專利名稱：一種噴射式脫砷反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磷化工技術(shù)和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種噴射式脫砷反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
磷是重要的生命元素，食品添加劑磷酸作為酸味劑、酵母的營養(yǎng)劑，廣泛用于食品工業(yè)。食品級磷酸中的雜質(zhì)指標(biāo)要求特別嚴(yán)格。目前，食品級磷酸生產(chǎn)主要采用工業(yè)磷酸為原料，生產(chǎn)過程中雜質(zhì)的脫除尤其是砷的脫除技術(shù)極為重要。 磷酸脫砷的方法主要有①硫化物沉淀法通過在磷酸原料中加入某種沉淀劑，使其生產(chǎn)難溶或不溶化合物析出，然后通過過濾器分離而得到低砷磷酸產(chǎn)品。②溶劑萃取法基于磷酸可溶于有機溶劑中，而雜質(zhì)砷則被萃取出，從而使其分離。③離子交換法用強酸性離子交換樹脂處理磷酸，從而除去雜質(zhì)砷。硫化物沉淀法因為所需步驟和設(shè)備簡單且脫砷效果好，是最常用的脫砷方法。磷酸硫化物沉淀法脫砷的原理如下
2P2S5+ 16H20 — 4H3P04 + IOH2S H3AsO4 + H2S — H3AsO3 + H2O + S IH3AsO3 + 3H2S — 6Η20 + As2S3 I
在已有技術(shù)中，食品級磷酸生產(chǎn)工藝路線分為熱法和濕法兩種。兩種路線生產(chǎn)食品級磷酸的關(guān)鍵技術(shù)都是雜質(zhì)的脫除。如中國專利200910062940. 2提出了一種用精制濕法磷酸生產(chǎn)食品級磷酸的方法，通過加入活性二氧化硅做脫氟劑，加入硫化鈉溶液或者五硫化二磷固體做脫砷脫鉛劑，過濾之后，將濾液送往曝氣工段，不斷鼓入空氣并攪拌，最后過濾得到食品級磷酸。此方法成本低廉，能耗少、無污染?！抖嗑哿姿峒捌涿撋楣に囇芯俊?云南化工，2007，34 (4) :63 66) —文中，介紹了多聚磷酸與普通熱法磷酸物化性質(zhì)的差異以及目前國內(nèi)外多聚磷酸的現(xiàn)狀及市場前景，提出了雜質(zhì)砷對多聚磷酸的影響并概述了目前磷酸廣泛采用的幾種脫砷方法。該文指出，將配制的脫砷劑加入到反應(yīng)釜中與磷酸中的亞砷酸反應(yīng)，生成As2S3沉淀，然后將含As2S3的磷酸泵送到脫氣塔中脫去多余的H2S氣體，再送到過濾器中進(jìn)行過濾，磷酸產(chǎn)品進(jìn)入成品槽，濾渣As2S3進(jìn)入渣筒，尾氣經(jīng)洗滌塔洗滌達(dá)標(biāo)后經(jīng)風(fēng)機排放到大氣中?！队晒I(yè)磷酸連續(xù)操作生產(chǎn)食品級磷酸》(硫磷設(shè)計與粉體工程，2005，6 27 30) 一文及《淺談連續(xù)熱法食品級磷酸生產(chǎn)》(貴州化工，2005，30 (4) 43 45)—文中，都提到了食品級磷酸生產(chǎn)中脫砷反應(yīng)后殘余硫化氫氣體的脫除方法。該法是通過鼓風(fēng)機鼓入空氣對脫砷磷酸吹脫除去硫化氫，吹脫的硫化氫氣體用碳酸鈉溶液吸收，所得硫化鈉溶液用于生產(chǎn)其他對硫含量要求不高的磷酸鹽。過濾收集到的砷渣經(jīng)洗滌、干燥后運往砷品廠。此法操作簡單，除雜效果好，避免硫化氫氣體直接排放造成環(huán)境污染，但其吸收劑使用碳酸鈉，引入鈉離子，一定程度上造成二次污染。從經(jīng)濟效益及社會效益分析，此法不是最佳選擇。我們依據(jù)多年對已有用于食品級磷酸脫砷反應(yīng)技術(shù)的研究，結(jié)合磷酸生產(chǎn)實際出發(fā)，研究發(fā)明了噴射式脫砷反應(yīng)器。經(jīng)查其余文獻(xiàn)，在食品級磷酸脫砷反應(yīng)中，均未有使用噴射式攪拌的反應(yīng)和凈化設(shè)備。采用本發(fā)明的噴射式脫砷反應(yīng)器，不僅可以充分回收利用脫氣工序被吹脫掉的硫化氫，避免二次污染，還可以大大縮短反應(yīng)槽內(nèi)工業(yè)磷酸的脫砷反應(yīng)的循環(huán)時間，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決食品級磷酸生產(chǎn)過程脫砷凈化的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，縮短脫砷反應(yīng)的時間，提高食品級磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性，充分回收利用脫氣工序中的硫化氫氣體，降低脫砷劑的使用成本，避免有害氣體硫化氫的二次污染，提高經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益，提供一種噴射式脫砷反應(yīng)器。本發(fā)明的技術(shù)方案是
采用循環(huán)泵將工業(yè)磷酸輸送至噴射泵，工業(yè)磷酸在高壓下經(jīng)過噴嘴以高速度射出時，在噴射泵的混合室內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓使得磷酸脫氣工序中的硫化氫氣體進(jìn)入噴射泵吸入室，硫化氫氣體并在噴射泵的混合室與工業(yè)磷酸充分混合反應(yīng)，然后射向反應(yīng)釜內(nèi)已混有五硫化二磷脫砷劑的工業(yè)磷酸進(jìn)行強烈噴射，達(dá)到紊流攪拌的效果，使五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸能夠快速充分地混合反應(yīng)，從而縮短了反應(yīng)槽內(nèi)工業(yè)磷酸的脫砷反應(yīng)的循環(huán)時間，提 高了食品級磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性，充分回收利用脫氣工序中的硫化氫氣體，減少了五硫化二磷脫砷劑的用量，避免有害氣體硫化氫向的二次污染，有效地保護(hù)工廠以及周邊環(huán)境，提高了經(jīng)濟和社會效益。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
本反應(yīng)器主要設(shè)置脫砷反應(yīng)槽、循環(huán)泵和噴射泵并依次循環(huán)連接。所述的脫砷反應(yīng)槽設(shè)置有反應(yīng)槽頂蓋、液封放空口、進(jìn)料口、P2S5投料口、閥門1、閥門II和出氣口，反應(yīng)槽頂蓋設(shè)置噴射泵，反應(yīng)槽頂蓋與脫砷反應(yīng)槽用法蘭連接，反應(yīng)槽的上部分別設(shè)置液封放空口、進(jìn)料口、P2S5投料口和出氣口，液封放空口與脫砷反應(yīng)槽之間設(shè)置閥門I，出氣口設(shè)置閥門VI，P2S5投料口設(shè)置頂蓋，閥門V設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽的下部，閥門V用法蘭與循環(huán)泵的進(jìn)料口連接。所述的噴射泵設(shè)置噴射泵進(jìn)酸口、噴嘴、噴射泵出酸口和H2S進(jìn)氣管；噴射泵進(jìn)酸口用循環(huán)管通過閥門III與循環(huán)泵的出料口連接，噴射泵出酸口延伸至脫砷反應(yīng)槽中下部，噴射泵出酸口下段為喇叭口，H2S進(jìn)氣管設(shè)置在噴射泵上部，H2S進(jìn)氣管設(shè)置閥門Vn和H2S進(jìn)氣口連接，H2S進(jìn)氣管另用平衡管與脫砷反應(yīng)槽的閥門VI連接。所述的循環(huán)泵出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與循環(huán)泵出口連接，另一支通往外設(shè)的過濾裝置連接，第三支與閥門II1、循環(huán)管和噴射泵進(jìn)酸口依次連接。所述的噴射泵、脫砷反應(yīng)槽、平衡管、循環(huán)管、液封放空管、循環(huán)泵、法蘭均選用不銹鋼材料。以上所述的噴射泵采用負(fù)壓操作吸入硫化氫氣體。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果
1、本發(fā)明噴射式脫砷反應(yīng)器，利用噴射泵產(chǎn)生的負(fù)壓充分吸收脫氣工序產(chǎn)生的硫化氫氣體，既避免了二次污染，又降低脫砷劑的使用成本，具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益；
2、本反應(yīng)器設(shè)置的噴射泵，能夠?qū)⒐I(yè)磷酸經(jīng)噴射泵后向反應(yīng)槽內(nèi)強烈噴射，達(dá)到紊流攪拌的效果，使五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸能夠快速充分地混合反應(yīng)，大大縮短了反應(yīng)槽內(nèi)工業(yè)磷酸的脫砷反應(yīng)的循環(huán)時間，提高了食品級磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性，具有良好的經(jīng)濟效益。


附圖1:為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)識1、噴射泵；2、噴射泵進(jìn)酸口 ；3、噴嘴；4、反應(yīng)槽頂蓋；5、液封放空口 ；
6、閥門I ;7、進(jìn)料口 ；8、閥門II ;9、頂蓋；10、P2S5投料口 ；11、脫砷反應(yīng)槽；12、噴射泵出酸口 ；13、循環(huán)管；14、閥門III ;15、閥門IV ;16、出酸口 ；17、閥門V ;18、循環(huán)泵；19、出氣口 ；20、閥門VI ;21、平衡管；22、H2S進(jìn)氣口 ；23、閥門VII。
具體實施例方式 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明加以詳細(xì)描述。
實施例1: 本反應(yīng)器主要設(shè)置脫砷反應(yīng)槽11、循環(huán)泵18和噴射泵I并依次循環(huán)連接。脫砷反應(yīng)槽11設(shè)置有反應(yīng)槽頂蓋4、液封放空口 5、進(jìn)料口 7、P2S5投料口 10、閥門I 6、閥門II 8和出氣口 19，反應(yīng)槽頂蓋4設(shè)置噴射泵1，反應(yīng)槽頂蓋4與脫砷反應(yīng)槽11用法蘭連接，反應(yīng)槽的上部分別設(shè)置液封放空口 5、進(jìn)料口 7、P2S5投料口 10和出氣口 19，液封放空口 5與脫砷反應(yīng)槽11之間設(shè)置閥門I 6，出氣口 19設(shè)置閥門VI 20，P2S5投料口 10設(shè)置頂蓋9，閥門V 17設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽11下部的出酸口 16，閥門V 17用法蘭與循環(huán)泵18的進(jìn)料口連接。噴射泵I設(shè)置噴射泵進(jìn)酸口 2、噴嘴3、噴射泵出酸口 12和H2S進(jìn)氣管；噴射泵I的進(jìn)酸口 2用循環(huán)管13通過閥門III 14與循環(huán)泵18的出料口連接，噴射泵I的出酸口 12延伸至脫砷反應(yīng)槽11中下部，噴射泵I的出酸口 12下段為喇叭口，H2S進(jìn)氣管設(shè)置在噴射泵I上部，H2S進(jìn)氣管設(shè)置閥門VII 23和H2S進(jìn)氣口 22連接，H2S進(jìn)氣管另用平衡管21與脫砷反應(yīng)槽11的閥門VI 20連接。循環(huán)泵18出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與循環(huán)泵出口連接，另一支通過閥門IV 15與外設(shè)的過濾裝置連接，第三支與閥門III 14、循環(huán)管13和噴射泵進(jìn)酸口 2依次連接。所述的噴射泵1、脫砷反應(yīng)槽11、平衡管21、循環(huán)管13、液封放空管、循環(huán)泵18、法蘭均選用不銹鋼材料。工作時，從脫砷反應(yīng)槽進(jìn)料口 7將工業(yè)磷酸輸送至反應(yīng)槽2/3液位，并保持溫度70°C，從P2S5投料口按工業(yè)磷酸中砷含量的1. 3倍投加五硫化二磷脫砷劑然后開啟循環(huán)泵18，打開平衡管21的閥門VI 20平衡反應(yīng)槽內(nèi)的氣壓，工業(yè)磷酸經(jīng)過循環(huán)泵18輸送至噴射泵I，工業(yè)磷酸在高壓下經(jīng)過噴嘴3以高速度射出，噴射泵I混合室內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓使得磷酸脫氣工序中的硫化氫氣體進(jìn)入噴射泵I的吸入室，并在噴射泵I的混合室與工業(yè)磷酸充分混合反應(yīng)，再后向反應(yīng)釜內(nèi)已混有五硫化二磷脫砷劑的工業(yè)磷酸進(jìn)行強烈噴射，達(dá)到紊流攪拌的效果，五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸快速充分地混合反應(yīng)，完成脫砷反應(yīng)的磷酸經(jīng)循環(huán)泵18 —部分輸送至噴射泵I進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，一部分輸送至過濾車間進(jìn)行過濾。實施例2:
本反應(yīng)器主要設(shè)置脫砷反應(yīng)槽11、循環(huán)泵18和噴射泵I并依次循環(huán)連接。脫砷反應(yīng)槽11設(shè)置有反應(yīng)槽頂蓋4、液封放空口 5、進(jìn)料口 7、P2S5投料口 10、閥門I 6、閥門II 8和出氣口 19，反應(yīng)槽頂蓋4設(shè)置噴射泵1，反應(yīng)槽頂蓋4與脫砷反應(yīng)槽11用法蘭連接，反應(yīng)槽的上部分別設(shè)置液封放空口 5、進(jìn)料口 7、P2S5投料口 10和出氣口 19，液封放空口 5與脫砷反應(yīng)槽11之間設(shè)置閥門I 6，出氣口 19設(shè)置閥門VI 20，P2S5投料口 10設(shè)置頂蓋9，閥門V 17設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽11下部的出酸口 16，閥門V 17用法蘭與循環(huán)泵18的進(jìn)料口連接。噴射泵I設(shè)置噴射泵I的進(jìn)酸口 2、噴嘴3、噴射泵出酸口 12和H2S進(jìn)氣管；噴射泵進(jìn)酸口 2用循環(huán)管13通過閥門III 14與循環(huán)泵18的出料口連接，噴射泵出酸口 12延伸至脫砷反應(yīng)槽11中下部，噴射泵I的出酸口 12下段為喇叭口，H2S進(jìn)氣管設(shè)置在噴射泵I上部，H2S進(jìn)氣管設(shè)置閥門VII 23和H2S進(jìn)氣口 I的22連接，H2S進(jìn)氣管另用平衡管21與脫砷反應(yīng)槽11的閥門VI 20連接。循環(huán)泵18出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與循環(huán)泵出口連接，另一支通過閥門IV 15與外設(shè)的過濾裝置連接，第三支與閥門III 14、循環(huán)管13和噴射泵進(jìn)酸口 2依次連接。所述的噴射泵1、脫砷反應(yīng)槽11、平衡管21、循環(huán)管13、液封放空管、循環(huán)泵18、法蘭均選用不銹鋼材料。工作時，從脫砷反應(yīng)槽進(jìn)料口 7將工業(yè)磷酸輸送至反應(yīng)槽3/4液位，并保持溫度80°C，從P2S5投料口按工業(yè)磷酸中砷含量的1. 3倍投加五硫化二磷脫砷劑然后開啟循環(huán)泵 18，打開平衡管21的閥門VI 20平衡反應(yīng)槽內(nèi)的氣壓，工業(yè)磷酸經(jīng)過循環(huán)泵18輸送至噴射泵I，工業(yè)磷酸在高壓下經(jīng)過噴嘴3以高速度射出，噴射泵I混合室內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓使得磷酸脫氣工序中的硫化氫氣體進(jìn)入噴射泵I的吸入室，并在噴射泵I的混合室與工業(yè)磷酸充分混合反應(yīng)，再后向反應(yīng)釜內(nèi)已混有五硫化二磷脫砷劑的工業(yè)磷酸進(jìn)行強烈噴射，達(dá)到紊流攪拌的效果，五硫化二磷脫砷劑與工業(yè)磷酸快速充分地混合反應(yīng)，完成脫砷反應(yīng)的磷酸經(jīng)循環(huán)泵18 —部分輸送至噴射泵I進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，一部分輸送至過濾車間進(jìn)行過濾。
權(quán)利要求
1.一種噴射式脫砷反應(yīng)器，其特征在于主要設(shè)置脫砷反應(yīng)槽(11)、循環(huán)泵(18)和噴射泵(I)依次循環(huán)連接；所述的脫砷反應(yīng)槽(11)設(shè)置有反應(yīng)槽頂蓋(4)、液封放空口(5)、進(jìn)料口(7)、閥門I (6)、閥門II (8)、P2S5投料口(10)和出氣口(19)，反應(yīng)槽頂蓋(4)設(shè)置噴射泵(I )，反應(yīng)槽頂蓋(4)與脫砷反應(yīng)槽(11)用法蘭連接，反應(yīng)槽的上部分別設(shè)置液封放空口 (5 )、進(jìn)料口( 7 )、P2S5投料口(10)和出氣口(15)，液封放空口( 5 )與脫砷反應(yīng)槽之間設(shè)置閥門I (6)，出氣口( 19)設(shè)置閥HVI (20),P2S5投料Π (10)設(shè)置頂蓋(9)，閥門V (17)設(shè)置于脫砷反應(yīng)槽下部的出酸口(16)，閥門V (17)用法蘭與循環(huán)泵(18)的進(jìn)料口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式脫砷反應(yīng)器，其特征在于所述的噴射泵(I)設(shè)置噴射泵(I)的進(jìn)酸口(2)、噴嘴(3)、噴射泵(I)的出酸口(12)和H2S進(jìn)氣管；噴嘴(3)用循環(huán)管(13 )通過閥門III (14 )與循環(huán)泵(18 )的出料口連接，噴射泵出酸口( 12 )延伸至脫砷反應(yīng)槽(11)中下部，噴射泵出酸口(12)下段為喇叭口，H2S進(jìn)氣管設(shè)置在噴射泵(I)上部， H2S進(jìn)氣管依次設(shè)置閥門VIK 23)和H2S進(jìn)氣口(22)連接，H2S進(jìn)氣管另用平衡管(21)與脫砷反應(yīng)槽(11)的閥門VK20)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種噴射式脫砷反應(yīng)器，其特征在于所述的循環(huán)泵(18)出口設(shè)置三通管，三通管其中一支與噴射泵進(jìn)酸口(2)連接，另一支通過閥門IV(15)與外設(shè)的過濾裝置連接，第三支與閥門111(14)、循環(huán)管(13)和噴射泵進(jìn)酸口(2)依次連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噴射式脫砷反應(yīng)器，主要設(shè)置有脫砷反應(yīng)槽、循環(huán)泵和噴射泵并依次循環(huán)連接。脫砷反應(yīng)槽設(shè)置有反應(yīng)槽頂蓋、液封放空口、進(jìn)料口、P2S5投料口、出酸口和反應(yīng)槽出氣口，反應(yīng)槽頂蓋設(shè)置噴射泵。由于采用循環(huán)泵將工業(yè)磷酸輸送至噴射泵，產(chǎn)生的負(fù)壓將硫化氫氣體吸入并在噴射泵混合室與工業(yè)磷酸充分反應(yīng)，在脫砷反應(yīng)槽實現(xiàn)紊流攪拌，縮短了脫砷反應(yīng)的循環(huán)時間，提高了食品級磷酸的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的連續(xù)性，充分回收利用脫氣工序中的硫化氫氣體，減少了五硫化二磷脫砷劑的用量，避免二次污染，有效地保護(hù)工廠以及周邊環(huán)境，具有良好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。
文檔編號B01J19/26GK103011110SQ201210580638
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者林軍, 吳小海, 馬釗松, 徐紹學(xué), 黃新興, 王文營, 彭艷霞, 羅培榮, 蘇杰文 申請人:廣西明利化工有限公司