[实用新型]一种提高热法磷酸生产中低温热能回收利用率的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及磷酸生产领域，具体涉及一种提高热法磷酸生产中低温热能回收利用率的系统。

背景技术

热法制备磷酸是黄磷经燃烧氧化得到五氧化二磷，然后将五氧化二磷通入水合塔中经过水合吸收制得，该制得的磷酸纯度较高，但是黄磷冶炼环节属于高能耗生产，导致热法制备的磷酸成本较高。

由于黄磷燃烧本身为放热反应，且得到的五氧化二磷温度较高，为此，目前本领域已经开发出相关设备用于吸收黄磷燃烧放出的热量和高温五氧化二磷的热量进行利用，以减少热法磷酸加工中所使用的热能。

但是，在磷酸水合(五氧化二磷与水反应形成磷酸)工艺段，传统水合工艺通过对水合塔壁的不断给水降温，控制水合塔的出口酸温不高于80℃，这就造成大量的高温热能被降为低温热量，使得水合工艺段的热能利用率比较低，只能作简单热水使用，难以产生较高的经济价值，同时塔壁降温也需要消耗大量的水，造成水资源的白白浪费。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种提高热法磷酸生产中低温热能回收利用率的系统，能够提高温度较低的磷酸水合工艺段的热能利用率，提高经济价值。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种提高热法磷酸生产中低温热能回收利用率的系统，其用于与水合塔相配合，所述水合塔能够产生高浓度高温磷酸，包括顺次连接的换热机构、循环槽和稀释器；

所述循环槽一端与水合塔相连，用于接收水合塔产生的高浓度高温磷酸，另一端与换热机构连接，用于将高浓度高温磷酸导入换热机构中，所述循环槽内设置有酸泵；

所述换热机构中设置有用于交换高浓度高温磷酸中的热量的介质，所述换热机构用于将高浓度高温磷酸转化为高浓度低温磷酸导入稀释器中，所述稀释器用于将高浓度低温磷酸稀释成低浓度磷酸并导入水合塔中。

在上述技术方案的基础上，所述换热机构包括蒸发器，所述蒸发器与循环槽连接，所述介质设置在蒸发器中，用于交换高浓度高温磷酸中的热量。

在上述技术方案的基础上，所述换热机构还包括预热器，所述预热器设置于所述水合塔与蒸发器之间，用于对介质进行预热；

所述预热器上设有介质进口，介质出口，尾气进口和尾气出口，所述尾气进口与水合塔的出气口相连，用于导入未被水合的五氧化二磷尾气，尾气与介质在预热器进行热交换，实现介质预热；所述介质出口与蒸发器连接，用于将预加热的介质导入蒸发器中，所述尾气出口用于将热交换后的尾气排入后续工艺生产系统。

在上述技术方案的基础上，所述水合塔的顶部设置有进酸口和进气口，所述进气口用于将外部的五氧化二磷气体导入水合塔，所述进酸口与稀释器连接，用于将低浓度的磷酸导入水合塔中，与五氧化二磷气体反应生成高浓度磷酸。

在上述技术方案的基础上，所述水合塔的中上部设置有喷淋机构，底部设置有出气口、出酸口，所述的出气口与预热器的尾气进口相连，用于将经过水合塔水合后的尾气导入到预热器中，所述出酸口与循环槽连接，用于接收水合塔产生的高浓度高温磷酸。

在上述技术方案的基础上，所述循环槽内设置有酸泵，所述循环槽为一密封罐体且表面设置有保温层。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型提高热法磷酸生产中低温热能回收利用率的系统，包括换热机构，换热机构包括蒸发器和预热器，蒸发器与循环槽连接，用于吸收高浓度高温磷酸中的热量，预热器的一端与水合塔的出气口相连，用于吸收未反应且温度较低的五氧化二磷中的热量，并将该热量用于加热上述加热器中的介质，预热器的另一端与蒸发器相连，将预热的介质导入蒸发器中，在蒸发器中通过吸收高浓度高温磷酸的热量将预热的介质进一步加热为高能介质。

蒸发器为密闭结构，其内部设置有管道，管道之外的腔体为介质容纳空间，预热器中的介质直接通入蒸发器的内部腔体，高浓度高温磷酸通过管道输入，并通过管壁形成热传导与介质不断进行热交换，使得吸热后的介质温度不断升高，最终形成大于等于150℃的含有高位热能的介质载体，该热能能够用于工业生产(如产生压力≥0.7MPa 的饱和蒸汽等)，利用价值较高。