АБСОРБЦИЯ ФОСФОРА ПУТЕМ ГИДРАТАЦИИ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФТОРА В ПРОЦЕССЕ ОБЖИГА В ПЕЧИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ

1. Способ получения гидратного фтора из дыма, полученного при обжиге фосфорной кислоты, включающий следующие этапы:
2
5
2
5
2
5
(1) подачу из печи в башню гидратации (гидратную) дыма/дымового газа, состоящего из РО и фтора и обеспечение системы распыления и циркуляции кислотной жидкости, соединенной с башней гидратации до включения; непрерывную подачу посредством указанной системы распыления циркуляции кислотной жидкости раствора концентрированной фосфорной кислоты в устройство распыления внутри башни гидратации; обеспечение полноценного контакта внутри башни дымового газа, содержащего РО и фтор, и распыленного раствора концентрированной фосфорной кислоты, с прохождением тепло- и массообмена и химической реакции фосфорной кислоты внутри распыленного раствора концентрированной фосфорной кислоты и РО содержащего дымового газа; поглощение большей части образовавшейся фосфорной кислоты в процессе распыления жидкости; сохранение остальной части образовавшейся фосфорной кислоты в газовой фазе по причине затрудненного всасывания фторосодержащего вещества из дымового газа печи внутри башни гидратации в процессе распыления жидкости; выход через выходное отверстие в башне гидратации остаточного дымового газа;
(2) окончательное прохождение внутри башни гидратации раствора распыленной фосфорной кислоты через отверстие ввода жидкости в систему распыления циркуляции кислотной жидкости; первоначально поступая в охладитель, часть теплосодержания внутри раствора фосфорной кислоты перемещается в циркулирующую охлаждающую воду внутри охладителя; через охлаждающую воду непрерывно переносится количество теплоты раствора фосфорной кислоты, а система распыления действует следующим образом - циркулирующий раствор фосфорной кислоты, полученный из охладителя, с помощью циркуляционного насоса поступает в башню гидратации, циркуляционное распыление продолжается;
(3) дымовой газ, выходящий через выходное дымовое отверстие, очередной раз последовательно проходит через башню сбора тумана фосфорной кислоты и разделительную башню устранения запотевания; разбавленный раствор фосфорной кислоты, который был образован после сбора тумана фосфорной кислоты, содержащейся в дымовом газе в башне гидратации, собирают в разделительной башне устранения запотевания и в башне сбора тумана фосфорной кислоты, направляют по трубкам, а раствор концентрированной фосфорной кислоты внутри башни гидратации удерживаются связкой кислот(ы).
(4) раствор концентрированной фосфорной кислоты в процессе системы распыления циркулирующей кислотной жидкости может постоянно увеличиваться; после фильтрации часть выходящего раствора становится продуктом «сырой» (неочищенной) фосфорной кислоты, последующий порядок производства фосфорной кислоты повторяют из неочищенной фосфорной кислоты; с другой стороны, комплектующая установка дополнения запаса воды в режиме реального времени в технологическом процессе.
2. Способ по п. 1, в котором система распыления внутри башни гидратации включает в себя два слоя/яруса распыления, находящихся на разной высоте в башне гидратации; указанные два слоя включают слой распыления разбавленной фосфорной кислоты и слой распыления концентрированной фосфорной кислоты; слой распыления концентрированной фосфорной кислоты находится над слоем распыления разбавленной фосфорной кислоты; трубка с поступающей жидкостью на слое распыления концентрированной фосфорной кислоты соединена с системой распыления кислотной жидкости; трубка с поступающей жидкостью на слое распыления концентрированной фосфорной кислоты соединена с трубопроводом для транспортировки концентрированного раствора фосфорной кислоты внутри башни сбора тумана фосфорной кислоты посредством связки раствора разбавленной фосфорной кислоты внутри башни сбора тумана фосфорной кислоты, доходит до башни гидратации; система распыления циркуляции кислотной жидкости отдельно проходит соединение трубок до башни сбора тумана фосфорной кислоты посредством связки концентрированного раствора фосфорной кислоты внутри башни гидратации, доходит до башни сбора тумана фосфорной кислоты.
3. Способ по п. 1, в котором охладитель является теплообменной плитой, которая имеет несколько нержавеющих стальных трубок или модифицированных графитных трубок со встроенным смесителем; по трубке проходит циркуляционная охлаждающая вода со смешиванием; раствор фосфорной кислоты, который поступает в охладитель, на теплообменной плите вызывает процесс теплопередачи при вынужденной конвекции; при этом, в процессе этапа (1) дымовой газ из печи вступает в процесс теплообмена с распыленным раствором концентрированной фосфорной кислоты вплоть до охлаждения системы водного охлаждения башни гидратации и температура снижается до 75°C~130°C;
3
3
4. Способ по п. 1, в котором весовой процент по массе раствора концентрированной фосфорной кислоты циркуляционного распыления в башне гидратации по сравнению с процентом концентрации составляет 60%~90%; регулировку температуры внутри башни гидратации при вводе раствора концентрированной фосфорной кислоты ведут в пределах 50°C~80°C, соотношение газа и жидкости распыления внутри башни гидратации удерживается на уровне 1 л/м~20 л/м.
5. Способ по п. 1, в котором, в случае, если в процессе этапов производства очищенной фосфорной кислоты была бы установлена пригодная для неочищенного продукта фосфорной кислоты ванна очистки, где бы и проходила непосредственная обработка, в ванну очистки можно было бы добавить активированный уголь, диатомит, десульфуратор и сероводород или сернистый натрий, расход потребления диатомита и активированного угля одинаковы и зависят от 0.1%~2% качества продукта неочищенной фосфорной кислоты; десульфуратор - растворимые соли бария, теоретический расход потребления 1~1.2 раз; сероводород или сернистый натрий - теоретический расход потребления 1~1.2 раз; время реакции смешения внутри ванны очистки неочищенной фосфорной кислоты 0.5 ч~2 ч.
3
3
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором башня сбора тумана фосфорной кислоты - это скруббер противоточного типа, который приводит твердое тело в жидкое состояние, включает в себя промывную трубку и отбойный газожидкостной сепаратор; в промывную трубку башни сбора тумана фосфорной кислоты поступает дымовой газ, который выходит через выход дымового отверстия в башне гидратации; после соединения дымового газа и разбавленного раствора фосфорной кислоты, который распыляется внутри промывной трубки снизу вверх, образуется участок пенного раствора; после прохождения дымового газа через участок пены, происходит соприкосновение поверхности разбавленного раствора фосфорной кислоты, который проходит обширный и непрерывный процесс восстановления; на участке пены возникают частички/гранулы, которые собираются, затем проходят процесс полимеризации и передачи удельной теплоты; посредством метода, в котором дымовой газ проходит процесс адиабатического испарения воды из разбавленного раствора фосфорной кислоты, понижают температуру до 60°C~90°C; газообразное и жидкое тело внутри промывной трубки поступает в нижнюю часть отбойного газожидкостного сепаратора газ - жидкость разделение/расщепление; после попадания раствора разбавленной фосфорной кислоты в нижнюю часть отбойного газожидкостного сепаратора, с помощью циркуляционного насоса, происходит возврат в промывную трубку, затем опять в башню гидратации; концентрация по массе распыленного разбавленного раствора фосфорной кислоты, в башне сбора тумана разбавленной фосфорной кислоты, составляет 10%~50%; регулирование температуры раствора разбавленной фосфорной кислоты составляет 40°C~70°C, соотношение газа и жидкости распыления внутри башни сбора тумана разбавленной фосфорной кислоты удерживается на уровне 3 л/м~25 л/м.
7. Способ по п. 6, в котором выпущенный дымовой газ через выходное дымовое отверстие внутри башни сбора тумана фосфорной кислоты проходит в разделительную башню устранения запотевания, где происходит деление/расщепление газ-жидкость; удерживателем капель фосфорной кислоты является нижняя часть разделительной башни устранения запотевания (по типу циклонного сепаратора); количество капель фосфорной кислоты под действием центробежной силы возрастает по сравнению со сбором дымового газа; установка в верхней части разделительной башни устранения запотевания оснащена шелковым шаблоном туманоуловителя, там собираются капли тумана фосфорной кислоты, которые еще не возросли в дымовом газе; установка дополнения запаса воды в режиме реального времени находится внутри разделительной башни устранения запотевания вверху шелкового шаблона туманоуловителя, является по совместительству ирригационным оборудованием.
8. Способ гидратации, поглощения фосфора в выходящих из печи дымовых газах и рекуперации фтора с использованием способа по любому из пп. 1-7, включающий в себя нижеперечисленные этапы производства переработки фтора:
(1) этап поглощения фтора: первоначально дымовой газ, который содержит фтор и выпущен в разделительной башне устранения, подают в промывную трубку кремнефтористой кислоты - первую ступень фторопоглотительной (абсорбционной) колонны; дымовой газ и циркулирующий раствор кремнефтористой кислоты, который впрыскивается с помощью сопло сверху вниз, вступают в полную реакцию газожидкостного двухфазного соединения с протеканием реакции теплообмена с выделением кремнефтористой кислоты; одновременно, часть воды, содержащейся в растворе кремнефтористой кислоты, посредством адиабатического испарения, переходит в водяной пар;
(2) этап разделение на газ-жидкость: газ и жидкость, которые находятся внутри промывной трубки кремнефтористой кислоты, полностью перемещаются в отбойный газожидкостной сепаратор для отделения газа и жидкости; после газообразное тело проходит первую ступень поглотительной (абсорбционной) колонны, через отверстие дымового выхода проходит ко второй ступени поглотительной (абсорбционной) колонны - декапировка кремнефтористой кислоты внутри промывной трубки; жидкое тело после отделения сохраняется в отбойном газожидкостном сепараторе, затем посредством циркуляционного насоса по трубопроводу для транспортировки возвращается в промывную трубку декапировки кремнефтористой кислоты и проходит вышеупомянутый этап (1);
(3) второй этап поглощения фтора: дымовой газ проходит вторую ступень по промывной трубке декапировки кремнефтористой кислоты и циркулирующий раствор кремнефтористой кислоты, который впрыскивается с помощью сопло сверху вниз, вступают в полную реакцию газожидкостного двухфазного соединения, протекает реакция теплообмена; в процессе реакции выделяется кремнефтористая кислота; одновременно, тепло, содержащееся в дымовом газе, переходит в циркулирующий раствор кремнефтористой кислоты;
(4) второй этап разделения на газ-жидкость: газ и жидкость, которые находятся на второй ступени внутри промывной трубки декапировки кремнефтористой кислоты, полностью перемещаются в отбойный газожидкостной сепаратор кремнефтористой кислоты второй ступени для отделения газа и жидкости; после газообразное тело проходит вторую ступень поглотительной (абсорбционной) колонны, через отверстие дымового выхода проходит к конечной башни абсорбции для обработки; жидкое тело после отделения сохраняется в отбойном газожидкостном сепараторе второй ступени, часть которого посредством циркуляционного насоса возвращается в промывную трубку декапировки кремнефтористой кислоты второй ступени и проходит вышеупомянутый этап (3); другая часть отходит в отбойный газожидкостный сепаратор кремнефтористой кислоты первой ступени фторо поглотительной (абсорбционной) колонны;
(5) раствор, вышеупомянутой кремнефтористой кислоты внутри фторопоглотительной (абсорбционной) колонны первой ступени, может постоянно увеличиваться; раствор кремнефтористой кислоты, который увеличился, проходит процесс фильтрации через силикат, и является продуктом побочным продуктом кремнефтористой кислоты;
фторо поглотительная (абсорбционная) колонна первой ступени и фторопоглотительная (абсорбционная) колонна второй ступени одинаковые и являются скрубберами для перехода из твердого тела в жидкое тело; фторопоглотительная (абсорбционная) колонна первой ступени состоит из отбойного газожидкостного сепаратора кремнефтористой кислоты и промывной трубки декапировки кремнефтористой кислоты; выходное отверстие промывной трубки декапировки кремнефтористой кислоты связано со средней частью отбойного газожидкостного сепаратора; в верхней части отбойного газожидкостного сепаратора кремнефтористой кислоты установлено выходное отверстие дымового газа; в нижней части - выходное отверстие кремнефтористой кислоты; выходное отверстие кремнефтористой кислоты с помощью трубопровода для транспортировки в части циркуляционного насоса сообщено с соплом промывной трубки декапировки кремнефтористой кислоты;
фторо поглотительная (абсорбционная) колонна второй ступени состоит из отбойного газожидкостного сепаратора кремнефтористой кислоты второй ступени и промывной трубки декапировки кремнефтористой кислоты второй ступени; выходное отверстие фторо поглотительной (абсорбционной) колонны первой ступени соединено с помощью трубопровода с промывной трубкой декапировки кремнефтористой кислоты второй ступени; выходное отверстие промывной трубки декапировки кремнефтористой кислоты второй ступени связано со средней частью отбойного газожидкостного сепаратора кремнефтористой кислоты второй ступени; в верхней части отбойного газожидкостного сепаратора кремнефтористой кислоты установлен слой пеноотделения и выходное отверстие дымового газа. В нижней части - выходное отверстие кремнефтористой кислоты; выходное отверстие кремнефтористой кислоты с помощью трубопровода для транспортировки в части циркуляционного насоса сообщено с соплом промывной трубки декапировки кремнефтористой кислоты второй ступени и отбойным газожидкостным сепаратором кремнефтористой кислоты фторопоглотительной (абсорбционной) колонны первой ступени.
9. Способ п. 8, в котором на трубопроводе для транспортировки внутри второй ступени фторопоглотительной (абсорбционной) колонны дополнительно установлен охладитель кремнефтористой кислоты, раствор кремнефтористой кислоты, поступивший в промывную трубку декапировки кремнефтористой кислоты второй ступени, охлаждается посредством указанного охладителя.
3
3
3
3
10. Способ по п. 8 или 9, в котором концентрация по массе раствора кремнефтористой кислоты первой ступени абсорбции фтора составляет 8%~25%, температура раствора кремнефтористой кислоты составляет 25°C~65°C, соотношение газа и жидкости распыления удерживается на уровне 3 л/м~25 л/м; концентрация по массе раствора кремнефтористой кислоты второй ступени абсорбции фтора составляет 0.5%~5%, температура раствора кремнефтористой кислоты составляет 25°C~60°C, соотношение газа и жидкости распыления удерживается на уровне 3 л/м~25 л/м.