生的乳化現(xiàn)象。在篩板上開有一定直徑和數(shù)量的小孔，使下降的重相得以重新分散并與上升的有機相接觸傳質(zhì)。而塔內(nèi)篩板溢流口對開，使上升溶劑相在塔內(nèi)呈“Z”字形流動并與多次分散、下降的重相接觸，延長了溶劑相在塔內(nèi)的停留時間，從而提高萃取、洗滌和反萃的效率。
[0020]在塔體混合段的不同部位裝有的對開視境，可以清楚地觀察到塔內(nèi)物料流動及變化情況。以便于調(diào)節(jié)流量、溫度等相關(guān)工藝指標(biāo)。
[0021 ] 塔體中下部的重相出料管的塔內(nèi)部分由多個小管組成，并內(nèi)置于重相收集槽內(nèi)，以避免運行過程中溶劑相進入重相中而引起乳化現(xiàn)象。
[0022]重相出循環(huán)重相進料管的塔內(nèi)部分由多個小管組成，其作用是減緩重相在塔內(nèi)的流速，防止運行過程中液體湍流過大而使溶劑相混入重相中，以避免發(fā)生乳化現(xiàn)象。
[0023]本實用新型的有益效果是，主要針對行業(yè)內(nèi)同類工藝裝置的缺陷，對常規(guī)的篩板萃取塔作了以下幾方面的創(chuàng)新:
[0024]1、在濕法磷酸凈化塔(萃取塔、洗滌塔、反萃塔)的混合段設(shè)置了重相循環(huán)泵，將從上部下降的重相再次泵入塔內(nèi)循環(huán)，與上升的溶劑相再次混合、接觸、傳質(zhì)，保證兩相充分接觸、延長停留時間，從而提高兩相的傳質(zhì)效率。
[0025]2、在塔內(nèi)的中上部和中下部混合段設(shè)置了帶溢流堰的篩板，篩板的溢流口帶有上下?lián)醢?，分別對上升的溶劑相和下降的重相進行匯集、分散，且相鄰篩板的溢流口對開。由此，下降的重相被多次分散，而上升的部分溶劑相在篩板間呈“Z”字型流動，上升路徑大為增長。兩相接觸和傳質(zhì)更充分，重相在塔內(nèi)停留時間更長，為其它凈化塔結(jié)構(gòu)形式的15—20倍，從而保證兩相能充分地傳質(zhì)并消除乳化現(xiàn)象，能達到更好的分層效果，提高萃取、洗滌、反萃等的傳質(zhì)效率。
[0026]3、在篩板溢流口的上下部位均設(shè)有擋板，上擋板的作用是在物料流量較大無法全部從篩孔通過時，對下降的重相進行匯集、重新分散并與上升的溶劑相接觸。下?lián)醢宓淖饔檬窃谖锪狭髁枯^大無法全部從篩孔通過時，對上升的輕相進行匯集、重新分散并與下降的重相接觸。從而達到兩相充分的接觸和傳質(zhì)。
[0027]4、將循環(huán)重相出口管的塔內(nèi)部分由多個進液小管組成，且置于一個重相收集槽內(nèi)，保證所出的流體全部為重相，避免了溶劑相的混入而現(xiàn)出乳化現(xiàn)象。
[0028]5、在塔的上部澄清段內(nèi)設(shè)有環(huán)形的溢流槽，使溶劑相能達到理想的分層效果。對于從塔上部出來的溶劑相可不需要另設(shè)中轉(zhuǎn)槽。保證上升溶劑相均勻、慢速上升，避免了局流速過快出現(xiàn)溶劑相的夾帶現(xiàn)象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為篩板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ] 圖3為圖2中A-A剖視圖；
[0032]圖4凈化塔工作原理示意圖。
[0033]附圖標(biāo)號為:上澄清段(I)、重相進料口(2)、溶劑相出口(3)、分布器(4)、篩板(5)、溢流口(5.1)、人孔(6)、視鏡(7)、循環(huán)重相出口管(8)、兩相混合段(9)、溢流擋板(10)、下澄清段(11)、溶劑相入口(12)、重相出口(13)、溢流槽(14)、重相收集槽(15)、循環(huán)重相進口(16)。
【具體實施方式】
[0034]一種溶劑萃取法制取工業(yè)級磷酸或食品級磷酸的凈化塔，本實用新型特征在于，包括塔體及位于塔體內(nèi)的上澄清段1、位于中段的兩相混合段9和下澄清段11，各段之間采用法蘭進行連接；
[0035]上澄清段設(shè)有溶劑相溢流槽14和溶劑相出口 3 ；
[0036]兩相混合段9從上至下分別設(shè)有篩板5，在兩相混合段9下部設(shè)有循環(huán)重相出口管8，上部設(shè)有循環(huán)重相分布器4，在兩相混合段9設(shè)置有對開的視鏡7，在視鏡7旁開設(shè)有人孔6;
[0037]下澄清段設(shè)有重相出口 13 ;
[0038]其中:
[0039]I)在濕法磷酸凈化塔塔體(包括萃取塔、洗滌塔、反萃塔)的混合段9設(shè)置有重相循環(huán)泵，并在塔內(nèi)泵進口下部安裝帶有溢流堰的重相收集槽15 ；
[0040]2)在塔體內(nèi)的中上部和中下部混合段設(shè)置了帶溢流堰的篩板5，在上、下篩板的溢流口 5.1均設(shè)有溢流擋板10，分別對上升的溶劑相和下降的重相進行匯集、分散，且上、下相鄰篩板的溢流口 5.1呈對開結(jié)構(gòu)；
[0041]3)將循環(huán)重相出口管8的塔內(nèi)部分設(shè)置為由一個以上的進液小管組成，且均置于重相收集槽15內(nèi)；
[0042]4)在塔體6的上澄清段I內(nèi)設(shè)有環(huán)形的溢流槽14 ；
[0043]本實用新型塔體中上部的循環(huán)重相進口 16，其位于塔內(nèi)的出液管是由不少于一個小管組成。
[0044]實施例1:用濕法磷酸制取工業(yè)級磷酸的具體工藝流程如下:
[0045]將經(jīng)過計量的溶劑從塔體下部設(shè)置的溶劑相入口 12加入，重相(濕法磷酸或凈化磷酸或去離子水)從塔體上部重相進料口 2加入。啟動重相循環(huán)泵，使液體在塔內(nèi)的混合段保持穩(wěn)定循環(huán)?？刂蒲h(huán)重相的流量，使塔內(nèi)重相循環(huán)段內(nèi)的篩板溢流口的上擋板有部分重相溢出?？刂戚腿∷?nèi)溫度在45°C、洗滌塔內(nèi)溫度在50°C、反萃塔內(nèi)溫度70°C。
[0046]本實施例所制備的工業(yè)磷酸，有關(guān)組分的含量如下表:
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種溶劑萃取法制取工業(yè)級磷酸或食品級磷酸的凈化塔，其特征在于，包括塔體及位于塔體內(nèi)的上澄清段(I)、位于中段的兩相混合段(9)和下澄清段(11)，各段之間采用法蘭進行連接； 上澄清段設(shè)有溶劑相溢流槽(14)和溶劑相出口(3); 塔中部的兩相混合段(9)從上至下分別設(shè)有篩板(5)，在兩相混合段(9)下部設(shè)有循環(huán)重相出口管(8)，上部設(shè)有循環(huán)重相進口(16)及分布器(4)，在兩相混合段(9)設(shè)置有對開的視鏡(7)，在視鏡(7)旁開設(shè)有人孔(6); 下澄清段設(shè)有重相出口(13); 其中: 1)在濕法磷酸凈化塔塔體的混合段(9)設(shè)置有重相循環(huán)泵，并在塔內(nèi)泵進口管下部安裝帶有溢流堰的重相收集槽(15)； 2)在塔體內(nèi)的中上部和中下部混合段設(shè)置了帶溢流堰的篩板(5)，在上、下篩板的溢流口(5.1)均設(shè)有溢流擋板(10)，分別對上升的溶劑相和下降的重相進行匯集、分散，且上、下相鄰篩板的溢流口(5.1)呈對開結(jié)構(gòu)； 3)將循環(huán)重相出口管(8)的塔內(nèi)部分設(shè)置為由一個以上的進液小管組成，且均置于重相收集槽(15)內(nèi)； 4)在塔體的上澄清段(I)內(nèi)設(shè)有環(huán)形的溢流槽(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶劑萃取法制取工業(yè)級磷酸或食品級磷酸的凈化塔，其特征在于，塔體中上部的循環(huán)重相進口(16)，其位于塔內(nèi)的出液管是由不少于一個小管組成。
【文檔編號】C01B25/46GK203790619SQ201320702155
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】劉澤祥, 曾潤國, 劉甍, 魏家貴, 楊興, 馮發(fā)鈞, 周永祥 申請人:昆明川金諾化工股份有限公司