[实用新型]一种生产粉末状固体磷酸的装置

说明书

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体为一种生产粉末状固体磷酸的装置，包括反应釜体，反应釜体具有反应腔；搅拌件，搅拌件为一对可相对回转两端延伸的S型搅拌桨，S型搅拌桨由两端向中间呈螺旋状，S型搅拌桨与反应釜体的内壁的间隙由两端向中间逐渐增大；两根搅拌件换热管，搅拌件换热管通过搅拌轴进入搅拌件，对搅拌件进行换热；夹套换热器，夹套换热器包覆反应釜体。该生产粉末状固体磷酸的装置中，采用特殊设计的搅拌桨叶、反应釜体及控温方式对液体磷酸、晶种进行搅拌反应，避免晶体初次成核发生，促使晶体成核以二次成核为主，并促进磷酸溶液的流体剪应力成核和接触成核，从而实现对磷酸溶液结晶为固体磷酸反应过程的较优控制。

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体地说，涉及一种生产粉末状固体磷酸的装置。

背景技术

磷酸是重要的基础化工原料，广泛应用于各行业，如农业、饲料、建材、食品、医药、化工等。磷酸溶液浓度较低时呈现较好的流动性，随着浓度的增加其粘度快速增加，在较高浓度下呈现粘稠状，如25℃时水的粘度为0.89cp，而H3PO4含量为75％时的溶液粘度为12cp、100％时的溶液粘度为100cp、105％时的溶液粘度为440cp，高浓度磷酸溶液的高粘度使其取用不便，且采用塑料桶装的包装、运输成本较高。根据磷酸的相图，磷酸溶液的H3PO4含量在约104％至107.5％、112.5％至120％范围内为无结晶区，而在约小于104％、107.5％至112.5％范围内适当的温度下可凝固为固体，因此可通过对磷酸溶液的温度控制并辅以提供晶种以利于晶核形成、成长的方式制备固体磷酸，以方便H3PO4含量较高时的高浓度磷酸的取用，同时还能降低高浓度磷酸的包装、运输成本，减少高浓度液态磷酸取用损失，避免包装桶及取用时残留酸对环境的污染，并可进一步拓宽高浓度磷酸的工业用途。目前，在固体磷酸的生产过程中，存在结晶过程控制困难、易爆发式结晶或长久不结晶、结晶产品成块团状或成与反应器形状一致的大块状、结晶颗粒粒径不可控不一致、产品不易从反应器中取出、反应器有效容积利用率低、生产效率低等问题。

如中国专利CN110116996A公开了一种造粒结晶制备固体磷酸的装置及方法，该装置结构较为复杂，生产固体磷酸时粒度不可控、不一致，固体磷酸取出不方便，且采用风冷换热耗能高；中国专利CN110171808B公开了一种球粒状固体磷酸的制备装置及其制备方法，该装置结构较为复杂，采用作为冷却介质的惰性液体包括烷烃、烯烃、卤代烃、芳香烃、醚、酮中的一种或多种的混合物，导致生产成本较高，工业化生产不易实现；中国专利CN103569980A公开了一种固体磷酸的生产方法，该方法固体磷酸成块团状，形状、粒径不可控，块团状固体磷酸取用不便；中国专利CN113716537A公开了一种粉末状固体磷酸的制备方法，该方法所述的常规捏合机及其桨叶“Z”型、“∑”型或鱼尾型结构设计易造成结晶后固体磷酸堆积于反应器四角、底部，造成桨叶卡死，使得生产效率降低，且捏合机有效容积利用率也较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生产粉末状固体磷酸的装置，以解决上述背景技术中提出的常规捏合机及其桨叶“Z”型、“∑”型或鱼尾型结构设计易造成结晶后固体磷酸堆积于反应器四角、底部，造成桨叶卡死，使得生产效率降低，且捏合机有效容积利用率也较低问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种生产粉末状固体磷酸的装置，包括反应釜体，所述反应釜体具有反应腔；

搅拌件，所述搅拌件为一对可相对回转两端延伸的S型搅拌桨，S型搅拌桨由两端向中间呈螺旋状，S型搅拌桨与反应釜体的内壁的间隙由两端向中间逐渐增大，所述搅拌件可转动地设在反应腔内；

两根搅拌件换热管，所述搅拌件换热管通过搅拌轴进入搅拌件，对搅拌件进行换热，所述搅拌件换热管的换热媒体为水；

夹套换热器，所述夹套换热器包覆反应釜体，对反应釜体进行换热，所述夹套换热器的换热媒体为水。

作为优选，反应腔包括半圆形反应腔、长方体反应腔。

作为优选，S型搅拌桨包括第一S型搅拌桨、第二S型搅拌桨。