专利名称：一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法
技术领域：
本发明一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法属于化学工程技术领域， 涉及一种应用于以硝酸和磷矿为原料冷冻法生产硝酸磷肥的硝酸钙结晶过程中的硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法。
背景技术：
用硝酸和磷矿为原料冷冻法生产硝酸磷肥的生产过程中，分离了酸不溶物的磷酸溶液由 H3PO4, HNO3, H2SiF4, HF, Ca(NO3)2，Al(NO3)3, Fe (NO3)2, Mg(NO3)2, AI 等组成，采用间接冷冻结晶的方式要从磷酸溶液中分离出硝酸钙，硝钙结晶器中的最低温度控制在_5°C。 当热磷酸溶液进入硝钙结晶器后，随着温度的降低，四水硝酸钙会从溶液中析出，同时溶液中会有氟硅酸钙、氟化钙、氟硅酸铝、氟硅酸铁、氟硅酸镁、铝硅酸盐的细小结晶出现，这些细小结晶颗粒的出现不仅会妨碍四水硝酸钙结晶的长大，严重的是它会粘附在硝钙结晶器冷冻盘管上结疤形成垢层，使过程传热系数降低、冷量增加，故需要定期对冷冻盘管进行清洗。反复清洗一方面影响设备的长周期安全稳定运行，另一方面影响设备的使用寿命，鉴于硝酸磷肥体系的特殊性，从节能环保角度考虑，采用化学的方法对磷酸溶液进行脱氟处理当是切实可行的重要措施。
发明内容
本发明一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法的目的在于提供一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，利用脱氟剂与磷酸溶液中的氟反应生成沉淀除氟并保护设备表面，以解决硝钙结晶器冷冻盘管结疤，提高设备运转率。本发明一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，其特征在于首先对分离了酸不溶物的磷酸溶液进行脱氟处理，脱氟剂常压下加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中的磷酸溶液中；然后在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，用以分离脱氟过程反应形成的沉淀；经过脱氟的磷酸溶液送入硝钙结晶器中。上述的一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，其特征在于所述的脱氟过程磷酸溶液的温度为40-70°C。上述的一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，其特征在于所述的脱氟剂为磷酸三钠和六偏磷酸钠或硝酸钠和六偏磷酸钠的混合物，脱氟剂混合物的重量比为1 1，脱氟剂用量按脱氟剂中的钠离子摩尔数比磷酸溶液中的氟离子摩尔数即 [Na+] [Fl = 1 1. 5 计算。本发明一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法的优点在于方法简单方便，容易实施，经过脱氟处理有效避免了硝钙结晶器冷冻盘管的结疤，节约了能量，提高了设备运转率。由于加入的脱氟剂是磷酸盐和硝酸钠，和溶液中的氟反应后生成氟盐沉淀和磷酸与硝酸，因此引入的脱氟剂不会给体系带来二次污染，同时由于脱氟剂的分散作用还会对冷冻盘管表面起到保护，这对冷冻盘管的防结疤有双重作用，更具实用价值。
具体实施例方式下面将结合实施方式对本发明专利具体给予说明，但本发明的内容不只局限于所列举的实施方式的范围。首先用磷酸溶液配置脱氟溶液，脱氟溶液的浓度为6%，即将6g脱氟剂溶于100L 磷酸溶液中。实施方式1分离了酸不溶物的磷酸清液温度为40°C，F—离子浓度为9. 8g/L，脱氟剂为磷酸三钠和六偏磷酸钠，用量按摩尔比[Na+] [FT = 1 1.5计算。在硝钙结晶给料槽上设置有脱氟溶液加入装置，常压下将脱氟溶液加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中的磷酸清液中。在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，以分离脱氟过程反应形成的沉淀，送入硝钙结晶器中的磷酸清液的F—离子浓度为2. 7g/L。实施方式2分离了酸不溶物的磷酸清液温度为70°C，F_离子浓度为10. 5g/L，脱氟剂为磷酸三钠和六偏磷酸钠，用量按摩尔比[Na+] [FT = 1 1.5计算。在硝钙结晶给料槽上设置有脱氟溶液加入装置，常压下将脱氟溶液加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中的磷酸清液中。在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，以分离脱氟过程反应形成的沉淀，送入硝钙结晶器中的磷酸清液的F—离子浓度为4. 3g/L。实施方式3分离了酸不溶物的磷酸清液温度为50°C，F—离子浓度为8. 9g/L，脱氟剂为磷酸三钠和六偏磷酸钠，用量按摩尔比[Na+] [FT = 1 1.5计算。在硝钙结晶给料槽上设置有脱氟溶液加入装置，常压下将脱氟溶液加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中的磷酸清液中。在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，以分离脱氟过程反应形成的沉淀，送入硝钙结晶器中的磷酸清液的F—离子浓度为3. lg/L。实施方式4分离了酸不溶物的磷酸清液温度为50°C，F_离子浓度为11. Og/L，脱氟剂为磷酸三钠和六偏磷酸钠，用量按摩尔比[Na+] [FT = 1 1.5计算。在硝钙结晶给料槽上设置有脱氟溶液加入装置，常压下将脱氟溶液加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中的磷酸清液中。在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，以分离脱氟过程反应形成的沉淀，送入硝钙结晶器中的磷酸清液的F—离子浓度为3. 9g/L。实施方式5分离了酸不溶物的磷酸清液温度为60°C，F—离子浓度为9. 8g/L，脱氟剂为硝酸钠和六偏磷酸钠，用量按摩尔比[Na+] [FT = 1 1.5计算。在硝钙结晶给料槽上设置有脱氟溶液加入装置，常压下将脱氟溶液加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中的磷酸清液中。在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，以分离脱氟过程反应形成的沉淀， 送入硝钙结晶器中的磷酸清液的F—离子浓度为4. Og/L。
权利要求
1.一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，其特征在于首先对分离了酸不溶物的磷酸溶液进行脱氟处理，脱氟剂常压下加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中的磷酸溶液中；然后在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，用以分离脱氟过程反应形成的沉淀；经过脱氟的磷酸溶液送入硝钙结晶器中。
2.按照权利要求1所述的一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，其特征在于所述的脱氟过程磷酸溶液的温度为40-70°C。
3.按照权利要求1所述的一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，其特征在于所述的脱氟剂为磷酸三钠和六偏磷酸钠或硝酸钠和六偏磷酸钠的混合物，脱氟剂混合物的重量比为1 1，脱氟剂用量按脱氟剂中的钠离子摩尔数比磷酸溶液中的氟离子摩尔数即[Na+] [F_] = 1 1.5 计算。
全文摘要
一种硝酸磷肥硝钙结晶器冷冻盘管防结疤的方法，属于化学工程技术领域，该方法是对分离了酸不溶物的磷酸清液进行脱氟处理，脱氟剂常压下加入到带搅拌装置的硝钙结晶给料槽中，在硝钙结晶给料槽和硝钙结晶器之间设置有沉降室，以分离脱氟过程反应形成的沉淀，经过脱氟的磷酸清液送入硝钙结晶器。本发明方法简单方便，容易实施，经过脱氟处理有效避免了硝钙结晶器冷冻盘管的结疤，节约了能量，提高了设备运转率，且引入的脱氟剂不会给体系带来二次污染。
文档编号C05C5/04GK102503591SQ20111033049
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者冯军强, 刘金亮, 张凌云, 李双志, 李 瑞, 樊彩梅, 王志华, 荆宏健, 高海生, 魏安根 申请人:天脊煤化工集团股份有限公司, 太原理工大学